内容正文:
课时冲关52 电学实验基础
学生用书 P433
1.某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数
如图甲所示,此示数为 mm;用游标卡
尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示
数为 cm.另一位学生用游标尺上标有50等
分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如
图丙所示,则该工件的长度L= cm.
解析:螺旋测微器的固定刻度读数为8mm,可
动刻度读数为21×001mm=0021mm,所
以最终读数为8mm+0021mm=8021mm,
由于需要估读,因此8020mm、8022mm均正
确.游标卡尺的主尺读数为20mm,游标尺上第
12个刻度与主尺上某一刻度对齐,故游标尺读
数为12×005mm=060mm,所以最终读数
为20mm+060mm=2060mm=2060cm.
工件 的 长 度 L=52 mm+002×18 mm=
5236cm.
答 案:8021(8020、8022 均 可) 2060
5236
2.某电阻的阻值大约为70Ω,为了更精确地测量
其阻值,该同学采用伏安法.实验室备有下列
器材:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ);
C.电流表A1(量程250mA,内阻约为02Ω);
D.电流表A2(量程50mA,内阻约为1Ω);
E.滑动变阻器R(最大阻值150Ω);
F.电池组E(电动势为3V,内阻不计);
G.开关S,导线若干.
为减小实验误差,电压表应选用 ,电流
表应选用 (填器材前面的序号),实验
电路应选图 (填“甲”或“乙”).若该同
学选择器材、连接电路等操作均正确,则电阻的
测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)其
真实值,原因是
.
解析:电源电动势是3V,电压表应选A,通过待
测电阻的最大电流约为I=370A≈429mA
,电
流表选D,由于
Rx
RA
=701<
RV
Rx
=15×10
3
70 ≈214
,
说明待测电阻较小,则电流表用外接法,即实验
电路应选图乙,电流表外接法中,电压表测量的
是电阻两端的真实电压,由于电压表的分流作
用使电流表的示数大于流过待测电阻的电流,
据此可知,电阻的测量值小于其真实值,主要原
因为电压表的分流作用.
答案:A D 乙 小于 电压表分流
3.某同学要将一小量程电流表
(满偏电流为250μA,内阻为
1.2kΩ)改装成有两个量程
的电流表,设计电路如图(a)
所示,其 中 定 值 电 阻 R1=
40Ω,R2=360Ω.
(1)当开关S接A 端时,该电
流表的量程为0~ mA;
(2)当开关S接B 端时,该电流表的量程比接在
A 端时 (填“大”或“小”);
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)
和此改装电流表测量未知电阻Rx 的阻值,设计
了图(b)中两个电路.不考虑实验操作中的偶然
误差,则使用 (填“甲”或“乙”)电路
可修正由电表内阻引起的实验误差.
解析:(1)由题图可知当S接 A 时,R1 和R2 串
联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端
的电压为Um=Imr=250×10-6×1.2×103V=
0.3V,
此时R1 和R2 的电流为I=
Um
R1+R2
= 0.340+360A=
0.75×10-3A=0.75mA,
所以总电流为I总 =Im+I=1mA,
即量程为0~1mA.
(2)当开关S接B 端时,由题图可知R1 和电流
表串联再和R2 并联,由于和电流表并联的电阻
变小,当电流表满偏时,流过R2 的电流变大,干
路电 流 变 大,即 量 程 变 大;所 以 比 接 在 A 端
时大.
(3)图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表
的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是
由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表
电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表
内阻引起的实验误差.
答案:(1)1 (2)大 (3)乙
785
第十章 电路及其应用 电能 能量守恒定律
4.一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx 在
0~5mA范围内的伏安特性.可用器材有:电压
表 (量程为3V,内阻很大),电流表 (量程为
1mA,内阻为300Ω),电源E(电动势约为4V,
内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω
或1.5kΩ),定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω),
开关S,导线若干.
图(a)
(1)要求通过Rx 的电流可在0~5mA范围内
连续可调,将图(a)所示的器材符号连线,画出
实验电路的原理图;
(2)实 验 时,图(a)中 的 R 应 选 最 大 阻 值 为
(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器,
R0 应选阻值为 (填“75Ω”或“150Ω”)的定
值电阻;
(3)测量多组数据可得Rx 的伏安特性曲线.若在
某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和
图(c)所示,则此时Rx 两端的电压为 V,流
过Rx 的电流为 mA,此组数据得到的Rx
的阻值为 Ω(保留3位有效数字).
解析:(1)电流表内阻已知,电流
表与R0 并联,扩大电流表量程,
进而准确测量通过Rx 的电流,电
压表单独测量Rx 的电压;滑动变
阻器采用分压式接法,电表从0开始测量,满足
题中通过Rx 的电流从0~5mA连续可调,电
路图如图
(2)电路中R 应选最大阻值
为10Ω的滑动变阻器,方
便电 路 的 调 节,测 量 效 率
高、实验误差小;
通过Rx 的电流最大为5mA,需要将电流表量
程扩大为原来的5倍,根据并联分流的规律示
意图如图,
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电
阻的反比,可知4mA
1mA=
300Ω
R0
解得R0=75Ω.
(3)电压表每小格表示0.1V,向后估读一位,
即U=2.30V;
电流 表 每 小 格 表 示0.02mA,本 位 估 读,即
0.84mA,电流表量程扩大5倍,所以通过 Rx
的电流为I=4.20mA;
根据欧姆定律可知Rx=
U
I=
2.30
4.20×10-3
Ω
≈548Ω.
答案:(1)
(2)10Ω 75Ω (3)2.30 4.20 548
5.用伏安法测某金属丝的电阻Rx(约为5Ω).现
有电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、滑动变阻
器R0(0~20Ω,额定电流2A)、双量程电流表
(0~06A,内阻约0125Ω;0~3A,内阻约
0025Ω)、双量程电压表(0~3V,内阻约3kΩ;
0~15V,内阻约15kΩ)、开关、导线若干.
(1)为减小测量误差,该实验中,电流表量程应
选用 (选填“0~06A”或“0~3A”),
电压表量程应选用 (选填“0~3V”或
“0~15V”).
(2)在 图(a)中 选 择 测 量 Rx 的 电 路 原 理 图
(选填“甲”或“乙”),并在图(b)中完成
相应的实物连线图.
(a)
(b)
(3)如图(c)所示,请利用图中的实验数据绘出
电阻Rx 的UGI图线.由图线可得金属丝的阻值
Rx= Ω(保留两位有效数字).
(c)
885
高考总复习 物理
(4)实验中,在不损坏电表的前提下,随着滑动
变阻器滑片从最右端向左移动的距离x 的变
化,电池组的总功率P 也会发生变化.下列能正
确反映PGx 关系的是 .
解析:(1)金属丝的电阻Rx 约为5Ω,根据闭合
电路欧姆定律得Im=
E
Rx+r
=36 A=05A
,
故电流表量程应选用0~06A;
电池组电动势为3V,故电压表量程应选用0~
3V;
(2)因为Rx< RARV,待测电阻阻值较小,故采
用电流表外接法,即选电路原理图甲;
实物图连接如图所示
(3)如图所示
根据UGI 图像斜率可得Rx=
ΔU
ΔI=
2.5
0.56Ω
≈45Ω;
(4)根据电源总功率公式得
P=EI= E
2
RA+
RVRx
RV+Rx
+r+R0m-kx
=
-Ek
2
x-
RA+r+R0m
k -
RVRx
k(RV+Rx)
,可 知 PGx 图
像是一个向右平移的反比例函数图像,故选B.
答案:(1)0~06A 0~3V (2)甲 见解析
图 (3)见解析图 45 (4)B
6.(2025内蒙古包头市模拟)物理兴趣小组利用
“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx 的
阻值,可用器材有:电压表(量程为15V,内阻约
为5000Ω),电流表(量程为06A,内阻为
5Ω),电源E(电动势为12V,内阻不计),滑动
变阻器R 最大阻值为10Ω,定值电阻R0 阻值
为15Ω,开关S,导线若干.(R0、Rx、R、电流表、
电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路,导
线无断路)
(1)将图甲所示的器材符号连线,画出实验电路
的原理图.要求电流表和电压表的示数从零开
始变化.
(2)连接电路后,闭合开关,逐渐移动滑片,发现
电流表始终没有示数,电压表示数逐渐增大最
终接近电源电压.则出现该现象的原因可能是
.
(3)该电路中R0 的作用是
.
(4)测出多组数据,作出IGU 图像,如图乙所示.
则Rx 阻值为 Ω.
解析:(1)因待测电阻Rx 的电阻和电流表的内
阻都较小,为保护电路,应将定值电阻R0 与它
们串联,又要求电流表和电压表的示数从零开
始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,由于电
流表的内阻已知,故电流表采用内接法,故实验
电路的原理图如图所示.
(2)出现该现象的原因可能是R0 与Rx 之间接
线处断路.
(3)由(1)分析可知该电路中R0 的作用是:①保
护电路;②减小读数误差.
(4)根据IGU 图像可知斜率为k=IU =
0.5
12 Ω
-1
= 1Rx+R0+RA
,代入数据解得Rx=4Ω.
答案:(1)见解析图 (2)R0 与Rx 之间接线处
断路(或Rx 与电流表之间接线处断路)
(3)①保护电路;②减小读数误差 (4)4
985
第十章 电路及其应用 电能 能量守恒定律