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课时跟踪检测(四十九) 电学实验综合强化训练
1.(10分)研究小组利用如图(a)所示电路测量某水果电池的电动势和内阻,电流表A1和A2量程均为200 μA,内阻相同,电阻箱R、R0和R1的最大阻值均为99 999 Ω。
(1)测量电流表的内阻。调节电阻箱R、R0的阻值均为2 000 Ω,闭合开关S1和S2,调节电阻箱R1使电流表A2的示数为零,电阻箱R1的阻值如图(b)所示,则电流表的内阻RA=________Ω。
(2)保持S1闭合,断开S2。将电阻箱R0调到______Ω,使R0与A2整体可视为量程为0.5 V的电压表。
(3)接着,保持电阻箱R0不变,改变电阻箱R的阻值,记录电流表A1和A2的示数I1和I2,根据数据绘制图像如图(c)所示,则水果电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(计算结果均保留一位有效数字)
(4)实验后研究小组发现开关S2氧化严重,闭合时的接触电阻较大,与水果电池的实际值比较,该小组测得的内阻________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
2.(10分)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。已知电源电动势约为4.5 V,内阻约为1.5 Ω,电压表满偏电压为3 V,定值电阻R0=3.5 Ω,电阻箱R最大阻值为99.9 Ω。
(1)将S2接1,闭合开关S1前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)多次改变电阻箱R的阻值,得到对应电压表的示数U如下表,请根据实验数据在图乙中作出U-R关系图像;
电阻R/Ω
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电压U/V
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00
(3)断开S1,将S2接2,再闭合S1,电压表示数为1.60 V,利用(2)中测绘的U-R图像可得Rx=________Ω,考虑到电压表为非理想电表,则Rx测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值;
(4)为了更方便地测量多种未知电阻,图甲虚线框中电路可作为电阻表使用,电压表表盘改动后正确的是________。
3.(14分)某学习小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,示数如图甲所示,其长度L=________cm;再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图乙所示,其直径d=________mm。
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻,下列实验操作步骤,正确顺序是________。
①将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准欧姆零点
②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×1”位置
③调节指针定位螺丝,使多用电表指针指着电流零刻度
④将选择开关旋转到OFF位置
⑤将红、黑表笔分别与待测金属丝两端接触,测出金属丝的电阻约20 Ω
(3)为进一步准确测量该金属丝的电阻Rx,实验室提供如下器材:
电池组E(电动势为4.5 V,内阻不计);
定值电阻R0(阻值为10 Ω);
电压表V(量程为5 V,内阻未知);
电流表A(量程为20 mA,内阻为90 Ω);
滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω,额定电流2 A);
开关S、导线若干。
请利用以上器材,在下方的虚线框中补全实验电路图(需标出相应器材的符号)。
(4)若电压表示数为4.2 V,电流表示数为15 mA,试分析能否计算出Rx的准确值,若能,写出Rx的准确值;若不能,写出误差的来源。___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出该金属丝电阻率的表达式ρ=__________(用L、d、Rx表示)。
4.多用电表是实验室必备仪器,某实验小组把一电阻挡等效为一个直流电源,用一个滑动变阻器和一个电压表测量该多用电表内电源电动势和电阻“×1”挡内部总电阻,他所采用的实验电路如图甲所示。
实验器材:待测多用电表(电阻挡部分刻度不清晰);
电压表V(量程6 V,内阻约15 kΩ);滑动变阻器(最大阻值50 Ω);导线若干。
根据以下操作步骤,回答有关问题:
(1)将待测多用电表调到电阻“×1”挡,将表笔A、B短接,调节欧姆调零旋钮,进行电阻挡调零。
(2)调零完毕,将表笔A、B分别与图甲中1、2两端相接,其中A为________表笔(填“红”或“黑”)。
(3)图乙是多用电表某次测量的示数,该示数为________Ω。
(4)多次调节滑动变阻器的滑片位置,改变其接入电路的阻值,记录多用电表的示数R和电压表的示数U,以为纵坐标、为横坐标作出如图丙所示的图像,根据图像可得电源电动势E=________V;电阻“×1”挡内部总电阻r=________Ω。
5.(10分)某同学要将一微安表先改装成量程为1 mA的电流表,再改装成量程为3 V的电压表,并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,V0是量程为3 V、内阻约为3 kΩ的标准电压表。已知微安表满偏电流为250 μA,标记的内阻为600 Ω,电阻箱R1、R2调节范围为0~9 999 Ω。实验步骤如下:
(1)微安表改装。根据题给条件,图甲中电阻箱的阻值应分别调节到R1=______ Ω,R2=______ Ω。
(2)选择合适的器材按照图甲正确连接电路。所用电池的电动势E为4.5 V;滑动变阻器R有两种规格可选:
滑动变阻器R3:最大阻值50 Ω
滑动变阻器R4:最大阻值5 kΩ
为了方便实验中调节电压,图中R应选用________(填器材的字母代号)。
(3)对比校准。当标准电压表V0的示数为1.60 V时,微安表的指针位置如图乙所示,由此可以推测出改装的电压表量程不是预期值,而是________V(保留2位有效数字)。
(4)校正改装表。通过检测发现:电阻箱R1、R2阻值是准确的,而微安表标记的内阻不准确。要使改装电压表量程的真实值为3 V,不必重新测量微安表内阻,只需适当调节电阻箱R1、R2。以下调节方案可行的有________(多选)。
A.保持R1不变,将R2增大到合适值
B.保持R1不变,将R2减小到合适值
C.保持R2不变,将R1增大到合适值
D.保持R2不变,将R1减小到合适值
6.(11分)(2025·苏锡常镇检测)某同学为探究滑动变阻器的分压特性,设计如图1所示电路,选取两个最大阻值不同的滑动变阻器,研究滑片P从A移到B的过程中定值电阻R0两端的电压变化。
(1)按照图1连接图2所示的实物图,实物图中闭合开关时,滑动变阻器滑片应置于________;(选填“最左端”“最右端”)
(2)测量R0两端电压U与对应(x为图1中AP的长度,L为AB的长度),实验中得到两个滑动变阻器的数据如下表:以为横轴、U为纵轴,在如图3所示的方格纸中用描点法作出图线U1-与U2-(已完成描点):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.00
U1
0
0.24
0.42
0.58
0.73
0.90
1.09
1.33
1.64
2.09
2.40
2.82
U2
0
0.09
0.12
0.14
0.17
0.21
0.26
0.33
0.48
0.82
1.27
2.83
(3)用图1所示电路测量“正常发光时阻值与R0近似相等小灯泡”的伏安特性曲线时,应选用图线________(选填“U1-”或“U2-”)对应的滑动变阻器,说明选择该滑动变阻器的理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.(12分)(2023·江苏高考)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有:干电池(电动势约1.5 V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ;量程0~15 V,内阻约15 kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个;定值电阻(阻值50 Ω)21个;开关1个及导线若干。实验电路如图1所示。
(1)电压表量程应选用______(选填“3 V”或“15 V”)。
(2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”“D”)连接,再闭合开关,开始实验。
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的电压。某次测量时,电压表指针位置如图3所示,其示数为________ V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线,如图4中实线所示。
(4)在图1所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为R1,定值电阻的总阻值为R2,当被测电阻为R时,其两端的电压U=________(用E、R1、R2、R表示),据此作出U-R理论图线如图4中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差较小。
(5)分析可知,当R较小时,U的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为,当R较大时,U的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因。你是否同意他的观点?请简要说明理由。
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