重难点20 电学实验(解析版)- 2025年高考物理【热点·重点·难点】专练(西北四省专用)(陕西、山西、宁夏、青海)
2025-03-11
|
2份
|
70页
|
664人阅读
|
20人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 陕西省,山西省,宁夏回族自治区,青海省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.11 MB |
| 发布时间 | 2025-03-11 |
| 更新时间 | 2025-03-26 |
| 作者 | 梦想成真 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-03-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50906821.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难点20 电学实验
考点
三年考情分析
2025考向预测
观察电容器的充、放电现象
长度的测量及测量工具的选用
测量金属丝的电阻率
用多用电表测量电学中的物理量
测量电源的电动势和内阻
探究影响感应电流方向的因素
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
利用传感器制作简单的自动控制装置
电容器充放电实验(2023·新课标卷,9)
测定值电阻或者电阻率(2023·全国乙卷,10)
伏安特性的测定(2022·全国乙卷,10)
多用电表欧姆档问题(2024·新课标卷,10)
创新实验(2024·全国甲卷,10)
(1)考点预测:电容器、恒定电流相关实验。
(2)考法预测:经常综合考查、创新考查。
【情境解读】
长度的测量
有关电容器的实验
部分电路的实验
全电路的实验
有关电磁感应的实验
传感器
【高分技巧】
一、测量金属的电阻率
1.长度、横截面积的测量
用毫米刻度尺测金属丝的有效长度;用螺旋测微器测金属丝的直径,进而计算金属丝的横截面积。
2.电阻的测量
用伏安法测电压、电流,作出U-I图像,则电阻等于图线的斜率。
3.注意事项
(1)由于金属丝电阻较小,故采用电流表外接法。
(2)为防止电阻率发生变化,实验时电流不宜过大,通电时间不要太长。
二、电阻测量的创新方案
名称
电路
测量原理
安安法
已知的内阻R2,测得、的电流为I1、I2,可得Rx=
已知的内阻R1,定值电阻R0,测得、的电流I1、I2,可得的内阻R2=
伏伏法
已知的内阻R1,测得、的电压为U1、U2,可得Rx=R1
已知的内阻R1,定值电阻R0,测得、的电压为U1、U2,可得的内阻R2=
替代法
双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等,则R1的读数即等于待测电阻的阻值
半偏法
测量电流表内阻
闭合S1,断开S2,调节R1使G表满偏;闭合S2,只调节R2,使G表半偏(R1≫R2),则R2=R测,R测<R真
测量电压表内阻
使R2=0,闭合S,调节R1使V表满偏;只调节R2使V表半偏(RV≫R1),则R2=R测,R测>R真
电桥法
闭合S,调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,示数为零,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有=,=,由以上两式可得R1·Rx=R2·R3,可求出被测电阻Rx的阻值
三、电源电动势和内阻的测量
1.伏安法
方案一
方案二
电路图
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
真实值和测量值的关系
I真=I测+
U真=U测+IRA
图像
误差分析
E测<E真,r测<r真
(r测=)
E测=E真,r测>r真
(r测=r+RA)
2.伏阻法和安阻法
方案
伏阻法
安阻法
电路图
原理
E=U+r
E=IR+Ir
关系式
=·+
=·R+
图像
误差分析
E测<E真,r测<r真(r测=)
E测=E真,r测>r真(r测=r+RA)
四、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造
欧姆表由电流表G、电源、调零电阻R和红、黑表笔组成。
(1)如图,红表笔接“+”插孔,黑表笔接“-”插孔,即红“+”,黑“-”。
(2)电流方向为从红表笔流进欧姆表,从黑表笔流出欧姆表,即“红进黑出”。
(3)黑表笔与欧姆表内部电源正极相连,红表笔与负极相连。
2.工作原理
闭合电路欧姆定律:I=。
五、多用电表的内部电路结构与刻度盘
1.内部电路结构示意图
2.多用电表刻度盘
六、传感器的使用
1.常见的传感器
光电传感器、温度传感器、力电传感器、电容式传感器等。
2.光敏电阻与热敏电阻
(1)光敏电阻:随着光照强度的增大,光敏电阻的阻值变小。
(2)金属热电阻:电阻随温度的升高而增大。
(3)热敏电阻:
①正温度系数热敏电阻:电阻随温度的升高而增大。
②负温度系数热敏电阻:电阻随温度的升高而减小。
(建议用时:40分钟)
【考向一:观察电容器的充、放电现象及传感器问题】
1.(2024·陕西省商洛市·二模)为研究某种热敏电阻(时阻值约为)的特性并将其制成体温报警器,某同学将该热敏电阻置于保温箱中,按照图甲所示的电路利用以下器材进行实验:
A.电源E(电动势为,内阻可忽略不计);
B.电流表A1(,内阻可忽略不计);
C.电流表A2(,内阻可忽略不计);
D.电压表V(,内阻约为);
E.滑动变阻器R(,允许通过的最大电流为)。
(1)图甲中A应选择的电流表是________。(填器材前的字母)
(2)调节保温箱中的温度,记录电压表和电流表的示数,计算出热敏电阻的阻值。当温度为时,电压表和电流表的示数分别为和,则此时热敏电阻的阻值为________。(计算结果保留三位有效数字)多次测量的数据如下:
电阻
3.22
3.12
3.02
2.92
2.82
温度
35
36
37
38
39
(3)利用该热敏电阻制作的体温报警器,其电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源
(电动势为,内阻可忽略不计);当图中的输出电压达到或超过时,便触发报警器(图中未画出)报警,则图乙中_______(填“”或“”)应使用热敏电阻;若要求开始报警时的温度为,则另一定值电阻的阻值应为_________。(计算结果保留三位有效数字)
2.(2024·青海省西宁市大通县·三模)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个,与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”,主要步骤如下:
(1)利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下:
压敏电阻两个
电源(电动势E=12V,内阻不计)
电流表G1(量程10mA,内阻Rg1=200Ω)
电流表G2(量程50mA,内阻Rg2约为100Ω)
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2(最大阻值为150Ω)
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值,导线c端应与______(选填“a”或“b”)点连接。
②首先测量R0的数值,正确连接电路,使压敏电阻上的压力F=0,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1,可知R0=______(用字母I1、I2、Rg1、R1表示)。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
(2)“可自动注水储水池”的电路如图丁所示,RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时,继电器的衔铁将被吸合,与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知,压敏电阻应选择______(选填“m”或“n”),水位上升时,保护电阻RA的电功率会______(选填“变大”或“变小”)。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量,可将保护电阻RA的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
【考向二:测量电阻、电阻率、电表改装及多用电表问题】
1.(2024·宁夏省银川一中·二模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到_________(填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节_________,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为_________Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前_________Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值_________。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
2.(2024·青海省海东市·二模)某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA的灵敏电流表,现要测量该表头的内阻(大于2000Ω),实验室所提供的器材有:
A.待测灵敏电流表;
B.电阻箱(0∼99999.9Ω);
C.滑动变阻器(最大阻值为5Ω,允许通过的最大电流为0.5A);
D.滑动变阻器(最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
E.干电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω);
F.导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图,正确连接电路后进行了如下操作:
①把滑动变阻器的滑片滑到a端,闭合开关,并将电阻箱的阻值调到较大;
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使灵敏电流表满偏;
③保持开关闭合、滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,调整电阻箱的阻值,当灵敏电流表半偏时,电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题:
(1)滑动变阻器应选用______(填“”或“”);
(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整______;
(3)该灵敏电流表的内阻为______Ω;
(4)在操作无误的情况下,灵敏电流表内阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
3.(2024·陕西省·二模)为了测量某未知电阻阻值,实验室提供了如下的实验器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约为10Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约为50Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表V2(量程10V,内阻约为50kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
G.电源E(电动势3.0V,内阻不计)
H.电键S及导线若干
某实验小组结合所给的实验器材,完成了如下操作:
(1)利用多用电表的欧姆挡粗略地测量该电阻的电阻值,将旋钮扳到“×1”挡位,欧姆调零后,将两表笔分别与待测电阻的两端相接触,欧姆表的读数如图所示,则该读数为________Ω;
(2)为了精确地测量待测电阻的阻值,利用伏安法完成电阻的测量,并要求电表的示数从零开始调节,则电流表应选________;电压表应选________;滑动变阻器应选________;(填器材前的字母序号)
(3)根据所选实验器材设计电路,将设计的电路画在虚线框中,并标注器材符号;______
(4)考虑到电表内阻的影响,待测电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,其原因是________。
4.(2024·青海省西宁市·二模)小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
5. (2024·青海省西宁市·一模)某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
(1)该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器R1(0~5kΩ)
B.滑动变阻器R2(0~20kΩ)
C电阻箱R'(0~9999.9Ω)
D.电源E1(电动势为1.5V)
E.电源E2(电动势为9V)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器R阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合S2,保持R不变,调节R'的阻值,使微安表G的示数为250μA,此时R'的示数为1900.0Ω;
回答下列问题:
(1)①为减小实验误差,实验中电源应选用________(填E1或E2),滑动变阻器应选用________(填R1或R2);
②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值Rg=________Ω,与微安表内阻的真实值相比________(选填“偏大”、“相等”或“偏小”);
(2)若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为________Ω的电阻R0;
(3)用图乙所示电路对改装电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2V时,改装电压表中微安表G的示数为495μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,R0的阻值应调至________Ω(结果保留1位小数)。
6. (2024·山西省名校联考·一模)一种具有“”、“”两个档位的欧姆表原理如图所示,已知电流表G的满偏电流为,内阻为,刻度盘中央位置(即处)标的电阻值为,电源的电动势为。回答下列问题:
(1)图中应接__________________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)当选择“”档位时,应掷于__________________(选填“1”或“2”)位置;
(3)____________________________________;
(4)若该欧姆表使用一段时间后电源电动势减小、内阻增大,但仍可实现欧姆调零,则测电阻时的测量值比真实值偏__________________(填“大”或“小”)。
7. (2024·青海省协作联考·一模)测量一个量程为的直流电压表的内阻(几千欧),所用的实验电路图如图甲所示。
(1)请根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路__________。
(2)把滑动变阻器的滑片滑到端,将电阻箱的阻值调到零,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为,然后滑动变阻器的滑片____________(填“向端滑动”“向端滑动”或“位置不变”),调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为,此时电阻箱的示数如图丙所示,则该示数为____________,该电压表的内阻的测量值为____________。
(3)由于系统误差,真实值____________(填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
8. (2024·山西省太原市·一模)实验小组测量某圆柱体材料的电阻率,圆柱体的长度为。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,示数如图1所示,______;
(2)用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测,选择“”挡,发现指针偏转角度过大,应该换用______挡(选填“”或“”,并重新进行______调零,指针指在如图2位置,阻值为______;
(3)为精确测量该圆柱体电阻的大小,实验小组设计了如图3所示的实验电路图,实验室提供了如下器材:
A.电源(电动势为,内阻不计)
B.电流表A1(量程为,内阻约为)
C.电流表A2(量程为,内阻为)
D.定值电阻(阻值为)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
请回答下列问题:
a.实验中,乙表应选______(选填“B”或“C”),滑动变阻器应选______(选填“E”或“F”),根据图3所示电路,闭合开关,调节滑动变阻器,记录A1的示数和A2的示数,电阻______(用题中的字母符号表示);
b.和的函数图像如图4所示,根据数据可算得______结果保留2位有效数字);
c.通过计算,该圆柱体材料的电阻率约为______结果保留1位有效数字;
(4)仅从系统误差的角度考虑,本次实验电阻率的测量值______真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
9.(2024·陕西安康·三模) 描绘一个标有“ ”的小灯泡的伏安特性曲线,有以下器材供选用:
A.电压表V量程,内阻为
B.电流表量程,内阻约
C.毫安表量程,内阻约
D.电阻箱()
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(,0.5A)
G.蓄电池(电动势,内阻不计)电键一个
(1)电流表选择___________(选填“”或“”)滑动变阻器选择___________(选填“”或“”)
(2)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量,尽可能减少实验误差,请你在虚线方框中画出实验电路原理图_________。
(3)由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图,现把该小灯泡和一个电源(电动势,)串联在一起如乙图,则小灯泡的实际功率___________(保留两位有效数字)
【考向三:测量电源的电动势和内阻】
1.(2024·山西省·一模)遥控电动汽车中,由两节LR6电池串联后通过定值电阻为电机供电。为研究该型号电池的特性及测量的电阻,某同学设计了图(a)所示的电路进行测量,图中电流表的内阻为,电阻箱的最大阻值为。
(1)将图(b)中的实验电路连接完整__________;
(2)调节电阻箱到最大值后闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值及对应的电流表的示数和,并计算出及;
(3)作出图像如图(c)所示,则________,电流表的内阻________;(保留2位有效数字)
(4)作出图像如图(d)所示,则两节LR6电池的总电动势,________、总内阻________。(保留2位小数)
2.(2024·山西省名校联考·三模)不久,我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅,比一枚硬币还小,其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片,以和铜片为电池的两个电极,外接负载就可以提供电能。据悉,这种电池功率约100μW,电压约3V,可实现50年自发电且功率稳定。
(1)关于该电池,下列说法正确的是______。
A. 衰变形成的新核中含有34个中子
B. 衰变形成的新核中含有33个中子
C. 外接负载时镍的电势比铜片高
D. 外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片
(2)利用图甲的电路可研究该电池的特性,可供选择的主要器材有:
A.灵敏电流表G:量程40μA,内电阻未知
B.灵敏电流计:量程5μA,内电阻100kΩ
C.电阻箱:电阻变化范围0~999999Ω
D.电位器R:电阻变化范围0~510kΩ
①实验中,首先需将电流计改装成量程为3V的电压表V,则应调整为______Ω;
②正确连接电路后,反复调节电位器R,读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I,经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E=______V.(结果保留三位有效数字);其内电阻r随负载阻值的减小______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③为消除图甲测量方法带来的系统误差,需对电表的示数进行修正,则需要修正示数的电表是______(填“电压表”或“电流表”)。修正后的图线位于图乙中图线的______(填“上方”或“下方”)。
④若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电,该电阻的功率为______W(结果保留三位有效数字)。
3.(2024·宁夏银川一中·三模)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,准备了如下器材:
待测电池,5个完全相同的阻值未知的电阻Rx,一个阻值为R0的定值电阻,一个量程为3V的电压表,两个开关S1、S2,单刀双掷开关S3,导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路,其中c为金属夹。
(1)该同学首先测量未知电阻Rx的阻值,步骤如下:
①断开开关S2,S3接b,c夹在0处,闭合S1,此时电压表示数为U0;
②断开开关S1,闭合S2,S3接a,将金属夹c夹在位置3,闭合S1,电压表示数也为U0;则未知电阻Rx的阻值为__________;(用R0表示)
(2)该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下:
①断开开关S2,S3接b,闭合S1;
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处,记录对应的电压表示数U;
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像,如图乙所示:
④求出图乙中图线斜率为k,纵轴截距为b,则电池电动势为__________,内阻为__________;(用b、k、和R0表示)。
(3)该实验中电动势的测量值__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
4.(2024·山西省晋中市·二模)最近,研究人员研发出一种可广泛用于笔记本电脑、手机等电子产品的新型锂电池。为测量该新型锂电池的电动势和内阻,除开关和导线若干外,实验室还提供以下器材:
A.待测电池(电动势约为,内阻约为)
B.电流表A(量程为,内阻)
C.电阻箱(最大阻值为)
D.定值电阻(阻值为)
(1)因所给电流表的量程过小,利用定值电阻对电流表A改装后进行实验,则电流表A改装后的量程为__________A,请在图甲中的虚线框内画出电路图,并在图中标出选用的器材的符号_______。
(2)根据设计的实验电路用笔画线代替导线,将图乙中的实物进行连线________。
(3)连接好电路,闭合开关,调节电阻箱,记录多组电阻箱的阻值和电流表A的示数,作出图像,如图丙所示,则该电池的电动势__________V,内阻__________。
(4)实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如图丁所示,如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接,那么每个灯泡消耗的实际功率为__________W(结果保留三位有效数字)。
5.(2024·陕西省汉中市·二模)锂离子电池是极具发展前景的重要能源存储装置之一,广泛应用于便携式电子产品和电动汽车等领域。内阻是锂离子电池的重要参数之一,具有非常重要的研究意义。某研究小组利用题图1所示电路,对铭牌如题图2所示的某锂离子电池进行研究(该锂离子电池内阻不超过) 除开关和导线外,可选的其他实验器材有:
A.电压表(量程0~3.0 V)
B.电流表(量程0~0.6 A)
C.定值电阻(阻值2Ω,额定功率5W)
D.定值电阻(阻值20Ω,额定功率10W)
E.滑动变阻器(阻值范围0 ~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω,额定电流2A)
(1)为尽量准确、方便地测出该锂离子电池的内阻,定值电阻R0应该选择______,滑动变阻器R应该选择______(填相应器材前的字母标号)。
(2)正确选取器材后,电压表应接在______(选填“a”“ b”)处。
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片位置,得到多组电压表和电流表的数值和,并作出对应的图像如题图3所示。由此可得,该锂离子电池的电动势为______V , 其内阻为______Ω。 (结果均保留两位小数)
6.(2024·宁夏省银川一中·一模)电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路,若灵敏电流计G示数为0,说明此时两电源的电动势相等。根据这一原理,某同学设计如图乙所示电路,测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源(内阻不计),B为电动势恒定的标准电源,其电动势为EN。R1、R2为电阻箱,R3为滑动变阻器,G为灵敏电流计,S1、S3为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。实验过程如下:
①实验开始之前,将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间;
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3,通过调节R1、R2,使R3阻值为0时,灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值,分别为R1、R2;
③先将将R3滑动变阻器触头滑到最________端,再将开关S2置于2处,调节R1、R2,并保持通过R1、R2的电流不变,重复上述操作,使R3的阻值为0时,灵敏电流计G的示数为0,记录此时的R1与R2的数值,分别为R1′、R2′。根据上述实验过程回答问题:
(1)实验步骤③中,滑动变阻器R3触头应滑到最___________端(填“左”或“右”);
(2)在步骤③中,为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变,调整R1、R2时需要使R1、R2与R1′、R2′满足的关系是____________(用题中所给物理量符号表示);
(3)待测电源C的电动势E=_____________(用题中所给物理量符号表示);
(4)若工作电源A的内阻不可忽略,则待测电源C的电动势E测量值将___________(填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
7. (2024·陕西省渭南市·一模)小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
(1)开关闭合前,应先将电阻箱的电阻调到__________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)。
(2)闭合开关,发现电压表指针不偏转,小明用多用电表的直流电压挡来检测故障,保持开关闭合,将__________(选填“红”或“黑”)表笔始终接触a位置,另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱,发现试触b、c、d、e时,多用电表均有示数,试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障是__________。
A.接线柱bd间短路 B.接线柱de间断路或没有接好 C.定值电阻断路或没有接好
(3)排除故障后按规范操作进行实验,改变电阻箱R的阻值,分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量,电压表的示数如图乙所示,示数为__________V。
(4)作出图线如图丙所示,根据图中数据可得电池组的电动势E=______V,内阻r=_______Ω(保留两位小数)。
【考向四:电磁感应、交变电流中的实验】
1.(2024·山西省太原市·三模)某物理小组利用下图器材探究影响感应电流方向的因素,根据实验现象,分别记录不同情况下磁体的N极、S极的运动方向以及感应电流的方向。
(1)实验现象表明:穿过线圈的磁通量都在增大时,如果磁场的方向不同(甲、乙),感应电流的方向______(选填“相同”或“不同”);穿过线圈的磁通量都在减小时,如果磁场的方向不同(丙、丁),感应电流的方向______(选填“相同”或“不同”)。看来实验并不能直接显示出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
(2)选择磁体的磁场和感应电流的磁场进行分析,分别研究穿过线圈的磁通量增大和减小的情况,请根据甲示例完成乙、丙、丁填空。
表1 磁通量增大时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针
向上
乙
比较表1中的数据,可以发现:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反,阻碍磁通量的增加。
表2 磁通量减小时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
丁
根据表1、2中的数据能得出结论:感应电流具有这样的方向,即______。
2.(2025·宁夏8月调研·一模)某实验小组利用下列实验器材如图,探究正弦交变电流电压的有效值与最大值之间的关系。实验中主要步骤如下:
A.连接电路,将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里;
B.将学生电源交流接线柱连入电路,选择适当电压,打开开关;
C.调节滑动变阻器,记录电压传感器1测得交流电压的最大值Um和电压传感器2测得的电压值U0;
D.断开开关,将学生电源直流接线柱连入电路,再次接通开关;
E.调节滑动变阻器,使____________________________________;
F.记录此时电压传感器1测得直流电压的值U,即直流电压U是最大值为Um交流电压的有效值;
G.重复上述步骤,记录多组Um及对应的U。
(1)请将实验步骤中“___________”部分补充完整;
(2)某次将学生电源直流接线柱连入电路,且接通开关时小灯泡两端的电压最小,请用笔画线替代导线在图上连接实物图___________;
(3)实验中测得的数据如下表格所示,请在图坐标纸上描点作图___________,并根据图像计算得出U=___________Um;
实验次数
测量值
1
2
3
4
5
6
传感器2
传感器2测得电压U0/V
1.08
1.55
2.42
3.46
4.51
5.60
传感器1
交流电压最大值Um/V
1.14
1.24
1.49
1.62
1.80
2.10
直流电压U/V
0.81
0.88
1.06
1.15
1.28
1.48
(4)实验中发现,虽然电路连接完全正确,但当小灯泡两端所加的电压较小时,传感器2测得的电压几乎为0,请你写出一个可能的原因_____________。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
重难点20 电学实验
考点
三年考情分析
2025考向预测
观察电容器的充、放电现象
长度的测量及测量工具的选用
测量金属丝的电阻率
用多用电表测量电学中的物理量
测量电源的电动势和内阻
探究影响感应电流方向的因素
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
利用传感器制作简单的自动控制装置
电容器充放电实验(2023·新课标卷,9)
测定值电阻或者电阻率(2023·全国乙卷,10)
伏安特性的测定(2022·全国乙卷,10)
多用电表欧姆档问题(2024·新课标卷,10)
创新实验(2024·全国甲卷,10)
(1)考点预测:电容器、恒定电流相关实验。
(2)考法预测:经常综合考查、创新考查。
【情境解读】
长度的测量
有关电容器的实验
部分电路的实验
全电路的实验
有关电磁感应的实验
传感器
【高分技巧】
一、测量金属的电阻率
1.长度、横截面积的测量
用毫米刻度尺测金属丝的有效长度;用螺旋测微器测金属丝的直径,进而计算金属丝的横截面积。
2.电阻的测量
用伏安法测电压、电流,作出U-I图像,则电阻等于图线的斜率。
3.注意事项
(1)由于金属丝电阻较小,故采用电流表外接法。
(2)为防止电阻率发生变化,实验时电流不宜过大,通电时间不要太长。
二、电阻测量的创新方案
名称
电路
测量原理
安安法
已知的内阻R2,测得、的电流为I1、I2,可得Rx=
已知的内阻R1,定值电阻R0,测得、的电流I1、I2,可得的内阻R2=
伏伏法
已知的内阻R1,测得、的电压为U1、U2,可得Rx=R1
已知的内阻R1,定值电阻R0,测得、的电压为U1、U2,可得的内阻R2=
替代法
双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等,则R1的读数即等于待测电阻的阻值
半偏法
测量电流表内阻
闭合S1,断开S2,调节R1使G表满偏;闭合S2,只调节R2,使G表半偏(R1≫R2),则R2=R测,R测<R真
测量电压表内阻
使R2=0,闭合S,调节R1使V表满偏;只调节R2使V表半偏(RV≫R1),则R2=R测,R测>R真
电桥法
闭合S,调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,示数为零,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有=,=,由以上两式可得R1·Rx=R2·R3,可求出被测电阻Rx的阻值
三、电源电动势和内阻的测量
1.伏安法
方案一
方案二
电路图
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
真实值和测量值的关系
I真=I测+
U真=U测+IRA
图像
误差分析
E测<E真,r测<r真
(r测=)
E测=E真,r测>r真
(r测=r+RA)
2.伏阻法和安阻法
方案
伏阻法
安阻法
电路图
原理
E=U+r
E=IR+Ir
关系式
=·+
=·R+
图像
误差分析
E测<E真,r测<r真(r测=)
E测=E真,r测>r真(r测=r+RA)
四、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造
欧姆表由电流表G、电源、调零电阻R和红、黑表笔组成。
(1)如图,红表笔接“+”插孔,黑表笔接“-”插孔,即红“+”,黑“-”。
(2)电流方向为从红表笔流进欧姆表,从黑表笔流出欧姆表,即“红进黑出”。
(3)黑表笔与欧姆表内部电源正极相连,红表笔与负极相连。
2.工作原理
闭合电路欧姆定律:I=。
五、多用电表的内部电路结构与刻度盘
1.内部电路结构示意图
2.多用电表刻度盘
六、传感器的使用
1.常见的传感器
光电传感器、温度传感器、力电传感器、电容式传感器等。
2.光敏电阻与热敏电阻
(1)光敏电阻:随着光照强度的增大,光敏电阻的阻值变小。
(2)金属热电阻:电阻随温度的升高而增大。
(3)热敏电阻:
①正温度系数热敏电阻:电阻随温度的升高而增大。
②负温度系数热敏电阻:电阻随温度的升高而减小。
(建议用时:40分钟)
【考向一:观察电容器的充、放电现象及传感器问题】
1.(2024·陕西省商洛市·二模)为研究某种热敏电阻(时阻值约为)的特性并将其制成体温报警器,某同学将该热敏电阻置于保温箱中,按照图甲所示的电路利用以下器材进行实验:
A.电源E(电动势为,内阻可忽略不计);
B.电流表A1(,内阻可忽略不计);
C.电流表A2(,内阻可忽略不计);
D.电压表V(,内阻约为);
E.滑动变阻器R(,允许通过的最大电流为)。
(1)图甲中A应选择的电流表是________。(填器材前的字母)
(2)调节保温箱中的温度,记录电压表和电流表的示数,计算出热敏电阻的阻值。当温度为时,电压表和电流表的示数分别为和,则此时热敏电阻的阻值为________。(计算结果保留三位有效数字)多次测量的数据如下:
电阻
3.22
3.12
3.02
2.92
2.82
温度
35
36
37
38
39
(3)利用该热敏电阻制作的体温报警器,其电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源
(电动势为,内阻可忽略不计);当图中的输出电压达到或超过时,便触发报警器(图中未画出)报警,则图乙中_______(填“”或“”)应使用热敏电阻;若要求开始报警时的温度为,则另一定值电阻的阻值应为_________。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】 ①. C ②. ③. ④.
【解析】(1)[1]通过热敏电阻的电流约为
故应选C;
(2)[2]此时热敏电阻的阻值为
(3)[3]根据串联分压可知,电阻越大分压越多,而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,即温度越高热敏电阻两端电压越小,由题意可知图中的输出电压达到或超过时,才会报警,所以是热敏电阻;
[4]由表格中数据可知温度升高一度,热敏电阻减少0.1kΩ,所以温度为时,则有
可得
由
可得
2.(2024·青海省西宁市大通县·三模)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个,与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”,主要步骤如下:
(1)利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下:
压敏电阻两个
电源(电动势E=12V,内阻不计)
电流表G1(量程10mA,内阻Rg1=200Ω)
电流表G2(量程50mA,内阻Rg2约为100Ω)
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2(最大阻值为150Ω)
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值,导线c端应与______(选填“a”或“b”)点连接。
②首先测量R0的数值,正确连接电路,使压敏电阻上的压力F=0,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1,可知R0=______(用字母I1、I2、Rg1、R1表示)。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
(2)“可自动注水储水池”的电路如图丁所示,RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时,继电器的衔铁将被吸合,与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知,压敏电阻应选择______(选填“m”或“n”),水位上升时,保护电阻RA的电功率会______(选填“变大”或“变小”)。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量,可将保护电阻RA的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
【答案】(1) ①. a ②.
(2) ①. m ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【小问1详解】
①[1]选“a”时,测量无系统误差,故导线c端应与“a”点连接。
②[2]并联支路电压相等,有
解得
【小问2详解】
①[1][2]水位上升时,继电器的衔铁将被吸合,说明电磁铁磁性变强,电路中电流变大,压敏电阻R的阻值会变小,故选m;水位上升时,电路中电流变大,保护电阻RA的电功率变大。
②[3]若想增大可自动注水储水池的蓄水量,即压力更大,压敏电阻阻值更小时停止注水,由于停止注水时的电流I0不变,故应将保护电阻RA阻值变大。
【考向二:测量电阻、电阻率、电表改装及多用电表问题】
1.(2024·宁夏省银川一中·二模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到_________(填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节_________,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为_________Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前_________Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值_________。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
【答案】 ①. a端 ②. 滑动变阻器 ③. 10 ④. 0.025 ⑤. 偏小
【解析】(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器接入电路电阻应最大保护电路,即滑片应移到a端。
[2]实验过程中,先闭合开关,调节滑动变阻器,直至表头G指针满偏。
[3]再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时认为干路电流仍为,则有
由图2可得
(3)[4]由图3,根据欧姆定律有
解得
(4)[5]由于步骤(2)测电阻时,实际干路电流大于,则通过电阻箱的电流大于,则电阻箱电阻小于表头G的内阻,即所测表头G的内阻偏小,则修复后的电表实际量程大于,则电表测量出的电流值比实际值偏小。
2.(2024·青海省海东市·二模)某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA的灵敏电流表,现要测量该表头的内阻(大于2000Ω),实验室所提供的器材有:
A.待测灵敏电流表;
B.电阻箱(0∼99999.9Ω);
C.滑动变阻器(最大阻值为5Ω,允许通过的最大电流为0.5A);
D.滑动变阻器(最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
E.干电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω);
F.导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图,正确连接电路后进行了如下操作:
①把滑动变阻器的滑片滑到a端,闭合开关,并将电阻箱的阻值调到较大;
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使灵敏电流表满偏;
③保持开关闭合、滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,调整电阻箱的阻值,当灵敏电流表半偏时,电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题:
(1)滑动变阻器应选用______(填“”或“”);
(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整______;
(3)该灵敏电流表的内阻为______Ω;
(4)在操作无误的情况下,灵敏电流表内阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) (3)2596.0
(4)大于
【解析】
【小问1详解】
[1]选择较小的滑动变阻器,断开与闭合时相比,滑动变阻器左侧部分的电压变化较小,测得的灵敏电流表内阻误差较小。所以滑动变阻器应选用。
【小问2详解】
[2]实物连接如图所示
【小问3详解】
[3]不考虑滑动变阻器左边部分电压的变化,当灵敏电流表半偏时,电阻箱两端的电压与灵敏电流表两端的电压相等,则电阻箱的读数等于灵敏电流表的内阻,由图丙可知灵敏电流表的内阻为。
【小问4详解】
[4]在断开后,电路中的总电阻增大,总电流减小,滑动变阻器的左侧部分电压增大,则灵敏电流表半偏时,电阻箱两端的电压略大于灵敏电流表两端电压,所以内阻的测量值大于真实值。
3.(2024·陕西省·二模)为了测量某未知电阻阻值,实验室提供了如下的实验器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约为10Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约为50Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表V2(量程10V,内阻约为50kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
G.电源E(电动势3.0V,内阻不计)
H.电键S及导线若干
某实验小组结合所给的实验器材,完成了如下操作:
(1)利用多用电表的欧姆挡粗略地测量该电阻的电阻值,将旋钮扳到“×1”挡位,欧姆调零后,将两表笔分别与待测电阻的两端相接触,欧姆表的读数如图所示,则该读数为________Ω;
(2)为了精确地测量待测电阻的阻值,利用伏安法完成电阻的测量,并要求电表的示数从零开始调节,则电流表应选________;电压表应选________;滑动变阻器应选________;(填器材前的字母序号)
(3)根据所选实验器材设计电路,将设计的电路画在虚线框中,并标注器材符号;______
(4)考虑到电表内阻的影响,待测电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,其原因是________。
【答案】 ①. 12 ②. A ③. C ④. E ⑤. ⑥. 偏小 ⑦. 电压表的分流作用使得电流的测量值偏大
【解析】(1)[1]欧姆表读数为12×1Ω=12Ω;
(2)[1][2][3]电源电动势为3V,则电压表选择C;电路可能出现的最大电流
则电流表应选A;要使得电表的示数从零开始调节,则滑动变阻器接成分压电路,则应选阻值较小的E;
(3)[4]因电压表内阻远大于待测电阻,则应该采用电流表外接,滑动变阻器用分压电路,则根据所选实验器材设计电路如图
(4)[5][6]考虑到电表内阻的影响,待测电阻的测量值小于真实值,其原因是电压表的分流作用使得电流的测量值偏大,根据
可知,电阻的测量值偏小。
4.(2024·青海省西宁市·二模)小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
【答案】 ①. 大于 ②. ③. 向上 ④.
【解析】(1)[1]根据题意可知,所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻,电源电动势不变,根据可知;
(2)[2]当开关拨向时,全电路总电阻较大,中值电阻较大,能够接入待测电阻的阻值也更大,所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大,即;
(3)[3]从“”挡位换成“”挡位,即开关从拨向,全电路电阻增大,干路电流减小,①②短接时,为了使电流表满偏,则需要增大通过电流计所在支路的电流,所以需要将的滑片向上调节;
(4)[4]在“”挡位,令与串联部分的总电阻为,上半部分单独叫,电路图结构简化如图
第一次,当①②短接,全电路的总电阻为
通过干路的电流为
电流表满偏,根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第一次和第二次解得
第三次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第二次和第三次,解得
5. (2024·青海省西宁市·一模)某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
(1)该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器R1(0~5kΩ)
B.滑动变阻器R2(0~20kΩ)
C电阻箱R'(0~9999.9Ω)
D.电源E1(电动势为1.5V)
E.电源E2(电动势为9V)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器R阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合S2,保持R不变,调节R'的阻值,使微安表G的示数为250μA,此时R'的示数为1900.0Ω;
回答下列问题:
(1)①为减小实验误差,实验中电源应选用________(填E1或E2),滑动变阻器应选用________(填R1或R2);
②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值Rg=________Ω,与微安表内阻的真实值相比________(选填“偏大”、“相等”或“偏小”);
(2)若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为________Ω的电阻R0;
(3)用图乙所示电路对改装电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2V时,改装电压表中微安表G的示数为495μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,R0的阻值应调至________Ω(结果保留1位小数)。
【答案】①. E2 ②. R2 ③. 1900.0或1900 ④. 偏小 ⑤. 2100.0或2100 ⑥. 2059.6
【解析】(1)①[1][2]本实验误差来自于闭合S2电阻箱R′并入电路后,干路电流会发生变化,为使干路电流变化较小,应使干路中滑动变阻器进入电路的阻值尽量大,为使电流表能够满偏,相应的电源电动势应较大。故电源选择电动势约为9V的电源E2,毫安表G的满偏电流为500μA,则干路中滑动变阻器进入电路的最小阻值约大于,故滑动变阻器应选用最大阻值为20kΩ的R2。
②[3]由实验操作步骤可知通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值Rg=1900.0Ω;
[4]因于闭合S2电阻箱R′并入电路后,电路的总电阻变小,干路电流会变大,即干路电流大于Ig,而流过微安表G的电流为Ig,则流过电阻箱R′的电流大于Ig,即流过电阻箱R′的电流实际上大于流过微安表G的电流,根据并联电路的特点,可知微安表G内阻真实值大于电阻箱R′的阻值,可知测量值偏小。
(2)[5]若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联的电阻R0为
的电阻;
(3)[6]当微安表G的示数为495μA时
若是调整为准确,则需将微安表读数变为500μA,则
即将改装后的电压表内阻减小40.4Ω,即将R0的阻值变为2100-40.4=2059.6Ω
6. (2024·山西省名校联考·一模)一种具有“”、“”两个档位的欧姆表原理如图所示,已知电流表G的满偏电流为,内阻为,刻度盘中央位置(即处)标的电阻值为,电源的电动势为。回答下列问题:
(1)图中应接__________________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)当选择“”档位时,应掷于__________________(选填“1”或“2”)位置;
(3)____________________________________;
(4)若该欧姆表使用一段时间后电源电动势减小、内阻增大,但仍可实现欧姆调零,则测电阻时的测量值比真实值偏__________________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)红 (2)1 (3) ①. ②. 1 (4)大
【解析】
【小问1详解】
改装后电流从插孔流入,故图中应接红表笔。
【小问2详解】
当开关接1调零时,两表笔短接,设欧姆表内部总电阻为,则
两表笔间电阻为时,电流表中电流为,则
当开关接2调零后,设欧姆表内部总电阻为,则
两表笔间电阻为时,电流表中电流为,则
可得
故当选择“”档位时,应掷于1位置。
【小问3详解】
[1][2]欧姆表中值电阻等于内部的总电阻,据题意有
,
选择“”档位时开关接1,则
解得
【小问4详解】
电源电动势减小,选择“”档位时,中值电阻小于,选择“”档位时,中值电阻小于,故待测电阻测得的值比真实值偏大。
7. (2024·青海省协作联考·一模)测量一个量程为的直流电压表的内阻(几千欧),所用的实验电路图如图甲所示。
(1)请根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路__________。
(2)把滑动变阻器的滑片滑到端,将电阻箱的阻值调到零,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为,然后滑动变阻器的滑片____________(填“向端滑动”“向端滑动”或“位置不变”),调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为,此时电阻箱的示数如图丙所示,则该示数为____________,该电压表的内阻的测量值为____________。
(3)由于系统误差,真实值____________(填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
【答案】 ①. ②. 位置不变 ③. 3936 ④. 1968 ⑤. 小于
【解析】(1)[1] 根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路如下
(2)[2][3][4]根据实验原理可知,保持待测部分电压不变,所以调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为,然后滑动变阻器的滑片位置不变。调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为,此时电阻箱的示数如图丙所示,则该示数为3936Ω。根据串联分压原理可知
解得
(3)[5] 因该支路电阻变大,则该支路部分实际电压要比原电压变大,即R0的分压要大于2V,故Rv的实际值要小一些,即真实值小于测量值。
8. (2024·山西省太原市·一模)实验小组测量某圆柱体材料的电阻率,圆柱体的长度为。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,示数如图1所示,______;
(2)用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测,选择“”挡,发现指针偏转角度过大,应该换用______挡(选填“”或“”,并重新进行______调零,指针指在如图2位置,阻值为______;
(3)为精确测量该圆柱体电阻的大小,实验小组设计了如图3所示的实验电路图,实验室提供了如下器材:
A.电源(电动势为,内阻不计)
B.电流表A1(量程为,内阻约为)
C.电流表A2(量程为,内阻为)
D.定值电阻(阻值为)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
请回答下列问题:
a.实验中,乙表应选______(选填“B”或“C”),滑动变阻器应选______(选填“E”或“F”),根据图3所示电路,闭合开关,调节滑动变阻器,记录A1的示数和A2的示数,电阻______(用题中的字母符号表示);
b.和的函数图像如图4所示,根据数据可算得______结果保留2位有效数字);
c.通过计算,该圆柱体材料的电阻率约为______结果保留1位有效数字;
(4)仅从系统误差的角度考虑,本次实验电阻率的测量值______真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】(1)##3.372##3.374
(2) ①. ②. 欧姆 ③. 9.0
(3) ①. ②. ③. ④. 9.1 ⑤.
(4)等于
【解析】
【小问1详解】
该圆柱体的直径为
【小问2详解】
[1][2]用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测,选择“”挡,发现指针偏转角度过大,说明电阻偏小,倍率选择过大,则应该换用“”挡,并重新进行欧姆调零;
[3]如图2所示的阻值为
【小问3详解】
[1] [2]由于该实验图中没有电压表,所以需要用电流表改装,已知电流表A2内阻已知所以,乙表应选C,滑动变阻器采用分压式接法,故选择小阻值的,故选E。
[3]由欧姆定律可知
解得未知电阻的阻值为
[4]根据
化简可得
斜率为
解得
[5]根据电阻定律
化简得
代入数据解得该圆柱体的电阻率为
【小问4详解】
本实验中电流表R2的内阻已知,圆柱体的电阻测量值等于真实值,则本次实验电阻率的测量值等于真实值。
9.(2024·陕西安康·三模) 描绘一个标有“ ”的小灯泡的伏安特性曲线,有以下器材供选用:
A.电压表V量程,内阻为
B.电流表量程,内阻约
C.毫安表量程,内阻约
D.电阻箱()
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(,0.5A)
G.蓄电池(电动势,内阻不计)电键一个
(1)电流表选择___________(选填“”或“”)滑动变阻器选择___________(选填“”或“”)
(2)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量,尽可能减少实验误差,请你在虚线方框中画出实验电路原理图_________。
(3)由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图,现把该小灯泡和一个电源(电动势,)串联在一起如乙图,则小灯泡的实际功率___________(保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. ②.
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]根据可求得
因此电流表选;
[2]描绘小灯泡的伏安特性曲线,应选用分压式接法,滑动变阻器最大阻值选阻值小的,因此选。
【小问2详解】
描绘小灯泡的伏安特性曲线,应选用分压式接法,灯泡电阻小,选择电流表外接法,由于电压表的量程不足以完成实验,所以应该改装电压表,即将一个电阻箱与电压表串联从而改装电压表。电路图如图
【小问3详解】
根据化简可得
其中为横轴,为纵轴,在小灯泡的伏安特性曲线中画出对应直线,如图
交点即为工作电压,电流,根据可得
【考向三:测量电源的电动势和内阻】
1.(2024·山西省·一模)遥控电动汽车中,由两节LR6电池串联后通过定值电阻为电机供电。为研究该型号电池的特性及测量的电阻,某同学设计了图(a)所示的电路进行测量,图中电流表的内阻为,电阻箱的最大阻值为。
(1)将图(b)中的实验电路连接完整__________;
(2)调节电阻箱到最大值后闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值及对应的电流表的示数和,并计算出及;
(3)作出图像如图(c)所示,则________,电流表的内阻________;(保留2位有效数字)
(4)作出图像如图(d)所示,则两节LR6电池的总电动势,________、总内阻________。(保留2位小数)
【答案】 ①. ②. 4.0 ③. 0.50 ④. 3.40 ⑤. 1.00
【解析】(1)[1]根据实验电路图,实物图的连接如图所示
(3)[2][3]根据两并联支路电压相等可得
变式可得
结合图(c)可得
,
解得
,
(4)[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
变式可得
结合图(d)可得
而其中
解得
由此可得
将坐标(500,290)代入可得
2.(2024·山西省名校联考·三模)不久,我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅,比一枚硬币还小,其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片,以和铜片为电池的两个电极,外接负载就可以提供电能。据悉,这种电池功率约100μW,电压约3V,可实现50年自发电且功率稳定。
(1)关于该电池,下列说法正确的是______。
A. 衰变形成的新核中含有34个中子
B. 衰变形成的新核中含有33个中子
C. 外接负载时镍的电势比铜片高
D. 外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片
(2)利用图甲的电路可研究该电池的特性,可供选择的主要器材有:
A.灵敏电流表G:量程40μA,内电阻未知
B.灵敏电流计:量程5μA,内电阻100kΩ
C.电阻箱:电阻变化范围0~999999Ω
D.电位器R:电阻变化范围0~510kΩ
①实验中,首先需将电流计改装成量程为3V的电压表V,则应调整为______Ω;
②正确连接电路后,反复调节电位器R,读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I,经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E=______V.(结果保留三位有效数字);其内电阻r随负载阻值的减小______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③为消除图甲测量方法带来的系统误差,需对电表的示数进行修正,则需要修正示数的电表是______(填“电压表”或“电流表”)。修正后的图线位于图乙中图线的______(填“上方”或“下方”)。
④若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电,该电阻的功率为______W(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)AC (2) ①. 500000或者500.000k ②. 2.97或者2.98或者2.99或者3.00或者3.01 ③. 增大 ④. 电流表 ⑤. 上方 ⑥.
【解析】【小问1详解】
AB.衰变形成的新核质量数为63,电荷数为29,则其中含有63-29=34个中子,选项A正确,B错误;
CD.释放电子给铜片,可知外接负载时镍的电势比铜片高,外接负载时电池内的电流方向从铜片到镍,选项C正确,D错误。
故选AC。
【小问2详解】
①[1]将电流计改装成量程为3V的电压表V,则应调整为
②[2]根据图像结合
可知该电池的电动势
E=2.99V
[3]图像的斜率绝对值的倒数等于内阻,可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。
③[4]实验中由于电压表分流作用会带来系统误差,需对电流表的示数进行修正。
[5]因实际通过电源的电流大于电流表的示数,则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
④将电阻为100kΩ的电阻的I-U图像画在该电源的I-U图像上,则如图,
交点坐标为I=20.5μA, U=2.05V,该电阻的功率为
3.(2024·宁夏银川一中·三模)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,准备了如下器材:
待测电池,5个完全相同的阻值未知的电阻Rx,一个阻值为R0的定值电阻,一个量程为3V的电压表,两个开关S1、S2,单刀双掷开关S3,导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路,其中c为金属夹。
(1)该同学首先测量未知电阻Rx的阻值,步骤如下:
①断开开关S2,S3接b,c夹在0处,闭合S1,此时电压表示数为U0;
②断开开关S1,闭合S2,S3接a,将金属夹c夹在位置3,闭合S1,电压表示数也为U0;则未知电阻Rx的阻值为__________;(用R0表示)
(2)该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下:
①断开开关S2,S3接b,闭合S1;
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处,记录对应的电压表示数U;
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像,如图乙所示:
④求出图乙中图线斜率为k,纵轴截距为b,则电池电动势为__________,内阻为__________;(用b、k、和R0表示)。
(3)该实验中电动势的测量值__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) (2) ①. ②. (3)小于
【解析】
【小问1详解】
断开开关S2,S3接b,c夹在0处,闭合S1,此时电压表示数为U0,由电路图可知此时外电路只有;断开开关S1,闭合S2,S3接a,将金属夹c夹在位置3,闭合S1,电压表示数也为U0,由电路图可知此时外电路有;则有
可得
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
,
解得电动势和内阻分别为
,
【小问3详解】
由电路图可知,实验误差来源于电压表的分流,设电压表的内阻为,根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
4.(2024·山西省晋中市·二模)最近,研究人员研发出一种可广泛用于笔记本电脑、手机等电子产品的新型锂电池。为测量该新型锂电池的电动势和内阻,除开关和导线若干外,实验室还提供以下器材:
A.待测电池(电动势约为,内阻约为)
B.电流表A(量程为,内阻)
C.电阻箱(最大阻值为)
D.定值电阻(阻值为)
(1)因所给电流表的量程过小,利用定值电阻对电流表A改装后进行实验,则电流表A改装后的量程为__________A,请在图甲中的虚线框内画出电路图,并在图中标出选用的器材的符号_______。
(2)根据设计的实验电路用笔画线代替导线,将图乙中的实物进行连线________。
(3)连接好电路,闭合开关,调节电阻箱,记录多组电阻箱的阻值和电流表A的示数,作出图像,如图丙所示,则该电池的电动势__________V,内阻__________。
(4)实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如图丁所示,如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接,那么每个灯泡消耗的实际功率为__________W(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 0.6 ②.
(2) (3) ①. 6 ②. 2
(4)1.31(1.27~1.35)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据所给器材,电流表A的量程过小,需要电流表A和定值电阻串联改装为量程的电流表,便于测量多组数据,设计的电路图如图所示。
【小问2详解】
实物图如图所示
【小问3详解】
[1][2]改装后的电流表内阻
根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
根据图乙可得,斜率
纵轴截距
则该电池的电动势
内阻
【小问4详解】
实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接,设每个灯泡两端的电压均为,流过的电流均为,则
代入数据可得
在图乙中作出一个灯泡的图线,如下图所示,读出与原有图线交点的坐标值,可知每个灯泡的实际功率为
5.(2024·陕西省汉中市·二模)锂离子电池是极具发展前景的重要能源存储装置之一,广泛应用于便携式电子产品和电动汽车等领域。内阻是锂离子电池的重要参数之一,具有非常重要的研究意义。某研究小组利用题图1所示电路,对铭牌如题图2所示的某锂离子电池进行研究(该锂离子电池内阻不超过) 除开关和导线外,可选的其他实验器材有:
A.电压表(量程0~3.0 V)
B.电流表(量程0~0.6 A)
C.定值电阻(阻值2Ω,额定功率5W)
D.定值电阻(阻值20Ω,额定功率10W)
E.滑动变阻器(阻值范围0 ~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω,额定电流2A)
(1)为尽量准确、方便地测出该锂离子电池的内阻,定值电阻R0应该选择______,滑动变阻器R应该选择______(填相应器材前的字母标号)。
(2)正确选取器材后,电压表应接在______(选填“a”“ b”)处。
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片位置,得到多组电压表和电流表的数值和,并作出对应的图像如题图3所示。由此可得,该锂离子电池的电动势为______V , 其内阻为______Ω。 (结果均保留两位小数)
【答案】①. C ②. E ③. ④. 3.78(3.76~3.79) ⑤. 0.47(0.43~0.48 )
【解析】(1)[1]若选阻值为20Ω的定值电阻,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流最大约为
使用电流表(量程0~0.6A)时,由于上述最大电流没有达到量程的三分之一,测量时的偶然误差较大,因此定值电阻应选2Ω,即定值电阻R0应该选择C;
[2]结合上述可知,定值电阻阻值为2Ω,锂离子电池内阻不超过,若选阻值范围0~100Ω的滑动变阻器接入电路,其最大阻值远远大于定值电阻阻值与锂离子电池内阻之和,则实验操作困难、测量数据的连续性若,读数误差大,因此滑动变阻器应选阻值范围0~10Ω,即滑动变阻器R应该选择E。
(2)[3]根据图2可知,锂离子电池的电动势为3.7V,而电压表的量程为0~3.0 V,若将电压表接在“b”点直接测量电源的路端电压,有可能路端电压超过了电压表的量程,导致电压表损坏,为了确保电压表的安全,电压表应接在“”点,此时可以将定值电阻R0等效为电源内阻的一部分,相当于增加了电源内阻,可使测量时电压表变化范围大,操作方便,偶然误差小,也可避免电压表超出量程。
(3)[4][5]结合上述,根据闭合电路欧姆定律有
变形有
结合图3可知,该锂离子电池的电动势
图像斜率的绝对值表示定值电阻与电源内阻之和,则有
解得该锂离子电池的内阻
6.(2024·宁夏省银川一中·一模)电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路,若灵敏电流计G示数为0,说明此时两电源的电动势相等。根据这一原理,某同学设计如图乙所示电路,测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源(内阻不计),B为电动势恒定的标准电源,其电动势为EN。R1、R2为电阻箱,R3为滑动变阻器,G为灵敏电流计,S1、S3为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。实验过程如下:
①实验开始之前,将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间;
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3,通过调节R1、R2,使R3阻值为0时,灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值,分别为R1、R2;
③先将将R3滑动变阻器触头滑到最________端,再将开关S2置于2处,调节R1、R2,并保持通过R1、R2的电流不变,重复上述操作,使R3的阻值为0时,灵敏电流计G的示数为0,记录此时的R1与R2的数值,分别为R1′、R2′。根据上述实验过程回答问题:
(1)实验步骤③中,滑动变阻器R3触头应滑到最___________端(填“左”或“右”);
(2)在步骤③中,为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变,调整R1、R2时需要使R1、R2与R1′、R2′满足的关系是____________(用题中所给物理量符号表示);
(3)待测电源C的电动势E=_____________(用题中所给物理量符号表示);
(4)若工作电源A的内阻不可忽略,则待测电源C的电动势E测量值将___________(填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
【答案】①. 左 ②. ③. ④. 不变
【解析】(1)[1]图乙中滑动变阻器采用了限流接法,为保护灵敏电流计,开始时滑动变阻器的触头应滑到最左端。
(2)[2]开关S2置于2处时,待测电源替换了标准电源,要保持实验过程中流过R1与R2的电流不变,则电源A的输出电压固定不变,根据欧姆定律可知,R1与R2的阻值之和应保持不变,即
(3)[3]根据部分电路的欧姆定律,有
由于,解得
(4)[4]若考虑工作电源的内阻,则有
由于,解得
即测量值不变。
7. (2024·陕西省渭南市·一模)小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
(1)开关闭合前,应先将电阻箱的电阻调到__________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)。
(2)闭合开关,发现电压表指针不偏转,小明用多用电表的直流电压挡来检测故障,保持开关闭合,将__________(选填“红”或“黑”)表笔始终接触a位置,另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱,发现试触b、c、d、e时,多用电表均有示数,试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障是__________。
A.接线柱bd间短路 B.接线柱de间断路或没有接好 C.定值电阻断路或没有接好
(3)排除故障后按规范操作进行实验,改变电阻箱R的阻值,分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量,电压表的示数如图乙所示,示数为__________V。
(4)作出图线如图丙所示,根据图中数据可得电池组的电动势E=______V,内阻r=_______Ω(保留两位小数)。
【答案】①. 最大值 ②. 黑 ③. C ④. 2.50 ⑤. 2.98 ⑥. 0.49
【解析】(1)[1]开关闭合前,应将电路中电阻箱调到最大值,从而使开关闭合后电路中电流最小,起到保护电路的作用。
(2)[2]a与电源负极相连,电势较低,应将黑表笔始终接触a位置。
[3] 试触b、c、d、e时,多用电表均有示数,试触f、g时多用电表均无示数。说明接线柱de间断路或没有接好。
故选B
(3)[4]电池组电动势为3V左右,电压表应选0~3V,最小分度值为0.1V,电压表示数为2.50V。
(4)[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
【考向四:电磁感应、交变电流中的实验】
1.(2024·山西省太原市·三模)某物理小组利用下图器材探究影响感应电流方向的因素,根据实验现象,分别记录不同情况下磁体的N极、S极的运动方向以及感应电流的方向。
(1)实验现象表明:穿过线圈的磁通量都在增大时,如果磁场的方向不同(甲、乙),感应电流的方向______(选填“相同”或“不同”);穿过线圈的磁通量都在减小时,如果磁场的方向不同(丙、丁),感应电流的方向______(选填“相同”或“不同”)。看来实验并不能直接显示出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
(2)选择磁体的磁场和感应电流的磁场进行分析,分别研究穿过线圈的磁通量增大和减小的情况,请根据甲示例完成乙、丙、丁填空。
表1 磁通量增大时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针
向上
乙
比较表1中的数据,可以发现:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反,阻碍磁通量的增加。
表2 磁通量减小时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
丁
根据表1、2中的数据能得出结论:感应电流具有这样的方向,即______。
【答案】(1) ①. 不同 ②. 不同
(2)
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针
向上
乙
向上
顺时针
向下
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
向下
顺时针
向下
丁
向上
逆时针
向上
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲、乙可得,电流表的偏转方向相反,所以感应电流的方向不同;
[2]由图丙、丁可得,电流表的偏转方向相反,所以感应电流的方向不同。
【小问2详解】
由图和安培定则完成表中填空
表1 磁通量增大时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针
向上
乙
向上
顺时针
向下
表2 磁通量减小时的情况
图号
磁体磁场的方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
向下
顺时针
向下
丁
向上
逆时针
向上
比较表1中的数据,可以发现:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反,阻碍磁通量的增加。比较表2中的数据,可以发现:当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同,阻碍磁通量的减小。所以,根据表1、2中的数据能得出结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.(2025·宁夏8月调研·一模)某实验小组利用下列实验器材如图,探究正弦交变电流电压的有效值与最大值之间的关系。实验中主要步骤如下:
A.连接电路,将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里;
B.将学生电源交流接线柱连入电路,选择适当电压,打开开关;
C.调节滑动变阻器,记录电压传感器1测得交流电压的最大值Um和电压传感器2测得的电压值U0;
D.断开开关,将学生电源直流接线柱连入电路,再次接通开关;
E.调节滑动变阻器,使____________________________________;
F.记录此时电压传感器1测得直流电压的值U,即直流电压U是最大值为Um交流电压的有效值;
G.重复上述步骤,记录多组Um及对应的U。
(1)请将实验步骤中“___________”部分补充完整;
(2)某次将学生电源直流接线柱连入电路,且接通开关时小灯泡两端的电压最小,请用笔画线替代导线在图上连接实物图___________;
(3)实验中测得的数据如下表格所示,请在图坐标纸上描点作图___________,并根据图像计算得出U=___________Um;
实验次数
测量值
1
2
3
4
5
6
传感器2
传感器2测得电压U0/V
1.08
1.55
2.42
3.46
4.51
5.60
传感器1
交流电压最大值Um/V
1.14
1.24
1.49
1.62
1.80
2.10
直流电压U/V
0.81
0.88
1.06
1.15
1.28
1.48
(4)实验中发现,虽然电路连接完全正确,但当小灯泡两端所加的电压较小时,传感器2测得的电压几乎为0,请你写出一个可能的原因_____________。
【答案】(1)传感器2测得的电压值仍为U0
(2) (3) ①. ②. 0.70##0.71
(4)当灯泡两端电压较小时,灯泡不发光或发出的光很弱,太阳能发电板不能产生电压
【解析】
【小问1详解】
实验中应调节滑动变阻器,使得传感器2测得的电压值仍为U0。
【小问2详解】
实物图连接如下图所示
【小问3详解】
[1]根据表中数据描点连线可得
[2]该图线为一条过原点的倾斜直线,其斜率为
所以
【小问4详解】
当小灯泡两端所加的电压较小时,传感器2测得的电压几乎为0,其可能原因是太阳能发电板不能产生电压。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。