内容正文:
专题08 电学实验探究
3大高频考点概览
考点01 实验:导体电阻率的测量
考点02 实验:练习使用多用电表
考点03 实验:电池电动势和内阻的测量
地 城
考点01
实验:导体电阻率的测量
1.(24-25高二上·浙江温州·期中)水的硬度主要与水中溶解的钙、镁离子浓度有关,水的硬度也将影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率,检测员将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器,容器两端用固定的圆形金属电极密封(如图甲所示)。粗测水样电阻约有几万欧姆。已知容器金属电极间距离为,容器内直径为。
(1)在测定水样电阻后,水样的电阻率的表达式为 (用题中测得物理量L、d、表达);
(2)若测得水样的电阻率越大,则说明溶液的离子浓度越 (选填“大”或“小”);
(3)用如图乙所示电路图测量水样的电阻。将开关置于a处,闭合开关,调节滑动变阻器,使灵敏电流计读数为I1=100µA;将开关置于b处,保持滑动变阻器不动,调节电阻箱,操作时发现当电阻箱阻值为时,灵敏电流计读数I2=62µA,若已知灵敏电流计内阻为,根据测量可知所取水样的电阻为= 。
2.(24-25高二上·浙江宁波·期中)(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为 mm,合金丝的直径为 mm。
(2)若待测金属导线的电阻约为5Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表(量程1.5V,内阻约为7.5kΩ)
C.电流表(量程300mA,内阻约为2Ω)
D.电流表(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器(0~100Ω,0.3A)
F.滑动变阻器(0~2000Ω,0.1A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
①为了提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有 (填写器材前的字母代号)。
②为了减小实验误差,应选用图中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路图。
3.(24-25高二上·浙江·期中)(1)在“导体电阻率的测量”实验中,为了测量金属丝的电阻率,已测量了金属丝的直径d、流过金属丝的电流I及金属丝两端的电压U,还需要用 (选填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的长度L。
(2)如图所示,螺旋测微器的读数为 mm。
4.(24-25高二上·浙江杭州·期中)某兴趣小组测量金属丝的电阻率。给定的实验器材有:
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电源(提供电压)
D.电流表A量程1为,内阻约为)
E.电压表V(量程1为,内阻约为)
F.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
G.开关,导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图1所示,其读数为 mm。
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻,当选择“”倍率的电阻挡测量时,发现多用电表指针偏转过大,因此需选择 倍率(填“”或“”)的电阻挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图2所示,测量结果为 。
(3)该兴趣小组用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材,设计好实验电路如图3所示,实验时,部分实物连线电路如图4所示,正确连接好电路后进行实验测量,记录多组实验数据,并在坐标纸上建立直角坐标系,描绘出图线,根据图像求得其电阻为。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为。
①请按电路在答题纸中完成实物连线;
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为 (保留两位有效数字)。
5.(24-25高二上·浙江·期中)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压);
滑动变阻器(最大阻值,额定电流);
电压表V(量程,内阻未知);
电流表A(量程,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 ;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯图像如图丙所示,求得电阻 (保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为;
(4)根据图像和测量X、Y型号铅笔芯的长度、直径可求X、Y型号铅笔芯电阻率,电压表内阻使得电阻率测量结果 (填“不变”“偏大”或“偏小”)。
6.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)某实验小组为了测量某一段特殊金属丝的电阻率,采用如下操作步骤开展实验:
(1)先用多用电表粗测其电阻阻值为26Ω;再用螺旋测微器测量其直径记为d;再用50分度的游标卡尺测量金属丝的长度,长度测量结果为 cm。
(2)实验室提供了如下器材:
A.电流表,量程为0-1.5mA,内阻
B.电流表,量程为0-0.6A,内阻约为1Ω
C.电压表,量程为0-3V,内阻约为1kΩ
D.定值电阻,
E.定值电阻,
F.滑动变阻器,最大阻值为10Ω
G.电源(电动势约为15V)
H.开关一只,导线若干回答下列问题:
(Ⅰ)在虚线框内设计一电路,要求尽量减小实验误差,实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据,标明所用的器材
(Ⅱ)实验时测得示数为,示数为,由此可测得该金属丝的电阻率 (选择,,,,,L,d中的字母表示)。
7.(24-25高二上·浙江杭州·期中)小倪同学通过实验测量某金属材料的电阻率:
(1)用多用电表“×1”挡粗测金属丝电阻Rx,指针位置如图甲所示,则Rx= Ω;用游标卡尺测金属丝直径D,刻度如图乙所示,则D= mm。
(2)为了更精确测定该金属丝的电阻,除待测金属丝Rx外,还备有的实验器材如下:
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0.6A,内阻约为1Ω);
D.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω ,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω ,0.1A)
G.1.5V的干电池两节,内阻不计
H.开关S,导线若干
为了提高实验精确度,实验要求电流从零开始调节,则:
①滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”);
②按题目要求在答题纸上画出电路图 (电子元件符号用V1、V2、A1、A2、R1、R2表示)。
地 城
考点02
实验:练习使用多用电表
8.(24-25高二上·浙江温州·期中) 在“练习使用多用电表”这一实验中:
(1)如图甲所示, 某同学使用前发现指针没有停在表盘左侧的0刻线上, 他需要适当的调节旋钮 (填“A”、“B”、“C”或“D”); 实验结束后需要把选择开关打到 (填“A”、“B”、“C”或“D”) 。
(2)测量电阻时, 选择开关置于欧姆挡“×10”位置并欧姆调零后, 将红、黑表笔分别与待测电阻两端相连, 指针位置如图乙所示。为了减少测量误差, 应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”、“×100”或“×1k”) 位置, 重新调节后, 测量得到指针位置如图丙所示, 则测得该电阻为 Ω; 如果某次测量选择开关打到直流电压“10V”挡时, 指针位置刚好也是如图丙所示, 则测量结果为 V。
(3)用多用电表测量二极管正负极的一次结果如图丁所示, 已知多用电表和二极管皆良好, 测量方法无误, 则与红表笔连接的是二极管的 (填“正”或“负”)极。
9.(24-25高二上·浙江宁波·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”挡位(选填“”或“×1”),然后进行 ,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻约为
C.电压表(量程为,内阻约为
D.电压表(量程为,内阻约为
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为
G.电源(电压为
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,某同学设计成按如图乙电路图测量,则电流表应选 ,电压表应选 ;滑动变阻器应选 ;(均填器材前面的字母)。并将图丙的实物图连接完整 。
10.(24-25高二上·浙江台州·期中)某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其示数如图甲所示,则直径的测量值为 mm。
(2)用多用电表欧姆挡测量电阻丝的电阻Rx,开始时选用“10”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为 (填“1”或“100”)挡,正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量,指针如图乙所示,此时电阻的测量值为 Ω。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻,实验中使用的器材还有
A.电源(输出电压为4V)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
E.开关、导线
等实验时开关S2应接 端(选填“a”或“b”)。该实验的测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电压表示数为U,电流表示数为I,测得接入电路的合金丝长度为L,直径为D,则合金丝的电阻率ρ= (用题中所给或所测得的物理量符号表示)
11.(24-25高二上·浙江温州·期中)某实验小组在电压表、电流表、电阻箱等实验器材中选一些来测量干电池组的电动势与内阻。
(1)为了解电压表内阻的大概值,用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻,多用电表的红表笔应该与电压表的 (填“正”或“负”)接线柱相连,选择×10挡时,发现指针偏转过小,应该更换倍率为 挡(选“×1”、“×100”),欧姆调零后再次进行测量。经过正确操作后,示数如图所示,则电压表的电阻值Rv约为 Ω。
(2)为了测量某电池组的电动势和内阻,除了上述电压表外,现提供如下器材:
A.某型号电池组(电动势约为3.0V、内阻很小);
B.电阻箱R(0-99Ω);
C.开关和导线若干。
①请你用所给的实验器材,帮助某实验小组设计实验电路图,并画在下面的方框内 。
②利用设计的电路图测量出的数据,作出它的图像如图,则通过该方案测出电池组的内阻 (若电压表内阻Rv已知,为图像的斜率,为图像与纵轴的交点值,r用以上Rv、、字母表达)。
12.(24-25高二上·浙江·期中)学生实验小组要测量量程为3V电压表的内阻(约为1kΩ-3kΩ)。可选用的器材有:
多用电表;
电源E(电动势约5V);
电压表V(量程5V,内阻约3kΩ);
定值电阻(阻值为800Ω);
滑动变阻器(最大阻值50Ω);
滑动变阻器(最大阻值5kΩ);
开关S,导线若干。
(1)学生先用多用电表粗略测量电压表内阻,该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率 (填“×10”“×100”“×1k”)
(2)做好上述操作后,把多用电表与量程为3V的电压表按如图甲所示方式连接,两表指针的位置如图甲所示,其中多用表指针恰好位于正中间。则电压表接线柱A是 (选填“正”或“负”)接线柱,示数为 V;此时通过电压表的电流为 mA。(计算结果保留二位有效数字)
(3)为了提高测量精度,他们设计了如图乙所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“”或“”);
(4)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表和待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻 (用、U和表示)。
13.(24-25高二上·浙江杭州·期中)(1)某同学先用多用电表粗测某一待测电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”挡位(选填“×100”或“×1”),然后进行 ,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,其读数为 。
(2)欲用伏安法更准确地测定该电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组,内阻不计)
B.电流表(0~3A,内阻约为)
C.电流表(0~0.3A,内阻约为)
D.电压表(0~3V,内阻约为)
E.电压表(0~15V,内阻约为)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
G.滑动变阻器(,额定电流0.3A)
H.开关、导线
①上述器材中,电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填写各器材字母代号)
②要使被测电阻两端电压调节范围尽量大,下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
A. B.
C. D.
14.(24-25高二上·浙江·期中)在用多用电表欧姆挡测电阻时,将旋转到电阻挡“”的位置,正确操作后,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将旋转到电阻挡““”的位置
B.将旋转到电阻挡““”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动部件,进行欧姆调零
15.(24-25高三上·海南海口·期末)某物理活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(内阻约为一千多欧姆)。
(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”挡粗测了西红柿电池组的电动势,指针稳定时如图甲所示,其示数为 V;
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3V,RV约为3000Ω)
B.电流表(0~300μA,RA为300Ω)
C.电阻箱R(0~9999Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.开关,导线若干
①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图 完成电路连接;
A. B.
C. D.
②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的图像如图乙中图线1所示,可知该电池组的内阻为 Ω,电动势为 V;将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示,可知该西红柿电池组的电动势 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
地 城
考点03
实验:电池电动势和内阻的测量
16.(24-25高二上·浙江嘉兴·期中)(1)小李同学要测量一节干电池的电动势和内阻。先用多用电表直流电压挡粗测该电池的电动势,将多用电表的红表笔与电池的 (选填“正”或“负”)极相连,黑表笔与电池的另一电极相连,多用电表的示数如下图所示,则粗测电源的电动势为 V。
(2)学校物理学习小组决定测量两个番茄的水果电池的电动势和内阻。他们将两个金属电极锌片和铜片分别插入两个番茄中制成一个水果电池。由于电流过于微弱,实验小组采用微安表测量,且微安表的内阻为。
①按甲图电路把乙中的实物图连线补充完整。
②测量数值描点如图丙所示,则该组水果电池的内阻为 (结果保留两位有效数字)。
17.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)在做“测定干电池电动势和内阻”的实验时,实验室给出下列器材:
A.一节待测干电池
B.电流表,量程0.6A,内阻左右
C.电压表,量程3.0V,内阻左右
D.滑动变阻器a,最大阻值为
E.滑动变阻器b,最大阻值为
F.电键一只、导线若干
(1)选择哪个滑动变阻器更加合理? (填器材前面字母);
(2)图甲为某同学连接好的电路照片,请在右边虚线框中画出该同学的实验电路图 。
(3)该同学测出的实验数据,并绘制出图线如图丙所示,根据图线计算被测电池的电动势为 V,内阻为 。(结果保留两位小数)
18.(24-25高二上·浙江衢州·期中)现有一个待测电源,某同学想要测量它的电动势,于是在学校实验室开展了如下实验。实验室有如下实验器材:
A.待测电源(内阻r约为)
B.电压表V(量程为,内阻约为)
C.微安表A(量程为,内阻为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.数字多用电表
H.开关、导线若干
(1)该同学首先想到用电压表V或者数字多用电表直流电压挡(内阻远大于电压表内阻)粗测电源电动势,测量的结果分别如下图所示,选用哪个电表测量结果更接近真实值 ,(选填“电压表”或“数字多用电表”),测量值为 V。
(2)微安表的量程太小,于是该同学想到用定值电阻 (或)与微安表A (选填“串联”或“并联”),使其量程满足实验需求。
(3)用改装后的电流表完成实验,为使测量结果更加准确,请用笔画代替导线将图所示实物图连接成完整的电路 。
19.(24-25高二上·浙江·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r(约为2Ω),所给的其他器材有:
A.电压表V(量程为0~3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R1(10Ω,1A)
D.滑动变阻器R2(1000Ω,0.1A)
E.开关和导线若干
(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”);
(2)根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图 ;
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图乙所示,由图像知该电池的电动势E= V,内电阻r= Ω;(结果保留两位小数)
(4)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
20.(24-25高二上·浙江台州·期中)用如图所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小,为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、电键和足量导线外,还有下列仪器可供选择:
A.电流表A1(0~3A);电流表A2(0~0.6A);
B.电压表V1(0~3V);电压表V2(0~15V);
C.滑动变阻器Rp1(10Ω,2A);滑动变阻器Rp2(1000Ω,1A);
D.定值电阻R01(阻值2Ω,额定功率5W);定值电阻R02(阻值10Ω,额定功率10W)。
(1)实验时,滑动变阻器选 (选填Rp1或Rp2),定值电阻选 (选填R01或R02)。
(2)请按图甲电路完善图乙实物的连线 。
(3)根据测得的数据得到如图所示的U-I图线。由图可知,该电源的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留2位有效数字)
21.(24-25高二上·浙江·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.开关、导线若干;
C.电流表:量程0~0.6A,内阻为0.1Ω;
D.电流表:量程0~3A,内阻约为0.024Ω;
E.电压表:量程0~3V,内阻未知;
F.滑动变阻器:0~10Ω,2A;
G.滑动变阻器:0~100Ω,1A。
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)上述器材中,电流表应选择 (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择图中的 (填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
22.(24-25高二上·浙江杭州·期中)小李同学要测量一节5号电池的电动势和内阻,已知一节干电池的电动势约为1.5V。
(1)测量时下列滑动变阻器接法正确的是______。
A. B. C. D.
(2)按图1连接电路,测量时发现,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数且变化明显,而电压表有示数但示数变化很小,可能的原因是______。
A.滑动变阻器以最大阻值接入 B.电压表内阻过大
C.电压表接触不良 D.电源的内阻较小
(3)小明同学选用合适的器材对图1的实验方案进行改进,改进后的实物电路连接如图2所示,其中定值电阻R0=1Ω。某次实验电压表的示数如图3所示,为 V。
(4)某同学根据实验数据,已在坐标纸上描好点(如图4),可以得到电动势E= V,内阻r= Ω(结果均保留两位小数)。
23.(24-25高二上·浙江台州·期中)按要求填空:
(1)请正确读出下列实验中所用仪器的示数。
①多用电表的选择开关旋转到倍率为“”位置,测量某电阻的阻值,表盘指针如图甲所示,则该阻值为 Ω;
②螺旋测微器的固定刻度和可动刻度位置如图乙所示,则被测物体的长度为 mm。
(2)某高二同学做“测定某电池的电动势和内阻”实验。他采用如图1所示的实验电路进行测量。
根据实验数据做出图像,如图2所示,蓄电池的电动势 V,内电阻 Ω。(结果保留2位有效数字)
24.(24-25高二上·浙江·期中)某同学设计了如图所示的电路进行实验探究,其中为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,其横截面积为是阻值为的定值电阻。正确接线后,闭合开关,调节滑片,记录电压表示数、电流表示数以及对应的长度。通过调节滑片,记录多组的值。
(1)实验室提供“”双量程电流表,该同学选用挡。实验过程中,测得某次电流表的示数如图甲所示,电流大小为 ;
(2)根据实验数据绘出的图像如图乙所示,由图可得电池的电动势 ,内阻 。(结果均保留两位有效数字)
(3)根据实验数据可进一步绘出图像如图丙所示,根据图像可得电阻丝的电阻率 ;图丙中所作图线与纵轴交点意义指的是 。
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专题08 电学实验探究
3大高频考点概览
考点01 实验:导体电阻率的测量
考点02 实验:练习使用多用电表
考点03 实验:电池电动势和内阻的测量
地 城
考点01
实验:导体电阻率的测量
1.(24-25高二上·浙江温州·期中)水的硬度主要与水中溶解的钙、镁离子浓度有关,水的硬度也将影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率,检测员将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器,容器两端用固定的圆形金属电极密封(如图甲所示)。粗测水样电阻约有几万欧姆。已知容器金属电极间距离为,容器内直径为。
(1)在测定水样电阻后,水样的电阻率的表达式为 (用题中测得物理量L、d、表达);
(2)若测得水样的电阻率越大,则说明溶液的离子浓度越 (选填“大”或“小”);
(3)用如图乙所示电路图测量水样的电阻。将开关置于a处,闭合开关,调节滑动变阻器,使灵敏电流计读数为I1=100µA;将开关置于b处,保持滑动变阻器不动,调节电阻箱,操作时发现当电阻箱阻值为时,灵敏电流计读数I2=62µA,若已知灵敏电流计内阻为,根据测量可知所取水样的电阻为= 。
【答案】(1)
(2)小
(3)30810
【详解】(1)根据电阻的决定式有
其中
解得
(2)水样的电阻率越大,表明溶液对电流的阻碍效果越明显,即溶液的导电性能越弱,则说明溶液的离子浓度越小。
(3)电路正,由于水样电阻约有几万欧姆,而电阻箱接入阻值为,当滑动变阻器滑片位置不变时,可以近似认为滑动变阻器输出电压不变,开关置于a处,闭合开关,根据闭合电路欧姆定律有
将开关置于b处,保持滑动变阻器不动,根据闭合电路欧姆定律有
解得
2.(24-25高二上·浙江宁波·期中)(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为 mm,合金丝的直径为 mm。
(2)若待测金属导线的电阻约为5Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表(量程1.5V,内阻约为7.5kΩ)
C.电流表(量程300mA,内阻约为2Ω)
D.电流表(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器(0~100Ω,0.3A)
F.滑动变阻器(0~2000Ω,0.1A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
①为了提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有 (填写器材前的字母代号)。
②为了减小实验误差,应选用图中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路图。
【答案】(1) 0.007 0.638
(2) ADEGH b
【详解】(1)[1][2]螺旋测微器的精确值为,由图可知校零时的读数为
测量时的读数为
则合金丝的直径为
(2)[1]电源电动势为3V,则电压表应选用A;待测金属导线的电阻约为5Ω,根据
则电流表应选用D;为了调节方便,滑动变阻器应选择阻值较小的E;故为了提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有:ADEGH。
[2]待测金属导线的电阻约为5Ω,根据
可知电流表应采用外接法;则为了减小实验误差,应选用图中b为该实验的电路图。
3.(24-25高二上·浙江·期中)(1)在“导体电阻率的测量”实验中,为了测量金属丝的电阻率,已测量了金属丝的直径d、流过金属丝的电流I及金属丝两端的电压U,还需要用 (选填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的长度L。
(2)如图所示,螺旋测微器的读数为 mm。
【答案】(1)游标卡尺
(2)0.680
【详解】(1)为了减小实验误差,金属丝的长度应使用游标卡尺进行测量。
(2)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以读数为
4.(24-25高二上·浙江杭州·期中)某兴趣小组测量金属丝的电阻率。给定的实验器材有:
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电源(提供电压)
D.电流表A量程1为,内阻约为)
E.电压表V(量程1为,内阻约为)
F.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
G.开关,导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图1所示,其读数为 mm。
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻,当选择“”倍率的电阻挡测量时,发现多用电表指针偏转过大,因此需选择 倍率(填“”或“”)的电阻挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图2所示,测量结果为 。
(3)该兴趣小组用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材,设计好实验电路如图3所示,实验时,部分实物连线电路如图4所示,正确连接好电路后进行实验测量,记录多组实验数据,并在坐标纸上建立直角坐标系,描绘出图线,根据图像求得其电阻为。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为。
①请按电路在答题纸中完成实物连线;
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2) 7
(3)
【详解】(1)根据螺旋测微器的读法可知,金属丝的直径
(2)[1]选用“”倍率的电阻挡测量,多用电表指针偏转的角度较大,则说明电阻较小,故应换用小挡位,故选用“”挡;
[2] 多用电表的示数为,即金属丝的电阻为。
(3)[1]根据电路图,实物图的连接情况如下
[2]根据电阻的公式
解得
5.(24-25高二上·浙江·期中)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压);
滑动变阻器(最大阻值,额定电流);
电压表V(量程,内阻未知);
电流表A(量程,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 ;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯图像如图丙所示,求得电阻 (保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为;
(4)根据图像和测量X、Y型号铅笔芯的长度、直径可求X、Y型号铅笔芯电阻率,电压表内阻使得电阻率测量结果 (填“不变”“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)2.451
(2)1
(3)1.88
(4)偏小
【详解】(1)根据螺旋测微器的精确度为0.01mm可知,其读数为
2mm+mm=2.451mm
(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端;
(3)根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有
(4)由于电压表的分流作用可知,电阻测量值偏小,根据
可知电阻率偏小。
6.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)某实验小组为了测量某一段特殊金属丝的电阻率,采用如下操作步骤开展实验:
(1)先用多用电表粗测其电阻阻值为26Ω;再用螺旋测微器测量其直径记为d;再用50分度的游标卡尺测量金属丝的长度,长度测量结果为 cm。
(2)实验室提供了如下器材:
A.电流表,量程为0-1.5mA,内阻
B.电流表,量程为0-0.6A,内阻约为1Ω
C.电压表,量程为0-3V,内阻约为1kΩ
D.定值电阻,
E.定值电阻,
F.滑动变阻器,最大阻值为10Ω
G.电源(电动势约为15V)
H.开关一只,导线若干回答下列问题:
(Ⅰ)在虚线框内设计一电路,要求尽量减小实验误差,实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据,标明所用的器材
(Ⅱ)实验时测得示数为,示数为,由此可测得该金属丝的电阻率 (选择,,,,,L,d中的字母表示)。
【答案】(1)10.008
(2)
【详解】(1)根据游标卡尺读数规则,金属丝的长度为
(2)[1]实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据,则滑动变阻器采用分压式接法;由于电源电压为15V,所以电压表量程不够,应用电流表A1改装成大量程的电压表,根据
代入数据解得
所以将电流表A1与定值电阻串联改装成15V量程的电压表;由于改装后的电压表内阻已知,故电流表A2采用外接法,电路图如图所示
[2]由电阻定律
由欧姆定律
联立解得,该金属丝的电阻率为
7.(24-25高二上·浙江杭州·期中)小倪同学通过实验测量某金属材料的电阻率:
(1)用多用电表“×1”挡粗测金属丝电阻Rx,指针位置如图甲所示,则Rx= Ω;用游标卡尺测金属丝直径D,刻度如图乙所示,则D= mm。
(2)为了更精确测定该金属丝的电阻,除待测金属丝Rx外,还备有的实验器材如下:
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0.6A,内阻约为1Ω);
D.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω ,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω ,0.1A)
G.1.5V的干电池两节,内阻不计
H.开关S,导线若干
为了提高实验精确度,实验要求电流从零开始调节,则:
①滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”);
②按题目要求在答题纸上画出电路图 (电子元件符号用V1、V2、A1、A2、R1、R2表示)。
【答案】(1) 7.0 2.3
(2) R1
【详解】(1)[1]欧姆表盘读数为7.0,所以Rx = 7.0×1= 7.0
[2]游标卡尺的精确度为0.1mm,测金属丝直径的读数为D = 2mm+3×0.1mm = 2.3mm
(2)①[1] 待测电阻的阻值较小,为了提高实验精确度,实验要求电流从零开始调节,要求滑动变阻器采用分压式接法,所以应该选用最大阻值小的R1;
②[2] 电源电动势为3V,电流表选用0 ~ 0.6A,电压表选用0 ~ 3V。测量电路采用电流表外接,控制电路采用滑动变阻器分压式接法。电路图如图所示
地 城
考点02
实验:练习使用多用电表
8.(24-25高二上·浙江温州·期中) 在“练习使用多用电表”这一实验中:
(1)如图甲所示, 某同学使用前发现指针没有停在表盘左侧的0刻线上, 他需要适当的调节旋钮 (填“A”、“B”、“C”或“D”); 实验结束后需要把选择开关打到 (填“A”、“B”、“C”或“D”) 。
(2)测量电阻时, 选择开关置于欧姆挡“×10”位置并欧姆调零后, 将红、黑表笔分别与待测电阻两端相连, 指针位置如图乙所示。为了减少测量误差, 应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”、“×100”或“×1k”) 位置, 重新调节后, 测量得到指针位置如图丙所示, 则测得该电阻为 Ω; 如果某次测量选择开关打到直流电压“10V”挡时, 指针位置刚好也是如图丙所示, 则测量结果为 V。
(3)用多用电表测量二极管正负极的一次结果如图丁所示, 已知多用电表和二极管皆良好, 测量方法无误, 则与红表笔连接的是二极管的 (填“正”或“负”)极。
【答案】(1) A B
(2) ×100 1600 6.1
(3)正
【详解】(1)[1]使用多用电表前,若发现指针没有停在表盘左侧的0刻线上,需要调节机械调零旋钮,故调节旋钮A;
[2]实验结束后需要把选择开关打到“OFF”,即选择开关打到B;
(2)[1]图乙可知待测电阻较大,故需要选用大倍率测量该电阻,故选“×100”;
[2]图丙可知,该电阻阻值为
[3]选择开关打到直流电压“10V”挡时,结合图丙可知,电压表精度为0.2V,故读数时保留到十分位,所以结果为6.1V;
(3)由二极管特性可知,二极管正向电阻小,反向电阻无穷大,图丁可知,测量二极管时电阻无穷大,可知测量的是二极管的反向电阻,即与红表笔连接的是二极管的正极。
9.(24-25高二上·浙江宁波·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”挡位(选填“”或“×1”),然后进行 ,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻约为
C.电压表(量程为,内阻约为
D.电压表(量程为,内阻约为
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为
G.电源(电压为
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,某同学设计成按如图乙电路图测量,则电流表应选 ,电压表应选 ;滑动变阻器应选 ;(均填器材前面的字母)。并将图丙的实物图连接完整 。
【答案】(1) ×1 欧姆调零
(2) A C E
【详解】(1)[1][2]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,说明倍率挡选择的过高,则这时他应将选择开关换成欧姆挡的“×1”挡位,然后进行欧姆调零,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,可知电阻约为12欧姆。
(2)[1][2][3]电源电压为4V,电压表应选择量程为3V的C,则电路中可能达到的最大电流为
则为了尽可能提高测量准确度,电流表应选A;滑动变阻器要接成分压电路,可知应选阻值较小的E。
[4]实物图连接如图
10.(24-25高二上·浙江台州·期中)某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其示数如图甲所示,则直径的测量值为 mm。
(2)用多用电表欧姆挡测量电阻丝的电阻Rx,开始时选用“10”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为 (填“1”或“100”)挡,正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量,指针如图乙所示,此时电阻的测量值为 Ω。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻,实验中使用的器材还有
A.电源(输出电压为4V)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
E.开关、导线
等实验时开关S2应接 端(选填“a”或“b”)。该实验的测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电压表示数为U,电流表示数为I,测得接入电路的合金丝长度为L,直径为D,则合金丝的电阻率ρ= (用题中所给或所测得的物理量符号表示)
【答案】(1)0.400
(2) 11
(3) b 小
(4)
【详解】(1)根据螺旋测微器的读法可得,金属丝的直径
(2)[1] 多用电表欧姆挡测电阻时,选用“10”的挡位测量发现指针偏转角太大,说明待测电阻的阻值较小,应更换小倍率挡位,即“1”挡位;
[2]根据指针指示的可得,可知电阻的阻值为。
(3)[1]由于,故采用电流表的外接法,S应接到b端;
[2]电流表外接时,由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,根据欧姆定律
可知,测量值偏小。
(4)根据电阻的计算公式
解得
其中
整理可得
11.(24-25高二上·浙江温州·期中)某实验小组在电压表、电流表、电阻箱等实验器材中选一些来测量干电池组的电动势与内阻。
(1)为了解电压表内阻的大概值,用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻,多用电表的红表笔应该与电压表的 (填“正”或“负”)接线柱相连,选择×10挡时,发现指针偏转过小,应该更换倍率为 挡(选“×1”、“×100”),欧姆调零后再次进行测量。经过正确操作后,示数如图所示,则电压表的电阻值Rv约为 Ω。
(2)为了测量某电池组的电动势和内阻,除了上述电压表外,现提供如下器材:
A.某型号电池组(电动势约为3.0V、内阻很小);
B.电阻箱R(0-99Ω);
C.开关和导线若干。
①请你用所给的实验器材,帮助某实验小组设计实验电路图,并画在下面的方框内 。
②利用设计的电路图测量出的数据,作出它的图像如图,则通过该方案测出电池组的内阻 (若电压表内阻Rv已知,为图像的斜率,为图像与纵轴的交点值,r用以上Rv、、字母表达)。
【答案】(1) 负 2200
(2)
【详解】(1)[1]因为欧姆表的黑表笔接表内电池的正极,因此根据电压表红进黑出原理,可知欧姆表的红表笔与电压表的负极相连测量。
[2]欧姆表指针偏转幅度太小,说明被测电阻大,应换用较大挡位,故换用“×100”挡位。
[3]由题图甲可知,读数为
22×100Ω=2200Ω
(2)[1]将电压表并联在电阻箱的两端,电路如图所示
[2]根据闭合电路欧姆定律
变形得
根据题意结合数学知识,斜率为
截距
联立解得
12.(24-25高二上·浙江·期中)学生实验小组要测量量程为3V电压表的内阻(约为1kΩ-3kΩ)。可选用的器材有:
多用电表;
电源E(电动势约5V);
电压表V(量程5V,内阻约3kΩ);
定值电阻(阻值为800Ω);
滑动变阻器(最大阻值50Ω);
滑动变阻器(最大阻值5kΩ);
开关S,导线若干。
(1)学生先用多用电表粗略测量电压表内阻,该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率 (填“×10”“×100”“×1k”)
(2)做好上述操作后,把多用电表与量程为3V的电压表按如图甲所示方式连接,两表指针的位置如图甲所示,其中多用表指针恰好位于正中间。则电压表接线柱A是 (选填“正”或“负”)接线柱,示数为 V;此时通过电压表的电流为 mA。(计算结果保留二位有效数字)
(3)为了提高测量精度,他们设计了如图乙所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“”或“”);
(4)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表和待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻 (用、U和表示)。
【答案】(1)×100
(2) 负 2.20 1.5
(3)
(4)
【详解】(1)约为,则欧姆挡的选择开关拨至倍率。
(2)[1]多用电表正接线柱为红表笔,多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红表笔分别与待测电压表的负极相连;
[2]电压表的量程为3V,由图可知,电压表的读数为2.20V;
[3]由多用电表的读数可知,电压表的内阻为
则通过电压表的电流为
(3)图丙所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即。
(4)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
13.(24-25高二上·浙江杭州·期中)(1)某同学先用多用电表粗测某一待测电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”挡位(选填“×100”或“×1”),然后进行 ,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,其读数为 。
(2)欲用伏安法更准确地测定该电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组,内阻不计)
B.电流表(0~3A,内阻约为)
C.电流表(0~0.3A,内阻约为)
D.电压表(0~3V,内阻约为)
E.电压表(0~15V,内阻约为)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
G.滑动变阻器(,额定电流0.3A)
H.开关、导线
①上述器材中,电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填写各器材字母代号)
②要使被测电阻两端电压调节范围尽量大,下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
A. B.
C. D.
【答案】(1) “×1” 欧姆调零 12.0
(2) C D F D
【详解】(1)[1][2][3]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,可知该电阻较小,应换用“×1”挡位,换挡后应先进行欧姆调零,由图可知,此时读数为
(2)[1]由于电路中的最大电流为
可知电流表应选择量程为0~0.3A,即选择C;
[2]电源的电动势为3V,所以电压表应选择量程为0~3V,即选择D;
[3]由于金属丝的电阻大约为,为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的,即选择F。
[4]为使待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压接法,由于,故应选择电流表外接法。
故选D。
14.(24-25高二上·浙江·期中)在用多用电表欧姆挡测电阻时,将旋转到电阻挡“”的位置,正确操作后,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将旋转到电阻挡““”的位置
B.将旋转到电阻挡““”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动部件,进行欧姆调零
【答案】BDC
【详解】选择“”的倍率测电阻指针偏转角度过大,说明所选择的倍率过大,应该选择较小的倍率,即“”倍率,所以先将旋转到电阻挡“”的位置,然后将两表笔短接,进行欧姆调零,最后再去测电阻。
故选BCD,正确顺序为BDC。
15.(24-25高三上·海南海口·期末)某物理活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(内阻约为一千多欧姆)。
(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”挡粗测了西红柿电池组的电动势,指针稳定时如图甲所示,其示数为 V;
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3V,RV约为3000Ω)
B.电流表(0~300μA,RA为300Ω)
C.电阻箱R(0~9999Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.开关,导线若干
①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图 完成电路连接;
A. B.
C. D.
②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的图像如图乙中图线1所示,可知该电池组的内阻为 Ω,电动势为 V;将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示,可知该西红柿电池组的电动势 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】(1)0.50
(2) D 1700 0.50 不变
【详解】(1)直流电压表最小刻度为0.05V,则读数为0.50V;
(2)①[1]因电压表量程过大,且电流表内阻已知,则实验选择电路D即可;
②[2][3]根据电路可得
即
由图像可得
[4]将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示,可知图像的斜率不变,则该西红柿电池组的电动势不变。
地 城
考点03
实验:电池电动势和内阻的测量
16.(24-25高二上·浙江嘉兴·期中)(1)小李同学要测量一节干电池的电动势和内阻。先用多用电表直流电压挡粗测该电池的电动势,将多用电表的红表笔与电池的 (选填“正”或“负”)极相连,黑表笔与电池的另一电极相连,多用电表的示数如下图所示,则粗测电源的电动势为 V。
(2)学校物理学习小组决定测量两个番茄的水果电池的电动势和内阻。他们将两个金属电极锌片和铜片分别插入两个番茄中制成一个水果电池。由于电流过于微弱,实验小组采用微安表测量,且微安表的内阻为。
①按甲图电路把乙中的实物图连线补充完整。
②测量数值描点如图丙所示,则该组水果电池的内阻为 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) 正 1.45
(2) (算对)
【详解】(1)[1]根据多用电表“红入黑出”的使用原则,红表笔应接电源的正极。
[2]读直流电压时,应读中间的刻度,可得电压为1.45V
(2)[1]电路图如下
[2]图丙连线
斜率为所求电池内阻与微安表的内阻之和,所以电池内阻
17.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)在做“测定干电池电动势和内阻”的实验时,实验室给出下列器材:
A.一节待测干电池
B.电流表,量程0.6A,内阻左右
C.电压表,量程3.0V,内阻左右
D.滑动变阻器a,最大阻值为
E.滑动变阻器b,最大阻值为
F.电键一只、导线若干
(1)选择哪个滑动变阻器更加合理? (填器材前面字母);
(2)图甲为某同学连接好的电路照片,请在右边虚线框中画出该同学的实验电路图 。
(3)该同学测出的实验数据,并绘制出图线如图丙所示,根据图线计算被测电池的电动势为 V,内阻为 。(结果保留两位小数)
【答案】(1)E
(2)
(3) 1.45 0.67
【详解】(1)由于干电池的内阻较小,为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值较小的E。
(2)根据图甲中的实物连接图,电路图如图所示
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
18.(24-25高二上·浙江衢州·期中)现有一个待测电源,某同学想要测量它的电动势,于是在学校实验室开展了如下实验。实验室有如下实验器材:
A.待测电源(内阻r约为)
B.电压表V(量程为,内阻约为)
C.微安表A(量程为,内阻为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.数字多用电表
H.开关、导线若干
(1)该同学首先想到用电压表V或者数字多用电表直流电压挡(内阻远大于电压表内阻)粗测电源电动势,测量的结果分别如下图所示,选用哪个电表测量结果更接近真实值 ,(选填“电压表”或“数字多用电表”),测量值为 V。
(2)微安表的量程太小,于是该同学想到用定值电阻 (或)与微安表A (选填“串联”或“并联”),使其量程满足实验需求。
(3)用改装后的电流表完成实验,为使测量结果更加准确,请用笔画代替导线将图所示实物图连接成完整的电路 。
【答案】(1) 数字多用电表 1.553
(2) 并联
(3)
【详解】(1)[1][2]因数字多用电表直流电压挡内阻远大于电压表内阻,则用数字多用电表表测量电动势测量结果更接近真实值,测量值为1.553V;
(2)[1][2]微安表的量程太小,于是该同学想到用定值电阻与微安表A并联,可使量程达到
使其量程满足实验需求。
(3)改装后的电流表内阻已知,则相对电源来讲采用电流表内接,则测量电路如图
19.(24-25高二上·浙江·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r(约为2Ω),所给的其他器材有:
A.电压表V(量程为0~3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R1(10Ω,1A)
D.滑动变阻器R2(1000Ω,0.1A)
E.开关和导线若干
(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”);
(2)根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图 ;
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图乙所示,由图像知该电池的电动势E= V,内电阻r= Ω;(结果保留两位小数)
(4)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)R1
(2)见解析
(3) 1.49/1.50 1.70~1.85
(4) 偏小 偏小
【详解】(1)为了调节方便并能减小误差,故滑动变阻器应选用阻值较小的R1。
(2)由于电源内阻约为2Ω,远小于电压表内阻,所以电流表相对于电源采用外接法,电路图如图所示
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
(4)[1][2]考虑到电压表的分流作用,则有
整理可得
可知图像的纵轴截距为
图像的斜率绝对值为
可知该实验测得的电动势与真实值相比偏小,内阻的测量值与真实值相比偏小。
20.(24-25高二上·浙江台州·期中)用如图所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小,为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、电键和足量导线外,还有下列仪器可供选择:
A.电流表A1(0~3A);电流表A2(0~0.6A);
B.电压表V1(0~3V);电压表V2(0~15V);
C.滑动变阻器Rp1(10Ω,2A);滑动变阻器Rp2(1000Ω,1A);
D.定值电阻R01(阻值2Ω,额定功率5W);定值电阻R02(阻值10Ω,额定功率10W)。
(1)实验时,滑动变阻器选 (选填Rp1或Rp2),定值电阻选 (选填R01或R02)。
(2)请按图甲电路完善图乙实物的连线 。
(3)根据测得的数据得到如图所示的U-I图线。由图可知,该电源的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) Rp1 R01
(2)
(3) 2.0 0.50
【详解】(1)[1][2]根据U-I图线得最大电流是0.4A,最大电压是2.0V,因此电流表应选A2,电压表应选V1;能保证电路安全,又方便实验操作,因此滑动变阻器选RP1;定值电阻可以选R01、(阻值2Ω、额定功率5W),如果选择R02,由于定值定值较大,电路电流较小,电流变化范围小,不能测多组实验数据。
(2)连线如图
(3)[1][2]根据
图象与纵坐标的交点为电池的电动势,故电动势为2.0V;图象的斜率绝对值为内电阻和定值电阻之和,故内电阻为:
21.(24-25高二上·浙江·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.开关、导线若干;
C.电流表:量程0~0.6A,内阻为0.1Ω;
D.电流表:量程0~3A,内阻约为0.024Ω;
E.电压表:量程0~3V,内阻未知;
F.滑动变阻器:0~10Ω,2A;
G.滑动变阻器:0~100Ω,1A。
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)上述器材中,电流表应选择 (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择图中的 (填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)C
(2)甲
(3) 1.5 0.90
【详解】(1)用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,实验过程中,通过电源的电流不能太大,所以电流表应选择C。
(2)电流表选内阻为已知的C,因此实验电路图应选择图中的甲,电流表的电阻可等效到电源内阻中,可消除系统误差。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对性为
解得内阻为
22.(24-25高二上·浙江杭州·期中)小李同学要测量一节5号电池的电动势和内阻,已知一节干电池的电动势约为1.5V。
(1)测量时下列滑动变阻器接法正确的是______。
A. B. C. D.
(2)按图1连接电路,测量时发现,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数且变化明显,而电压表有示数但示数变化很小,可能的原因是______。
A.滑动变阻器以最大阻值接入 B.电压表内阻过大
C.电压表接触不良 D.电源的内阻较小
(3)小明同学选用合适的器材对图1的实验方案进行改进,改进后的实物电路连接如图2所示,其中定值电阻R0=1Ω。某次实验电压表的示数如图3所示,为 V。
(4)某同学根据实验数据,已在坐标纸上描好点(如图4),可以得到电动势E= V,内阻r= Ω(结果均保留两位小数)。
【答案】(1)D
(2)D
(3)/
(4)
【详解】(1)A.A选项中导线接到了滑片上,而没有连接到接线柱上,故A错误;
B.B选项中导线连接了两个下端接线柱,相当于接入了一个定值电阻,无法通过滑动滑片改变电阻,故B错误;
C.C选项中导线连接了两个上端接线柱,相当于接入了一根导线,无法通过滑动滑片改变电阻,故C错误;
D.滑动变阻器应串联在电路中,故D正确。
故选D。
(2)A.滑动变阻器以最大阻值接入,即导线连接了两个下端接线柱,无法通过滑动滑片改变电阻,则电流表和电压表示数不变,故A错误;
B.电压表内阻大则更接近理想状态,对电源电动势和内阻的测量实验影响更小,不会导致出现题中所述现象,故B错误;
C.电压表接触不良则会使电压表无示数,故C错误;
D.调节滑动变阻器时,电流表有明显变化,若电源内阻较小,则电源内压变化较小,导致路端电压变化不明显。故D正确。
故选D。
(3)电压表量程为3V,则读数为1.34V。
(4)[1]U-I图线如图所示
根据闭合电路欧姆定律
得
图线与纵轴的交点代表电源电压,则
[2]图线斜率为
则内阻为
23.(24-25高二上·浙江台州·期中)按要求填空:
(1)请正确读出下列实验中所用仪器的示数。
①多用电表的选择开关旋转到倍率为“”位置,测量某电阻的阻值,表盘指针如图甲所示,则该阻值为 Ω;
②螺旋测微器的固定刻度和可动刻度位置如图乙所示,则被测物体的长度为 mm。
(2)某高二同学做“测定某电池的电动势和内阻”实验。他采用如图1所示的实验电路进行测量。
根据实验数据做出图像,如图2所示,蓄电池的电动势 V,内电阻 Ω。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1) 120 5.800
(2) 2.0 3.8
【详解】(1)[1]多用电表指针所指刻线为12,所选倍率为“”,则该阻值为
②[2]螺旋测微器固定刻度分度值为0.5mm,读数为5.5mm,可动刻度的分度值为0.01mm,读数为
30.0×0.01mm=0.300mm
故螺旋测微器的读数为
5.5mm+0.300mm=5.800mm
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律,可得
由图示电源U-I图像可以知道,图像与纵轴交点坐标值为2.0V,所以电源电动势
U-I图像斜率的绝对值表示电源的内阻,则
24.(24-25高二上·浙江·期中)某同学设计了如图所示的电路进行实验探究,其中为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,其横截面积为是阻值为的定值电阻。正确接线后,闭合开关,调节滑片,记录电压表示数、电流表示数以及对应的长度。通过调节滑片,记录多组的值。
(1)实验室提供“”双量程电流表,该同学选用挡。实验过程中,测得某次电流表的示数如图甲所示,电流大小为 ;
(2)根据实验数据绘出的图像如图乙所示,由图可得电池的电动势 ,内阻 。(结果均保留两位有效数字)
(3)根据实验数据可进一步绘出图像如图丙所示,根据图像可得电阻丝的电阻率 ;图丙中所作图线与纵轴交点意义指的是 。
【答案】(1)0.30
(2) 1.5 0.60
(3) 电流表电阻为
【详解】(1)[1]在本实验中该同学选用0.6A挡,则分度值为0.02A,由图乙可知此时电流大小为0.30A。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
(3)[1][2]根据欧姆定律可得
可知图像的斜率为
可得电阻丝的电阻率为
可知图像的纵轴截距为
该截距表示当接入滑动变阻器的阻值为零时的电阻,即电流表内阻为0.3。
试卷第1页,共3页
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