专题06 电学实验(期中真题汇编,陕晋青宁专用)高二物理上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题06 电学实验
1.(24-25高二上·陕西榆林第十中学·期中)某实验小组测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率。地 城
考点01
导体电阻率的测量
(1)用螺旋测微器测量其直径d,示数如图甲所示,其值为d=______mm。
(2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻,示数如图乙所示,其电阻值为R=______Ω。
(3)实验电路如图丙所示,根据电路图完成如图丁中的实物连线_____。
(4)如果测得的金属丝长度为l,直径为d,电阻为R,都采用国际单位制单位,则它的电阻率ρ=______(用l、d、R表示)。
2.(24-25高二上·陕西西安临潼区华清中学·期中)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度l=______mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则______mm。
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现有以下器材:
A.电池组(3V,内阻)
B.电流表(0~3A,内阻约为)
C. 电流表(0~0.6A,内阻)
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(0~,额定电流1A)
G. 滑动变阻器(0~,额定电流0.3A)
H. 开关、导线
上述器材中,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______。(填写各器材的字母代号)
(3)要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,请按要求在下面方框中画出实验电路图______。
(4)该金属丝电阻率的表达式______。(用l,d,R表示)
3.(24-25高二上·陕西安康·期中)“问天”实验小组欲测量一段阻值约为的合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)实验室给出的器材有:电源(,内阻可以忽略),电流表A(量程,内阻约为),电压表V(量程,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径,算出金属丝的横截面积。
(2)两个同学设计了如图甲、乙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图______(选填“甲”或“乙”)更合理,采用该电路图进行实验,则金属丝电阻的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”),滑动变阻器需要选择______(选填“”或“”)。
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率,则合金金属丝的电阻率为______(结果保留3位有效数字)。
4.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)为了测量一根长约3cm。电阻约为6Ω,横截面为圆形,粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:
A.游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0∼0.6A,内阻约为1.0Ω)
D.电流表A2(0∼3A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V(0~3V,内阻约为6kΩ)
F.滑动变阻器(0∼2kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)
G.滑动变阻器(0∼10Ω,允许通过的最大电流为2A)
H.蓄电池E(6V,内阻不计)
I.开关一个,带夹子的导线若干
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示。示数为L=________mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,示数为D=________mm。
(2)为了在测量中尽量减小误差,并测多组数据,电流表应选________,滑动变阻器选择________。(填选项前的字母)
(3)要求电压从零开始逐渐变大,在测量中尽量减小误差在方框中画出测量电阻的实验电路图_________。
5.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率(图中表示待测金属丝的电阻)。
(1)正确操作螺旋测微器,测量金属丝的直径结果如图乙所示,则该次测得的金属丝的直径为________mm。
(2)连接好电路后,开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________。(填“左端”或“右端”)
(3)实验中发现电压表的量程无法满足实验要求,某同学将量程为1mA、内阻为150Ω的灵敏电流计G与阻值为的定值电阻串联后,改装成量程为6V的电压表,则________Ω。
(4)用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l,螺旋测微器测得金属丝的直径为d,用电流表和电压表测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为ρ=________。(用题中所给物理量的字母表示)
6.(23-24高二上·陕西汉中校际联考·期中)有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品(如图1),电阻约为100Ω,为了测量其电阻率,现提供以下实验器材:10分度的游标卡尺、螺旋测微器,电流表(量程50mA,内阻为100Ω);电流表(量程100mA,内阻约为40Ω);电流表(量程1A,内阻约为0.1Ω);滑动变阻器R(20Ω,额定电流1A)、直流电源E(12V,内阻不计)、圆柱体导体棒样品、开关一只、导线若干。
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数__________cm;用螺旋测微器测得该样品的直径如图3所示,其示数__________mm。
(2)为了尽可能精确地测量样品电阻,电路原理图如图4所示,图中甲电流表应选__________;乙电流表应选__________。(均选填“”“”或“”)
(3)闭合开关,测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量及符号是__________。
(4)根据(1)、(3)步骤测量的数据字母,表示出电阻率__________。
7.(23-24高二上·陕西安康·期中)某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,示数如图甲所示,其直径_______;用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度。
(2)再用多用电表粗测的电阻时:
①旋动_________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动_________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的________(选填“0”或“∞”)刻度线;
④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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
⑤正确操作后,多用电表的示数如图甲所示,则待测电阻的阻值为________Ω。
(3)采用图乙中的电路进行实验时,若电压表的示数为U,电流表的示数为I,则该金属丝的电阻率_________(用题中字母表示)。
8.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为___________,图乙所示的游标卡尺的读数为________cm 。
(2)若圆柱体的电阻、横截面的直径和长度分别用R、表示,该圆柱体电阻率的表达式为___________。
9.(24-25高二上·山西名校·期中)某同学想测量绕制滑动变阻器的金属丝的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。
(1)该同学首先截取了一段长为的金属丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数_____。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_____,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(4)继续微调,重复(3)的测量过程,得到多组测量数据,以为纵坐标,为横坐标,根据测得的数据绘制出图像,若图像的斜率为,则金属丝的电阻为_____(用、表示)。
得到的多组测量数据如表所示,根据表格数据,作出图像,如图丙所示,则可求得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字)。
/mV
0.50
0.70
0.90
1.15
1.40
/mV
0.99
1.39
1.80
2.28
2.80
(5)待测金属丝所用材料的电阻率_____(用、、、表示)。
10.(24-25高二上·山西太原·期中)某学习小组通过实验检测某品牌纯净水的电导率(电阻率的倒数),步骤如下:
(1)准备绝缘塑料圆柱形容器,容器两端可用电阻微小不计的金属圆片密封,测得容器长度为L;
(2)用游标卡尺测量该容器的内径D,如图所示,则读数为________mm;
(3)水样的电阻约为,实验室提供的器材如下:
A.电压表V(0~3V,内阻约为)
B.电流表A1(0~3mA,内阻约为)
C.电流表A2(0~600mA,内阻约为)
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.干电池2节
G.开关S和导线若干
要求数据从0开始变化,则:
②电流表应选_______,滑动变阻器应选_______(选填器材前面的字母序号);
②在甲、乙、丙、丁中,选取的实验电路图为_______;
(4)将水样注满容器,正确连接电路后,合上开关,调节滑动变阻器,得到多组电压、电流数据。某同学根据数据作出图像,测得图像的斜率为k,则所取水样电导率的计算表达式为_______(用k、D、L表示)。
11.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为______;
(2)用游标卡尺测量金属丝的长度,示数如图所示,读数为______;
(3)为了减少实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,请在答题纸上虚线框中画出电路原理图______;
(4)请根据(3)中设计的电路图,在甲图中连接实物图_________;
(5)两电表的示数分别如图乙和丙所示(电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A),电压表读数______V,电流表读数______A。根据以上实验数据,则该金属材料的电阻率为______(保留两位有效数字)。
12.(23-24高二上·山西太原·期中)用电流表和电压表测一根长为的电阻丝(阻值约为)的电阻率,要求测量的数据从零开始变化,其中电流表内阻,电压表的内阻。
(1)请补全图中实验电路。( )
(2)用螺旋测微器测金属丝的直径d,读数为________。
(3)已测得电压为,电流为,则电阻丝的电阻率________。(用题中所给出的字母表示)
13.(23-24高二上·山西太原·期中)实验室有一电流表,铭牌上参数已经模糊,现需要测量其实际内阻,可供选择的器材如下:
A.待测电流表A1(量程,内阻约),示数为
B.电流表A2(量程,内阻约60Ω),示数为
C.定值电阻
D.滑动变阻器
E.干电池(,内阻不计)
F.电键及导线若干
(1)选择合适的器材画出实验电路图,并在器材旁边标上相应的字母符号;( )
(2)写出待测电流表内阻的表达式________。(用题目中器材的示数和字母符号表示)
14.(23-24高二上·宁夏固原第二中学·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量其长度,由图可知其长度为______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径为______mm。
(3)若本实验中,测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为Rx,则该金属丝的电阻率的计算式为ρ=______。
15.(24-25高二上·青海西宁第十四中学·期中)利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω,电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。
(1)电路连接如图所示。(已知电源的电动势为6 V,滑动变阻器的阻值为0~20Ω)。
(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示,电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U=________V,流过金属丝的电流=________A,金属丝的长度L=_______m,金属丝的直径d=________m。
(3)若通过测量可知,金属丝的长度为L,直径为d,通过金属丝的电流为I,对应金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=__________。(用题目所给字母和通用数学符号表示)
16.(24-25高二上·陕西咸阳礼泉县·期中)某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:地 城
考点02
练习使用多用表
(1)经过机械调零后,将多用电表挡位调到电阻挡“×100”,再将红表笔和黑表笔短接,使指针指到电阻的零刻度,然后将图甲中多用电表的红表笔和_________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(2)测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过大,需要将多用电表挡位调到电阻________(选填“×10”或“×1k”)挡。换挡后经过欧姆调零再次测量,多用电表指针指示的位置如图乙所示,由此可以得到毫安表的内阻为_______。
(3)如果需要改成量程为3V的电压表,需要_________联_________的电阻。
17.(24-25高二上·陕西汉中·期中)(1)某实验小组在实验室练习使用多用电表测电阻。多用电表表盘如图甲所示,某同学在完成机械调零后,准备测电阻,他进行如下操作,请完成以下实验步骤:
①将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
②将红、黑表笔短接,旋动___________(选填“S”或“T”),使指针对准电阻挡的___________(选填“0”或“∞”)刻线。
③将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。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___________(填字母序号)的顺序进行操作。
A.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
C.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
D.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
④正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为___________Ω。
(2)如图丙所示是一电流表内部的电路设计,其中G满偏电流为3mA,内阻Rg=11Ω,R1=15Ω,R3=0.10Ω,但R2已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前R2=___________Ω。(结果保留两位有效数字)
18.(24-25高二上·陕西西安第八十五中学·期中)某兴趣小组对市场中销售的电线合格率进行调查,他们对电线的电阻率进行测量。操作如下:
(1)在测金属丝直径时螺旋测微器示数如图甲所示,则该金属丝的直径________mm。
(2)利用多用电表测电阻的电压时,黑表笔应接图乙中的________(填“M”或“N”)点。
(3)该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡,在进行了正确的连接后,测量时发现指针偏转角度太小,不方便读数,该同学应将欧姆挡的开关拨至________(填“×10”或“×1k”)挡。最后欧姆表的示数如图丙所示,示数为________Ω。
19.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
①先机械调零,旋动部件________,(填S或T)使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,(填S或T)使指针对准电阻的________(填“0”刻线或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏太偏左,没达到中央区域,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。(选四个并排序)
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”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,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
E.测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图乙为正在测量中的多用电表表盘,如果选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为________Ω;如果选择开关在直流电压“2.5V”挡,则读数为________V。
20.(23-24高二上·陕西渭南尚德中学·期中)某同学学习多用电表的使用后,想用多用表粗测铅笔笔芯的电阻。用×10欧姆挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很大,为了较准确地进行测量,应换到______挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是_____(选填“机械”或“欧姆”)调零,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该铅笔芯的阻值是______Ω。
21.(23-24高二上·陕西渭南杜桥中学·期中)在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器,要求具有电阻温度系数低,电阻率大,耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验,其操作如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示,可知其长度为___________mm;
(2)用螺旋测微器测出其直径d如图2所示,则d=___________mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为___________Ω。
(4)为了更加准确地测出该圆柱体的电阻,除了导线和开关外,有以下一些器材可选择:
A.电源E(电动势6V、内阻可忽略不计)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~20mA,内阻约200Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.待测电阻
G.滑动变阻器(0~10 kΩ,允许最大电流2.0A)
H.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
I.电键S和导线若干
其中电流表选择___________。电压表选择___________。滑动变阻器选___________(填前面对应的序号)在答题卡上的方框中画出实验电路并标出所选实验器材的代号。( )
(5)若测得金属丝的长度为L,直径为d,电压表示数为U,电流表示数为I,不考虑电流表和电压表内阻的影响,则金属丝的电阻率___________。
22.(23-24高二上·陕西西安周至县第六中学·期中)某中学实验小组成员在应用多用电表测电阻实验。如图为一多用电表的表盘,其中表盘上的三个重要部件分别用三个字母A、B、C标记了出来然后在测量电阻时操作过程如下:
①在测量电阻以前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件______,使多用电表的指针指在表盘最______(填“左”或“右”)端的零刻度线位置;
②然后同学将旋钮C调节到“”的挡位;
③将红表笔插到______(“+”或“-”)孔,将两表笔短接,调节部件______,使多用电表的指针指在表盘最______(填“左”或“右”)端的零刻度线位置。
23.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)某同学要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率,实验步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为L=_______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径________mm;
(3)某同学先用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,发现指针偏转角度很小,则应将选择开关旋转到________挡(选填“×100”或“×1”)并进行欧姆调零,再次进行测量时,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为________。
24.(24-25高二上·山西运城·期中)实验室用下列方法测量一均匀金属圆柱体的电阻率,其长度为,阻值约为。
(1)首先用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,由图可知其直径______。
(2)用如图乙所示的多用电表测其电阻,关于该多用电表的使用,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.使用前若指针未指在左侧零刻度,需要调节图中T旋钮使指针指到零刻度
B.测量该电阻时,应将K旋钮调至位置
C.将红、黑表笔短接,调节图中旋钮使电表指针对准电阻的“0”刻线
D.若用电流挡测电流时,红表笔应接在电路中电势较低的位置
(3)正确操作后,指针位置如图丙所示,则该金属圆柱体电阻_____。
(4)该金属圆柱体的电阻率可表示为_____。(用题中所给或测量的物理量的符号表示)
25.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)为探究一段长度为10.00cm的圆柱形合金棒材料的电阻率,实验小组进行了如下操作:
(1)用欧姆表粗测合金棒的阻值时,下列操作的合理顺序是__________。
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
D.将红、黑表笔与合金棒两端接触,欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示
为减小测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡__________(填“×1”或“×100”)位置,重新调节、测量后指针位置如图甲中实线所示。
(2)为较准确地测量该合金棒的阻值,小组同学设计了图乙所示的电路,可选用的器材如下:
电流表A1(量程0∼0.1A,内阻约0.5Ω)
电流表A2(量程0∼0.5A,内阻约0.1Ω)
电压表V1(量程0∼3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0∼15V,内阻约50kΩ)
滑动变阻器R1(0∼10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0∼1000Ω,额定电流0.5A)
电源(电动势为4.5V,内阻不计)
①图乙中A应选用__________;B应选用__________;C应选用__________。(填写器材的符号)
②实验中,当电压表示数为1.12V时,电流表的示数为0.16A;调节滑动变阻器,当电压表示数为2.38V时,电流表的示数为0.35A,则合金棒的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)。
③用螺旋测微器测合金棒的直径,读数如图丙所示,则合金棒的直径d=__________mm。
④该合金材料的电阻率ρ=__________Ω·m(保留两位有效数字)。
26.(23-24高二上·山西大同·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学先用多用电表粗测金属丝的电阻范围,再用伏安法测出金属丝的精确电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。用米尺测得金属丝的长度L=1.0m。
(1)用多用电表粗测该金属丝的电阻时,下列步骤的正确顺序是____________(填序号)。若读数如图所示,则该金属丝电阻为________Ω。
A.红、黑表笔接触待测电阻前,用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指向“0”;
B.将红表笔和黑表笔接触;
C.把选择开关旋转到“×1”的位置;
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。
(2)用螺旋测微器测量金属丝直径时读数如图所示,则直径D为________mm。
(3)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测金属丝外,还有以下实验器材:
A.直流电源: 电动势约4.5V, 内阻很小
B.电压表 V∶ 量程0~3V, 内阻约为3kΩ
C.电流表 A₁∶ 量程0~0.6A, 内阻约为0.125Ω
D.电流表 A₂∶ 量程0~3.0A, 内阻约为0.025Ω
E.滑动变阻器R:最大阻值20Ω
F.开关、导线若干
在可供选择的器材中, 电流表应该选_______(填器材前的字母标号), 若电流表和电压表的读数分别为I、U, 则电阻率的测量值ρ=________(用题中所给物理量表示)。
27.(23-24高二上·山西运城·期中)如图甲所示是用多用电表的直流电压挡(0~50 V)、电阻挡(×10)分别测量电压、电阻时指针的指示情况。如图乙所示为某指针式多用电表测电阻的原理图,电源电压为 E,电流计可以测量的最大电流为Iₘ,将红、黑表笔直接接触,调节 R₀使电流计的示数达到最大,回答下列问题:
(1)对甲图,读出所测得的两个数据分别为_________V 和_________Ω(均保留三位有效数字)。
(2)对乙图,虚线框内的总电阻值为________(用题中所给字母表示)。
(3)对乙图,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻 Rx,电流计的示数变为原来的一半,则Rx的功率为___________(用题中所给字母表示)。
28.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)(1)如图多用电表的表盘,若测的是直流电流,用的是100mA的量程,指针所示电流值为______mA;若测的是直流电压,用的是25V量程,则指针所示的电压值为______V;
(2)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为______mm。
(3)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则______mm。
29.(23-24高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关C和两个部件A、B。请根据下列步骤完成电阻测量:
(1)旋动部件___________,使指针对准电流的“0”刻线;
(2)将C旋转到电阻挡“×100”的位置;
(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件___________,使指针对准电阻的___________ (填“0刻线”或“∞刻线”);
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,将C旋转到电阻挡___________的位置;
(5)如图是多用表电阻挡内部电路示意图。其中A表笔为___________表笔;若该欧姆表原来的电池电动势为1.5V、内阻为1Ω,现给该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,欧姆表的内阻将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);调零后测量第(4)问电阻的阻值,与原来相比其测量结果___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
30.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有:地 城
考点03
测量电源电动势和内阻
A.电压表V:0~3V,0~15V
B.电流表A:0~0.6A,0~3A
C.滑动变阻器:(,1A)
D.滑动变阻器:(,0.1A)
E.开关S和导线若干
(1)实验中电流表应选用的量程为______(选填“0~0.6A”或“0~3A”);滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。
(2)实验测得的6组数据已在图像中标出,如图所示。请你根据数据点位置完成图线____,并由图线求出该电池的电动势______V,内阻______。
31.(23-24高二上·宁夏银川育才中学·期中)(1)某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
①甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流50mA挡,则示数为______mA;若所选挡位为“×10Ω”挡,则示数为______Ω。
②乙同学用该表正确测量了一个约150Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在测量这个电阻之前,请选择以下必须的操作步骤,其合理的顺序是______(填字母代号)。
A.将红表笔和黑表笔短接
B.把选择开关旋转到“×100Ω”挡
C.把选择开关旋转到“×1Ω”挡
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(2)在测量电源电动势和内电阻的实验中,有电压表V(量程为3V,内阻约3kΩ);电流表A(量程为0.6A,内阻约为0.70Ω);滑动变阻器R(10Ω,2A)。为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。
①在实验中测得多组电压和电流值,得到如图所示的U-I图线,由图可得该电源电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果保留两位有效数字)
②一位同学对以上实验进行了误差分析。其中正确的是______。
A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值
32.(23-24高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差。实验室提供的器材有:旧干电池一节(电动势约1.5V,内阻约1)
电压表V(量程3V,内阻约3),电流表A(量程0.6A,内阻约1)
滑动变阻器R(最大阻值为20),开关一个,导线若干。
(1)应该选择的实验电路是图中的___________(选填“甲”或“乙”);
(2)根据所选电路图,用笔画线代替导线,请在图丙中完成实物图的连接______;
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据画出了图线,如图丁所示。由图线可以得出此干电池的电动势E=___________V,内阻r=___________(结果均保留3位有效数字);
(4)该实验由于系统误差导致电动势测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”),内阻测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
33.(24-25高二上·陕西西安临潼区华清中学·期中)小明同学想较准确测量某电池的电动势和内阻。他查阅资料得知此电池的电动势约、内阻约除待测电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电压表(量程3V,内阻约)
B.电流表(量程2mA,内阻约为)
C.滑动变阻器(阻值)
D.滑动变阻器(阻值)
(1)小明设计了如图所示的电路,实验中滑动变阻器应选______(选填“”或“”)
(2)正确连接电路后,闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片,测出多组 U、I值,记入下表。
U/V
1.11
1.05
0.88
0.72
0.56
I/mA
0.30
0.40
0.60
0.80
1.00
根据记录表中的实验数据在坐标中作出图像______,由图像可得出该电池的电动势为__________ V,内阻为______(得出的结果均保留三位有效数字)。
(3)上述实验电池内阻的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”真实值)。
34.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)某研究小组在课堂上学习水果电池后,决定自制一个苹果电池并测量其内阻和电动势。他们根据资料教程将铜片和锌片插入苹果中,组成一个苹果电池。实验前,研究小组同学通过上网查阅相关资料了解到苹果电池的电动势一般在左右,内阻在左右。除了苹果电池外,实验室还提供了以下可供选择的器材:
A.电流表(量程为,内阻为)
B.电流表(量程为,内阻为)
C.电压表(量程为,内阻约为)
D.滑动变阻器(阻值为)
E.电阻箱(阻值为)
F.多用电表
G.开关一个,导线若干
(1)实验前,实验小组想预测一下苹果电池的内阻,他们用调好的多用电表欧姆“”挡来进行测量,这么做是否合适?请说明理由____。
(2)实验中电流表应选择________(填“A”或“B”),根据提供的实验器材,该小组设计了如图所示的四种电路方案,其中________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图的方案最好。
(3)实验小组操作正确,记录下几组电压表和电流表的示数,并在坐标系内描出电压表示数和对应的电流表示数的点,画一条直线使大多数点分布在直线两侧,如图所示,则该苹果电池的电动势________,内阻________。(均保留3位有效数字)
35.(24-25高二上·陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组(内阻约为1000Ω),为了准确测量该电池组的电动势和内阻,该小组设计的实验电路如图乙所示。实验室提供的器材如下:
A.电流表A(0~5mA,内阻为25Ω)
B.电压表V1(0~3V,内阻约为1000Ω)
C. 滑动变阻器R1(0~1500Ω)
D.滑动变阻器R2(0~10Ω)
E. 开关、导线各若干
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”);
(2)考虑电流表内阻RA的影响,U、I与E、r满足的关系式为__________________;
(3)正确连接电路后,调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据,作出图像如图丙所示。根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=________V,内电阻r=________kΩ。(结果均保留三位有效数字)
36.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)某实验小组用伏安法测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r。
(1)实验时,可选电流表的内阻大小未知,则为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选用的实验原理电路是图中的________(填“甲”或“乙”)。
(2)除备有被测电池、开关和导线若干外,下列仪器中,电流表应选用________,电压表应选用________,(均填仪器前面的字母)
A.电流表(量程0~0.6A) B.电流表(量程0~3A)
C.电压表(量程0~3V,内阻未知) D.电压表(量程0~15V,内阻未知)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
(3)连接电路后,由大到小调节R的阻值,得到多组测量数据,描点画出U-I图像如图丙所示。由U-I图像可得,电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(保留三位有效数字)
37.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)某实验小组的同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:废旧电池组:电动势E约为5V,内阻约为7Ω;电压表V:量程为0~3V,内阻r1为9kΩ;电流表A:量程为0~0.6A,内阻r2约为10Ω;滑动变阻器R:最大阻值30Ω;电阻箱:阻值0~9999.9Ω;开关S,导线若干。
(1)由于电压表量程太小,实验小组利用电压表和电阻箱改装了一个0~5V的电压表(表盘刻度未改),则电阻箱接入电路的阻值应为_______;
(2)该实验小组的同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的U-I图线(U为电压表V的示数,I为电流表A的示数),则电源的电动势E=___V,内阻r=___Ω(结果保留两位小数)。
38.(24-25高二上·山西阳泉三校联考·期中)用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻,有如图乙所示的电路,测得多组数据,把它们标在丙图的坐标纸上,并作出路端电压U与干路电流I间的关系(U-I)图像。
(1)由丙图的图像可知,电源的电动势E=______V,内电阻r=________Ω。(结果均保留两位有效数字)
(2)如果做实验时,实验室没有合适量程的电表,需要进行改装,以下电表改装正确的是_______。(多选)
A.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表
C.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D.将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
39.(24-25高二上·山西运城·期中)现有两组同学要测定一节干电池的电动势和内阻。
(1)第一组采用图甲所示电路,小组成员经过多次测量,记录了多组电流表示数和电压表示数,并在图中画出了图像,如图乙所示。
①为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(填字母)。
A.电流表,电压表
B.电流表,电压表
C.电流表,电压表
D.电流表,电压表
②根据图像可知,此干电池的电动势的测量值______V,内阻的测量值______Ω。(均保留小数点后两位)
(2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图丙所示的电路,完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数和电阻箱示数,通过研究图像的信息,得到电动势测量值,与内阻测量值,关于两组测量值的关系正确的是______(填字母)。
A. B. C. D.
②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,以电阻箱读数为横坐标、电流表读数的倒数为纵坐标绘制图像。图中实线代表忽略电流表内阻的情况,虚线代表不忽略电流表内阻的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是______(填字母)。
A.B. C. D.
40.(23-24高二上·山西吕梁·期中)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表A1:量程=100mA,内阻=4Ω
C.电流表A2:量程=200mA,内阻=2Ω
D.定值电阻R1=1Ω
E.定值电阻R2=2Ω
F.定值电阻R3=13Ω
G.滑动变阻器R(0~10Ω)
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表A₂改装成量程为3V的电压表,将电流表。量程扩大为0.5A,另定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a___________;b___________;c___________(均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。( )
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表A1,A2的示数,作出了I2-I1图像如图丙所示,则电池组电动势E0=___________V;内阻=___________Ω(小数点后均保留两位)
(4)用本实验电路进行测量,仅从系统误差方面分析,电动势及内阻的测量值均___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
41.(23-24高二上·山西运城·期中)某实验小组用如图甲所示的电路来测量未知电阻以及电源的内阻。实验步骤如下:
①将单刀双掷开关与 2 连接,读取电流表的读数;
②将单刀双掷开关与1 连接,调节电阻箱的阻值,直到电流表的读数为;
③读取电阻箱的读数;
④保持电阻箱的阻值仍为,再用一根导线将 1、2连接,稳定后发现电流表的读数为。 已知电流表的内阻为,回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线将图乙中的器材参照图甲连接起来____________。
(2)本实验测得电阻的阻值为_________,采用的方法为_________(选填“半偏法”、“伏伏法”或“等效替代法”)。
(3)本实验可得电源的内阻_________。
42.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)利用图甲的电路观察电容器的充电和放电现象,已知电源电压为3V。地 城
考点04
其他电学实验
(1)实验中,先将开关S打到__________(填“1”或“2”)位置,对电容器进行充电。稳定后将开关打到__________(填“1”或“2”)位置,电容器放电。在放电过程中,通过电流传感器的电流方向为__________(填“从上往下”或“从下往上”)。
(2)放电过程中,电流传感器显示出放电过程的I-t图像如图乙所示,则电容器的电容约为__________F(保留3位有效数字)。
43.(23-24高二上·山西晋中博雅培文实验学校·期中)如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接时________(选填“1”或“2”)平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时_____(选择“相同”或“相反”),此过程中电容器的电容将________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如乙图所示,由图可估算出电容器开始放电时所带的电荷量为3.2×10-3 C,并计算电容器的电容C=______F(均保留两位有效数字)。
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与横轴所围成的面积将__________________(填“增大”“不变”或“变小”).
44.(24-25高二上·陕西部分高中·期中)钱同学观察电容器的充、放电现象的实验装置如图甲所示,实验中用到的电流传感器可以像电流表一样测量电流,并且可以和计算机相连,显示出电流随时间变化的图像。
(1)先将开关S接1,电容器充电完成后电容器上极板带______(填“正”或“负”)电。
(2)然后把开关S接2,电容器放电,计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系如图乙所示,已知图乙中图像与坐标轴所围图形的面积约为35个方格,分析图像可知,每一方格代表的电荷量为______C;已知放电前电容器两极板间的电压为5V,则电容器的电容为______F。
45.(24-25高二上·陕西汉中勉县第二中学·期中)下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地,A板通过绝缘柄固定在铁架台上,人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)在该实验中,静电计的作用是( )
A.测定该电容器的电荷量 B.测定该电容器两极的电势差
C.测定该电容器的电容 D.测定A、B两板之间的电场强度
(3)在实验中观察到的现象,不正确的是( )
A.甲图中的手水平向左移动时,静电计指针的张角变大
B.甲图中的手水平向左移动时,静电计指针的张角不变
C.乙图中的手竖直向上移动时,静电计指针的张角变大
D.丙图中的手不动,而向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变小
46.(24-25高二上·陕西渭南富平县蓝光中学·期中)如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其极板间距离极板间正对面积S之间的关系装置图。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
(2)该实验中静电计的作用是______。
A.测定该电容器两极的电势差 B.测定该电容器的电容
C.测定该电容器的电荷量 D.测定A,B两板之间的电场强度
(3)指出下列三个上图所示的情况下,静电计指针的偏转角度变化情况:
①正对面积减小时,静电计指针的偏转角度______;
②板间距离增大时,静电计指针的偏转角度______;
③插入电介质时,静电计指针的偏转角度______。
47.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开,下列操作时电容器电容、电压和静电计指针偏角如何变化(填“增大”“减小”或“不变”):
当极板间插入玻璃板时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
当极板正对面积减小时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
当两极板间距离增大时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
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专题06 电学实验
1.(24-25高二上·陕西榆林第十中学·期中)某实验小组测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率。地 城
考点01
导体电阻率的测量
(1)用螺旋测微器测量其直径d,示数如图甲所示,其值为d=______mm。
(2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻,示数如图乙所示,其电阻值为R=______Ω。
(3)实验电路如图丙所示,根据电路图完成如图丁中的实物连线_____。
(4)如果测得的金属丝长度为l,直径为d,电阻为R,都采用国际单位制单位,则它的电阻率ρ=______(用l、d、R表示)。
【答案】(1)0.396(0.396~0.398均可)
(2)12.0或12
(3)
(4)
【详解】(1)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图甲可知金属丝的直径为
(2)由图乙可得金属丝的电阻为
(3)根据实验电路图连接实物电路图,如图所示
(4)根据电阻定律有
其中
解得
2.(24-25高二上·陕西西安临潼区华清中学·期中)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度l=______mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则______mm。
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现有以下器材:
A.电池组(3V,内阻)
B.电流表(0~3A,内阻约为)
C. 电流表(0~0.6A,内阻)
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(0~,额定电流1A)
G. 滑动变阻器(0~,额定电流0.3A)
H. 开关、导线
上述器材中,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______。(填写各器材的字母代号)
(3)要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,请按要求在下面方框中画出实验电路图______。
(4)该金属丝电阻率的表达式______。(用l,d,R表示)
【答案】(1) 50.20 4.700
(2) C D F
(3)见解析
(4)
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知金属丝的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图可知金属丝的直径为
(2)[1][2][3]电源电动势为3V,则电压表需要选择D;电路最大电流约为
故电流表应选择C。为方便实验操作,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的F。
(3)要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,则滑动变阻器采用分压接法;由于所选电流表内阻已知,故选择电流表内接法;则实验电路图如图所示
(4)根据电阻定律可得
可得该金属丝电阻率的表达式为
3.(24-25高二上·陕西安康·期中)“问天”实验小组欲测量一段阻值约为的合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)实验室给出的器材有:电源(,内阻可以忽略),电流表A(量程,内阻约为),电压表V(量程,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径,算出金属丝的横截面积。
(2)两个同学设计了如图甲、乙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图______(选填“甲”或“乙”)更合理,采用该电路图进行实验,则金属丝电阻的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”),滑动变阻器需要选择______(选填“”或“”)。
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率,则合金金属丝的电阻率为______(结果保留3位有效数字)。
【答案】 乙 偏小 R2
【详解】(2)[1][2]由于电压表的内阻约为金属丝的电阻的500倍,而金属丝的电阻约是电流表内阻的6倍,故认为被测电阻远小于电压表的内阻,采用电流表外接误差小,选择图乙;电压测量值准确,而电流测量值偏大,根据欧姆定律可知,电阻的测量值偏小。
[3]金属丝的电阻约为6 Ω,为了电表有明显的示数变化,滑动变阻器需要选择R2。
(3)[4] 根据,可得
图像的图线斜率为
变形得
解得
4.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)为了测量一根长约3cm。电阻约为6Ω,横截面为圆形,粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:
A.游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0∼0.6A,内阻约为1.0Ω)
D.电流表A2(0∼3A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V(0~3V,内阻约为6kΩ)
F.滑动变阻器(0∼2kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)
G.滑动变阻器(0∼10Ω,允许通过的最大电流为2A)
H.蓄电池E(6V,内阻不计)
I.开关一个,带夹子的导线若干
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示。示数为L=________mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,示数为D=________mm。
(2)为了在测量中尽量减小误差,并测多组数据,电流表应选________,滑动变阻器选择________。(填选项前的字母)
(3)要求电压从零开始逐渐变大,在测量中尽量减小误差在方框中画出测量电阻的实验电路图_________。
【答案】 30.35 3.205/3.204/3.206 C G
【详解】(1)[1][2]由图示游标卡尺可知,其读数为
L=30mm+7×0.05mm=30.35mm
由图示螺旋测微器可知,其读数为
D=3mm+20.5×0.01mm=3.205mm
(2)[3][4] 通过导电材料的最大电流约为
则电流表应选择C;为方便实验操作滑动变阻器应选择G。
(3)[5] 由题意可知
电流表应采用外接法;要求电压从零开始逐渐变大,滑动变阻器应采用分压接法;实验电路图如图所示
5.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率(图中表示待测金属丝的电阻)。
(1)正确操作螺旋测微器,测量金属丝的直径结果如图乙所示,则该次测得的金属丝的直径为________mm。
(2)连接好电路后,开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________。(填“左端”或“右端”)
(3)实验中发现电压表的量程无法满足实验要求,某同学将量程为1mA、内阻为150Ω的灵敏电流计G与阻值为的定值电阻串联后,改装成量程为6V的电压表,则________Ω。
(4)用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l,螺旋测微器测得金属丝的直径为d,用电流表和电压表测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为ρ=________。(用题中所给物理量的字母表示)
【答案】 2.094/2.095/2.096 左端 5850
【详解】(1)[1]金属丝的直径为2mm+0.01mm×9.5=2.095mm。
(2)[2]连接好电路后,开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至左端;
(3)[3]要串联的电阻
(4)[4]根据
解得
6.(23-24高二上·陕西汉中校际联考·期中)有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品(如图1),电阻约为100Ω,为了测量其电阻率,现提供以下实验器材:10分度的游标卡尺、螺旋测微器,电流表(量程50mA,内阻为100Ω);电流表(量程100mA,内阻约为40Ω);电流表(量程1A,内阻约为0.1Ω);滑动变阻器R(20Ω,额定电流1A)、直流电源E(12V,内阻不计)、圆柱体导体棒样品、开关一只、导线若干。
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数__________cm;用螺旋测微器测得该样品的直径如图3所示,其示数__________mm。
(2)为了尽可能精确地测量样品电阻,电路原理图如图4所示,图中甲电流表应选__________;乙电流表应选__________。(均选填“”“”或“”)
(3)闭合开关,测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量及符号是__________。
(4)根据(1)、(3)步骤测量的数据字母,表示出电阻率__________。
【答案】 6.05 3.630/3.631/3.629 电流表的读数,电流表的读数
【详解】(1)[1]根据游标卡尺的读数规则有
[2]根据螺旋测微器的读数法则有
(2)[3][4]实验器材中没有电压表,可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联测电压,即电流表甲选择;乙电流表若选择则量程过大,则应选即可
(3)[5]需要测量的物理量是电流表的读数,电流表的读数
(4)[6]由电阻定律可知
由欧姆定律可知待测电阻阻值
联立解得电阻率
7.(23-24高二上·陕西安康·期中)某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,示数如图甲所示,其直径_______;用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度。
(2)再用多用电表粗测的电阻时:
①旋动_________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动_________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的________(选填“0”或“∞”)刻度线;
④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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
⑤正确操作后,多用电表的示数如图甲所示,则待测电阻的阻值为________Ω。
(3)采用图乙中的电路进行实验时,若电压表的示数为U,电流表的示数为I,则该金属丝的电阻率_________(用题中字母表示)。
【答案】 0.400/0.401/0.439 指针定位螺丝 欧姆调零旋钮 0 BDC 8.0
【详解】(1)[1]示数如图甲所示,其直径d=0mm+40.00.01mm=0.400mm
(2)①[2]多用电表使用前应调整指针定位螺丝,使指针指电流挡的“0”刻度。
③[3][4]测量电阻之前应该先将两表笔直接接触(短接),调整欧姆调零旋钮,使指针指向电阻0刻度线;
④[5]欧姆表的指针偏转角度较大,说明所选挡位太大,应该换小挡位进行测量,应将旋转开关K置于“×1”,然后进行欧姆调零,再测电阻,因此合理的实验步骤是BDC。
⑤[6]由图可知,多用电表的示数为。
(3)[7]由欧姆定律得金属丝电阻为
再由电阻定律
得
8.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为___________,图乙所示的游标卡尺的读数为________cm 。
(2)若圆柱体的电阻、横截面的直径和长度分别用R、表示,该圆柱体电阻率的表达式为___________。
【答案】 1.845/1.844/1.846 4.240
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量其横截面直径为:1.5mm+0.01mm×34.5=1.845mm;
[2]用游标卡尺测其长度为:42mm+0.05mm×8=42.40mm
(2)根据电阻定律
其中
整理可得
【点睛】读数时注意分度值。根据实验原理推导得出电阻率的表达式。
9.(24-25高二上·山西名校·期中)某同学想测量绕制滑动变阻器的金属丝的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。
(1)该同学首先截取了一段长为的金属丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数_____。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_____,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(4)继续微调,重复(3)的测量过程,得到多组测量数据,以为纵坐标,为横坐标,根据测得的数据绘制出图像,若图像的斜率为,则金属丝的电阻为_____(用、表示)。
得到的多组测量数据如表所示,根据表格数据,作出图像,如图丙所示,则可求得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字)。
/mV
0.50
0.70
0.90
1.15
1.40
/mV
0.99
1.39
1.80
2.28
2.80
(5)待测金属丝所用材料的电阻率_____(用、、、表示)。
【答案】 0.500 9.0/10/11
【详解】(1)螺旋测微器测量金属丝的直径D=50.0×0.01mm=0.500mm
(3)由电路可知,流过待测金属丝的电流
金属丝的电阻
(4)根据
解得
则
解得
做出图像,则
解得
(5)根据
解得
10.(24-25高二上·山西太原·期中)某学习小组通过实验检测某品牌纯净水的电导率(电阻率的倒数),步骤如下:
(1)准备绝缘塑料圆柱形容器,容器两端可用电阻微小不计的金属圆片密封,测得容器长度为L;
(2)用游标卡尺测量该容器的内径D,如图所示,则读数为________mm;
(3)水样的电阻约为,实验室提供的器材如下:
A.电压表V(0~3V,内阻约为)
B.电流表A1(0~3mA,内阻约为)
C.电流表A2(0~600mA,内阻约为)
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.干电池2节
G.开关S和导线若干
要求数据从0开始变化,则:
②电流表应选_______,滑动变阻器应选_______(选填器材前面的字母序号);
②在甲、乙、丙、丁中,选取的实验电路图为_______;
(4)将水样注满容器,正确连接电路后,合上开关,调节滑动变阻器,得到多组电压、电流数据。某同学根据数据作出图像,测得图像的斜率为k,则所取水样电导率的计算表达式为_______(用k、D、L表示)。
【答案】 22.30 B D 丙
【详解】(2)[1]游标卡尺的精确度是0.05mm,内径D的读数为22mm+6×0.05mm=22.30mm
(3)①[2]两节干电池的电动势为E=3.0V,待测电阻R0约为1000Ω,则最大电流
故电流表应选择量程为3mA的A1,故选B;
[3]又因为要求数据从0开始变化,故选用总阻值较小的滑动变阻器,且使用滑动变阻器的分压式接法,所以滑动变阻器选择R1,故选D。
②[4]因为
故采用电流表内接法,结合滑动变阻器的分压式接法,所以在甲、乙、丙、丁中,选取的实验电路图为丙。
(4)[5]根据电阻定律
设G为电导率,则
又
可得电导率
11.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为______;
(2)用游标卡尺测量金属丝的长度,示数如图所示,读数为______;
(3)为了减少实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,请在答题纸上虚线框中画出电路原理图______;
(4)请根据(3)中设计的电路图,在甲图中连接实物图_________;
(5)两电表的示数分别如图乙和丙所示(电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A),电压表读数______V,电流表读数______A。根据以上实验数据,则该金属材料的电阻率为______(保留两位有效数字)。
【答案】 6.855/6.856/6.857/6.858/6.859 10.50 1.20 0.50
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量金属丝的直径读数为6.5mm+0.01mm×35.7=6.857mm;
(2)[2]用游标卡尺测量金属丝的长度读数为1cm+0.05mm×10=10.50mm;
(3)[3]为了在实验中获得较大的电压调节范围,则滑动变阻器用分压电路;为减小误差则采用电流表外接,电路如图;
(4)[4]实物连接如图;
(5)[5][6]电压表读数1.20V,电流表读数0.50A。
[7]根据
解得
带入数据解得
12.(23-24高二上·山西太原·期中)用电流表和电压表测一根长为的电阻丝(阻值约为)的电阻率,要求测量的数据从零开始变化,其中电流表内阻,电压表的内阻。
(1)请补全图中实验电路。( )
(2)用螺旋测微器测金属丝的直径d,读数为________。
(3)已测得电压为,电流为,则电阻丝的电阻率________。(用题中所给出的字母表示)
【答案】 见解析 3.204/3.205/3.206
【详解】(1)[1] 要求测量的数据从零开始变化,滑动变阻器采用分压接法,实验电路如图所示
(2)[2] 螺旋测微器测读数为
(3)[3] 由欧姆定律得
由电阻定律得
其中
整理得
13.(23-24高二上·山西太原·期中)实验室有一电流表,铭牌上参数已经模糊,现需要测量其实际内阻,可供选择的器材如下:
A.待测电流表A1(量程,内阻约),示数为
B.电流表A2(量程,内阻约60Ω),示数为
C.定值电阻
D.滑动变阻器
E.干电池(,内阻不计)
F.电键及导线若干
(1)选择合适的器材画出实验电路图,并在器材旁边标上相应的字母符号;( )
(2)写出待测电流表内阻的表达式________。(用题目中器材的示数和字母符号表示)
【答案】 见解析
【详解】(1)[1]采用电流表的分流法:让待测电流表A1与定值电阻R1并联,再与电流表A2串联,这样I2-I1就是流过定值电阻的电流,从而可以求出定值电阻两端的电压,也就是待测电流表两端的电压,这样就可以求出待测电流表的内电阻。为了多测几组数据,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(2)[2]流过定值电阻的电流
定值电阻两端的电压
这个电压也是待测电流表两端的电压,因此待测电流表的内阻
14.(23-24高二上·宁夏固原第二中学·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量其长度,由图可知其长度为______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径为______mm。
(3)若本实验中,测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为Rx,则该金属丝的电阻率的计算式为ρ=______。
【答案】 18.80 2.150/2.151/2.149
【详解】(1)[1]游标卡尺主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺示数。游标卡尺是20分度的,游标卡尺的精度是0.05mm,由图示游标卡尺可知,金属丝的长度
L=18mm+16×0.05mm=18.80mm
(2)[2]螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。由图示螺旋测微器可知,金属丝的直径
D=2mm+15.0×0.01mm=2.150mm
(3)[3]由电阻定律
可得
15.(24-25高二上·青海西宁第十四中学·期中)利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω,电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。
(1)电路连接如图所示。(已知电源的电动势为6 V,滑动变阻器的阻值为0~20Ω)。
(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示,电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U=________V,流过金属丝的电流=________A,金属丝的长度L=_______m,金属丝的直径d=________m。
(3)若通过测量可知,金属丝的长度为L,直径为d,通过金属丝的电流为I,对应金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=__________。(用题目所给字母和通用数学符号表示)
【答案】 2.20 0.44 0.3050
【详解】[1]结合图丙可知,电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,读数需估读到0.01V,则电压表读数
[2]结合图丙可知,电流表量程为0.6A,最小刻度为0.02A,读数需估读到0.01A,则电流表读数
[3]图乙可知刻度尺最小刻度为0.1cm,读数需故读到0.01cm,故金属丝的长度
[4]螺旋测微器精度为0.01mm,金属丝的直径
[5]依题意电阻为
又因为电阻
联立以上解得
16.(24-25高二上·陕西咸阳礼泉县·期中)某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:地 城
考点02
练习使用多用表
(1)经过机械调零后,将多用电表挡位调到电阻挡“×100”,再将红表笔和黑表笔短接,使指针指到电阻的零刻度,然后将图甲中多用电表的红表笔和_________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(2)测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过大,需要将多用电表挡位调到电阻________(选填“×10”或“×1k”)挡。换挡后经过欧姆调零再次测量,多用电表指针指示的位置如图乙所示,由此可以得到毫安表的内阻为_______。
(3)如果需要改成量程为3V的电压表,需要_________联_________的电阻。
【答案】(1)2
(2) ×10 120
(3) 串 1380
【详解】(1)根据“红进黑出”可知,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,则将图甲中多用电表的红表笔和2端相连,黑表笔连接另一端。
(2)[1]测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过大,说明被测电阻阻值较小,倍率选择较大,需要将多用电表挡位调到电阻×10挡;
[2]如图乙所示,毫安表的内阻为
(3)[1][2]如果需要改成量程为3V的电压表,需要串联一个电阻,则根据欧姆定律可知应串联电阻的阻值为
17.(24-25高二上·陕西汉中·期中)(1)某实验小组在实验室练习使用多用电表测电阻。多用电表表盘如图甲所示,某同学在完成机械调零后,准备测电阻,他进行如下操作,请完成以下实验步骤:
①将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
②将红、黑表笔短接,旋动___________(选填“S”或“T”),使指针对准电阻挡的___________(选填“0”或“∞”)刻线。
③将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。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___________(填字母序号)的顺序进行操作。
A.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
C.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
D.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
④正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为___________Ω。
(2)如图丙所示是一电流表内部的电路设计,其中G满偏电流为3mA,内阻Rg=11Ω,R1=15Ω,R3=0.10Ω,但R2已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前R2=___________Ω。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) T 0 CBA 2400
(2)0.026
【详解】(1)[1][2]欧姆调零时应将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置后,将红、黑表笔短接,旋动T,使指针对准欧姆表的“0”刻度,电流的满偏电流刻线;
[3]将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应换大倍率重新进行测量,更换倍率,应重新进行欧姆调零,即将K旋转到电阻挡“×100”的位置,将两表笔短接,旋动T,对电表进行欧姆调零,再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,故正确的操作顺序为CBA;
[4]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,则所测电阻阻值为
(2)由于电流表量程为3A,则
代入数据解得
18.(24-25高二上·陕西西安第八十五中学·期中)某兴趣小组对市场中销售的电线合格率进行调查,他们对电线的电阻率进行测量。操作如下:
(1)在测金属丝直径时螺旋测微器示数如图甲所示,则该金属丝的直径________mm。
(2)利用多用电表测电阻的电压时,黑表笔应接图乙中的________(填“M”或“N”)点。
(3)该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡,在进行了正确的连接后,测量时发现指针偏转角度太小,不方便读数,该同学应将欧姆挡的开关拨至________(填“×10”或“×1k”)挡。最后欧姆表的示数如图丙所示,示数为________Ω。
【答案】(1)0.735
(2)M
(3) ×1k 30000
【详解】(1)该金属丝的直径0.5mm+0.01mm×23.5=0.735mm
(2)利用多用电表测电阻的电压时,因红表笔电势高,则黑表笔应接图乙中的M点。
(3)[1]该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡,在进行了正确的连接后,测量时发现指针偏转角度太小,说明倍率挡选择的过小,该同学应将欧姆挡的开关拨至 “×1k”挡。
[2]最后欧姆表的示数30×1000Ω=30000Ω。
19.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
①先机械调零,旋动部件________,(填S或T)使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,(填S或T)使指针对准电阻的________(填“0”刻线或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏太偏左,没达到中央区域,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。(选四个并排序)
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”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,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
E.测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图乙为正在测量中的多用电表表盘,如果选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为________Ω;如果选择开关在直流电压“2.5V”挡,则读数为________V。
【答案】 S T “0”刻线 ADCE 15000 1.25
【详解】(1)①[1]先机械调零,旋动机械调零旋钮S,使指针对准电流的“0”刻线。
③[2][3]将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件T进行欧姆调零,使指针对准电阻的“0”刻线。
④[4]将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转太偏左,说明待测电阻太大,应换大挡位,重新进行欧姆调零,进行测量,测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡,所以操作顺序为ADCE。
(2)[5][6]选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为
选择开关在直流电压“2.5V”挡,中间表盘最小刻度值为0.05V,读数为1.25V。
20.(23-24高二上·陕西渭南尚德中学·期中)某同学学习多用电表的使用后,想用多用表粗测铅笔笔芯的电阻。用×10欧姆挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很大,为了较准确地进行测量,应换到______挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是_____(选填“机械”或“欧姆”)调零,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该铅笔芯的阻值是______Ω。
【答案】 ×1 欧姆 28
【详解】[1]选欧姆挡测电阻时指针偏转角度很大,说明所选倍率太大,应选用更低倍率挡×1Ω,使指针尽可能偏转到表盘的中间位置附近,该位置附近有较高的精度。
[2]欧姆挡每换一次倍率,需重新进行调零。
[3]该电阻的阻值
21.(23-24高二上·陕西渭南杜桥中学·期中)在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器,要求具有电阻温度系数低,电阻率大,耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验,其操作如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示,可知其长度为___________mm;
(2)用螺旋测微器测出其直径d如图2所示,则d=___________mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为___________Ω。
(4)为了更加准确地测出该圆柱体的电阻,除了导线和开关外,有以下一些器材可选择:
A.电源E(电动势6V、内阻可忽略不计)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~20mA,内阻约200Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.待测电阻
G.滑动变阻器(0~10 kΩ,允许最大电流2.0A)
H.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
I.电键S和导线若干
其中电流表选择___________。电压表选择___________。滑动变阻器选___________(填前面对应的序号)在答题卡上的方框中画出实验电路并标出所选实验器材的代号。( )
(5)若测得金属丝的长度为L,直径为d,电压表示数为U,电流表示数为I,不考虑电流表和电压表内阻的影响,则金属丝的电阻率___________。
【答案】 42.40 6.714/6.713/6.715 150 C D H 见解析
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知长度为
(2)[2]螺旋测微器的精确值为,由图可知直径为
(3)[3]用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为
(4)[4][5][6][7]电源电动势为6V,为减小读数误差,电压表应选择D,则通过待测电阻的最大电流约为
则电流表应选择C;为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法,所以滑动变阻器选择阻值较小的H;待测电阻阻值约为150,电流表内阻约为200,电压表内阻约为3000,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,则电路图如图所示
(5)[8]根据电阻定律可得
又
,
联立可得金属丝的电阻率为
22.(23-24高二上·陕西西安周至县第六中学·期中)某中学实验小组成员在应用多用电表测电阻实验。如图为一多用电表的表盘,其中表盘上的三个重要部件分别用三个字母A、B、C标记了出来然后在测量电阻时操作过程如下:
①在测量电阻以前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件______,使多用电表的指针指在表盘最______(填“左”或“右”)端的零刻度线位置;
②然后同学将旋钮C调节到“”的挡位;
③将红表笔插到______(“+”或“-”)孔,将两表笔短接,调节部件______,使多用电表的指针指在表盘最______(填“左”或“右”)端的零刻度线位置。
【答案】 A 左 + B 右
【详解】①[1] [2]机械调零,要调节部件A,使多用电表的指针指在表盘最左端的零刻度线位置。
③ [3][4] [5]将红表笔插到+孔,将两表笔短接,调节部件欧姆调零旋钮B,使多用电表的指针指在表盘最右端的零刻度线位置。
23.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)某同学要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率,实验步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为L=_______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径________mm;
(3)某同学先用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,发现指针偏转角度很小,则应将选择开关旋转到________挡(选填“×100”或“×1”)并进行欧姆调零,再次进行测量时,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为________。
【答案】 50.15 4.700/4.699/4.701 ×100 1200
【详解】(1)[1]游标卡尺主尺读数为精确度为50mm,游标尺的最小分度值为0.05mm,读数为3×0.05mm,故长度为:50mm+3×0.05mm=50.15mm;
(2)[2]螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm,可动刻度最小分度值为0.01mm,读数为20.0×0.01mm,故直径为:4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm;
(3)[3][4]用多用表“×10”倍率的电阻挡测量该圆柱体的电阻时,发现指针偏角过小,说明被测电阻阻值较大,此时需换用大倍率,故换“×100”挡;重新进行欧姆调零后进行测量;由图丙所受可知,电阻阻值为:12×100Ω=1200Ω;
24.(24-25高二上·山西运城·期中)实验室用下列方法测量一均匀金属圆柱体的电阻率,其长度为,阻值约为。
(1)首先用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,由图可知其直径______。
(2)用如图乙所示的多用电表测其电阻,关于该多用电表的使用,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.使用前若指针未指在左侧零刻度,需要调节图中T旋钮使指针指到零刻度
B.测量该电阻时,应将K旋钮调至位置
C.将红、黑表笔短接,调节图中旋钮使电表指针对准电阻的“0”刻线
D.若用电流挡测电流时,红表笔应接在电路中电势较低的位置
(3)正确操作后,指针位置如图丙所示,则该金属圆柱体电阻_____。
(4)该金属圆柱体的电阻率可表示为_____。(用题中所给或测量的物理量的符号表示)
【答案】(1)3.748/3.749/3.750/3.751/3.752
(2)B
(3)188/189/190/191/192
(4)
【详解】(1)螺旋测微器的读数为
(2)A.使用前若指针未指在零刻度,需要调节“指针定位螺丝”,即图中旋钮使指针指到零刻度,故A错误;
B.第二步要进行欧姆选挡,根据欧姆表的中值刻度和被测电阻的大小,可确定应选挡位,故B正确;
C.将红、黑表笔短接,调节图中旋钮使电表指针对准电阻的“0”刻线,故C错误;
D.多用电表测量时电流应从红表笔进黑表笔出,测电流时红表笔应接在电路中电势较高的位置,故D错误。
故选B。
(3)由表盘指针位置可读得电阻为
(4)由电阻公式
可得电阻率
25.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)为探究一段长度为10.00cm的圆柱形合金棒材料的电阻率,实验小组进行了如下操作:
(1)用欧姆表粗测合金棒的阻值时,下列操作的合理顺序是__________。
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
D.将红、黑表笔与合金棒两端接触,欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示
为减小测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡__________(填“×1”或“×100”)位置,重新调节、测量后指针位置如图甲中实线所示。
(2)为较准确地测量该合金棒的阻值,小组同学设计了图乙所示的电路,可选用的器材如下:
电流表A1(量程0∼0.1A,内阻约0.5Ω)
电流表A2(量程0∼0.5A,内阻约0.1Ω)
电压表V1(量程0∼3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0∼15V,内阻约50kΩ)
滑动变阻器R1(0∼10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0∼1000Ω,额定电流0.5A)
电源(电动势为4.5V,内阻不计)
①图乙中A应选用__________;B应选用__________;C应选用__________。(填写器材的符号)
②实验中,当电压表示数为1.12V时,电流表的示数为0.16A;调节滑动变阻器,当电压表示数为2.38V时,电流表的示数为0.35A,则合金棒的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)。
③用螺旋测微器测合金棒的直径,读数如图丙所示,则合金棒的直径d=__________mm。
④该合金材料的电阻率ρ=__________Ω·m(保留两位有效数字)。
【答案】(1) CABD ×1
(2) V1 A2 R1 6.6 0.396 8.1×10-6
【详解】(1)[1]用欧姆表粗测合金棒的阻值时,应先选择挡位,即将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置,然后进行欧姆调零,即将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆,然后将红、黑表笔与合金棒两端接触,故正确的操作顺序为CABD;
[2]若指针偏转角度过大,说明待测电阻阻值较小,所以应换小倍率重新进行测量,即应将选择开关旋转到“×1”挡位。
(2)[1][2][3]由于电源电动势为4.5V,所以电压表应选择量程较小的V1,待测电阻阻值约为几欧,所以流过待测电阻的电流大于0.1A,所以电流表应选择A2,滑动变阻器采用分压接法,应选用阻值较小的滑动变阻器,即选R1;
[4]合金棒的阻值为
[5]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[6]根据电阻定律
所以该合金材料的电阻率
26.(23-24高二上·山西大同·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学先用多用电表粗测金属丝的电阻范围,再用伏安法测出金属丝的精确电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。用米尺测得金属丝的长度L=1.0m。
(1)用多用电表粗测该金属丝的电阻时,下列步骤的正确顺序是____________(填序号)。若读数如图所示,则该金属丝电阻为________Ω。
A.红、黑表笔接触待测电阻前,用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指向“0”;
B.将红表笔和黑表笔接触;
C.把选择开关旋转到“×1”的位置;
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。
(2)用螺旋测微器测量金属丝直径时读数如图所示,则直径D为________mm。
(3)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测金属丝外,还有以下实验器材:
A.直流电源: 电动势约4.5V, 内阻很小
B.电压表 V∶ 量程0~3V, 内阻约为3kΩ
C.电流表 A₁∶ 量程0~0.6A, 内阻约为0.125Ω
D.电流表 A₂∶ 量程0~3.0A, 内阻约为0.025Ω
E.滑动变阻器R:最大阻值20Ω
F.开关、导线若干
在可供选择的器材中, 电流表应该选_______(填器材前的字母标号), 若电流表和电压表的读数分别为I、U, 则电阻率的测量值ρ=________(用题中所给物理量表示)。
【答案】 ACBD 7/7.0 1.401/1.402/1.403/1.404 C
【详解】(1)[1][2]用多用电表粗测该金属丝的电阻时,首先红、黑表笔接触待测电阻前,用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指向“0”;然后把选择开关旋转到“×1”的位置,两表笔短接进行欧姆调零;故正确的顺序是:ACBD;
该金属丝电阻为7.0Ω。
(2)[3]用螺旋测微器测量金属丝直径D为1mm+0.01mm×40.2=1.402mm。
(3)[4]电路中的最大电流不超过0.6A,则电流表应该选C;
[5]若电流表和电压表的读数分别为I、U, 则
解得电阻率的测量值
27.(23-24高二上·山西运城·期中)如图甲所示是用多用电表的直流电压挡(0~50 V)、电阻挡(×10)分别测量电压、电阻时指针的指示情况。如图乙所示为某指针式多用电表测电阻的原理图,电源电压为 E,电流计可以测量的最大电流为Iₘ,将红、黑表笔直接接触,调节 R₀使电流计的示数达到最大,回答下列问题:
(1)对甲图,读出所测得的两个数据分别为_________V 和_________Ω(均保留三位有效数字)。
(2)对乙图,虚线框内的总电阻值为________(用题中所给字母表示)。
(3)对乙图,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻 Rx,电流计的示数变为原来的一半,则Rx的功率为___________(用题中所给字母表示)。
【答案】 27.0 /27.1/27.2 120
【详解】(1)[1][2]对甲图,若用多用电表的直流电压挡(0~50 V),最小刻度值是0.1V。读出所测得的两个数据分别为 27.0 V 和 120 Ω。
(2)[3]对乙图,由闭合电路欧姆定律可得虚线框内的总电阻值为
(3)[4]对乙图,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为原来的一半,由由闭合电路欧姆定律可得
综合解得
则Rx的功率为
28.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)(1)如图多用电表的表盘,若测的是直流电流,用的是100mA的量程,指针所示电流值为______mA;若测的是直流电压,用的是25V量程,则指针所示的电压值为______V;
(2)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为______mm。
(3)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则______mm。
【答案】(1) 47 11.8
(2)0.696
(3)30.00
【详解】(1)[1]选用量程为100mA的电流挡,由图示表盘可知,其分度值为2mA,指针指在刻度23.5处,所以读数为47mA;
[2]选用量程为25V的电压挡,由图示表盘可知,其分度值为0.5V,指针指在刻度23.5处,读数为11.8V。
(2)金属丝的直径为
(3)游标卡尺的读数为
29.(23-24高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关C和两个部件A、B。请根据下列步骤完成电阻测量:
(1)旋动部件___________,使指针对准电流的“0”刻线;
(2)将C旋转到电阻挡“×100”的位置;
(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件___________,使指针对准电阻的___________ (填“0刻线”或“∞刻线”);
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,将C旋转到电阻挡___________的位置;
(5)如图是多用表电阻挡内部电路示意图。其中A表笔为___________表笔;若该欧姆表原来的电池电动势为1.5V、内阻为1Ω,现给该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,欧姆表的内阻将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);调零后测量第(4)问电阻的阻值,与原来相比其测量结果___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 A B 0刻线 ×1k 红 不变 不变
【详解】(1)[1]电表使用前要旋转机械调零旋钮即部件A进行机械调零,使指针对准电流的0刻线;
(3)[2][3]将插入“十“、“-“插孔的表笔短接,旋动欧姆调零旋钮即部件B,使指针对准电阻的0刻线。
(4)[4]将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针示数过小,说明所选倍率太小,为了得到比较准确的测量结果,应换用大挡进行测量,为了得到比较准确的测量结果,应将C旋转到电阻挡的×1k。
(5)[5]多用电表要求电流从红表笔入,所以A表笔为红表笔。
[6][7]欧姆表内阻为
由于E和不变,所以若该欧姆表原来的电池电动势为1.5V、内阻为1Ω,现给该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,欧姆表的内阻将不变。并且调零后测量第(4)问电阻的阻值,与原来相比其测量结果不变,因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。
30.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有:地 城
考点03
测量电源电动势和内阻
A.电压表V:0~3V,0~15V
B.电流表A:0~0.6A,0~3A
C.滑动变阻器:(,1A)
D.滑动变阻器:(,0.1A)
E.开关S和导线若干
(1)实验中电流表应选用的量程为______(选填“0~0.6A”或“0~3A”);滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。
(2)实验测得的6组数据已在图像中标出,如图所示。请你根据数据点位置完成图线____,并由图线求出该电池的电动势______V,内阻______。
【答案】(1) 0~0.6A
(2) 1.5 0.50
【详解】(1)[1][2] 由图像的数据可知电压在1.5V以内,电流在0.6A以内,则实验中电流表应选用的量程为0~0.6A;干电池内阻较小,滑动变阻器采用限流连接,应选用最大阻值较小的。
(2)[1][2][3]由实验得到的数据作图
由闭合电路欧姆定律得
U=−Ir+E
在U-I图线中,纵轴截距表示电池的电动势,因此可得电池的电动势为1.5V;
斜率的大小表示电池的内阻,电池的内阻为
=0.50Ω
31.(23-24高二上·宁夏银川育才中学·期中)(1)某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
①甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流50mA挡,则示数为______mA;若所选挡位为“×10Ω”挡,则示数为______Ω。
②乙同学用该表正确测量了一个约150Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在测量这个电阻之前,请选择以下必须的操作步骤,其合理的顺序是______(填字母代号)。
A.将红表笔和黑表笔短接
B.把选择开关旋转到“×100Ω”挡
C.把选择开关旋转到“×1Ω”挡
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(2)在测量电源电动势和内电阻的实验中,有电压表V(量程为3V,内阻约3kΩ);电流表A(量程为0.6A,内阻约为0.70Ω);滑动变阻器R(10Ω,2A)。为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。
①在实验中测得多组电压和电流值,得到如图所示的U-I图线,由图可得该电源电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果保留两位有效数字)
②一位同学对以上实验进行了误差分析。其中正确的是______。
A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值
【答案】 24.0 160 CAD 1.5 1.0 AC/CA
【详解】(1)①[1][2]根据多用电表读数规则,若所选挡位为直流50mA挡,则示数为。若所选挡位为“×10Ω”挡,则示数为
②[3]乙同学用欧姆表正确测量了一个约150Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻,待测电阻变小需要换到“×1”挡,然后将红表笔和黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点,故合理的顺序是CAD。
(2)①[4][5]根据闭合电路欧姆定律及其图像含义可知电源电动势为图线的纵轴截距
电源内阻为图线的斜率
②[6]AB.由题中所给电路图可知,相对于电源来说电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,流过电源的电流大于电流表示数,电压表分流造成了系统误差,故A正确,B错误;
CD.相对于电源来说,电流表采用外接法,由于电压表分流作用,电流测量值小于真实值,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图象如图所示
由图象可知,电动势的测量值小于真实值,电源内阻的测量值小于真实值,故C正确,D错误。
故选AC。
32.(23-24高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差。实验室提供的器材有:旧干电池一节(电动势约1.5V,内阻约1)
电压表V(量程3V,内阻约3),电流表A(量程0.6A,内阻约1)
滑动变阻器R(最大阻值为20),开关一个,导线若干。
(1)应该选择的实验电路是图中的___________(选填“甲”或“乙”);
(2)根据所选电路图,用笔画线代替导线,请在图丙中完成实物图的连接______;
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据画出了图线,如图丁所示。由图线可以得出此干电池的电动势E=___________V,内阻r=___________(结果均保留3位有效数字);
(4)该实验由于系统误差导致电动势测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”),内阻测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】 甲 1.47 1.34 偏小 偏小
【详解】(1)[1]电源内阻较小,接近电流表内阻,为了减小实验误差,所以采用电流表相对于电源外接,故选图甲。
(2)[2]根据图甲连接实物图如下图所示
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图可得,电源电动势即为图的纵截距,即
内阻为图的斜率绝对值,即
(4)[5]由上分析可知,电源电动势的测量值等于的纵截距,即断路时,电压表测得的是电源两端的电压,由于此时有微弱电流通过电压表,且电源有内阻,故这个值小于电源的电动势,即电源电动势的测量值偏小。
[6]用图甲电路测量电源内阻相当于电流表的外接法,由于电压表分流的作用,所以内阻的测量值小于真实值,即电源内阻的测量值偏小。
33.(24-25高二上·陕西西安临潼区华清中学·期中)小明同学想较准确测量某电池的电动势和内阻。他查阅资料得知此电池的电动势约、内阻约除待测电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电压表(量程3V,内阻约)
B.电流表(量程2mA,内阻约为)
C.滑动变阻器(阻值)
D.滑动变阻器(阻值)
(1)小明设计了如图所示的电路,实验中滑动变阻器应选______(选填“”或“”)
(2)正确连接电路后,闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片,测出多组 U、I值,记入下表。
U/V
1.11
1.05
0.88
0.72
0.56
I/mA
0.30
0.40
0.60
0.80
1.00
根据记录表中的实验数据在坐标中作出图像______,由图像可得出该电池的电动势为__________ V,内阻为______(得出的结果均保留三位有效数字)。
(3)上述实验电池内阻的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”真实值)。
【答案】(1)
(2) 见解析 1.35 792
(3)大于
【详解】(1)因为电池的内阻约,由题图甲可知滑动变阻器为限流式接法,而的阻值太小,基本起不到调节电流作用,故实验中滑动变阻器应选;
(2)[1]根据表格描点连线如图所示
[2][3]由闭合电路欧姆定律得
结合所作图像可得该电池的电动势为
内阻为
(3)若考虑电流表内阻,由闭合电路欧姆定律得
可知图像的斜率绝对值为
可知实验电池内阻的测量值大于真实值。
34.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)某研究小组在课堂上学习水果电池后,决定自制一个苹果电池并测量其内阻和电动势。他们根据资料教程将铜片和锌片插入苹果中,组成一个苹果电池。实验前,研究小组同学通过上网查阅相关资料了解到苹果电池的电动势一般在左右,内阻在左右。除了苹果电池外,实验室还提供了以下可供选择的器材:
A.电流表(量程为,内阻为)
B.电流表(量程为,内阻为)
C.电压表(量程为,内阻约为)
D.滑动变阻器(阻值为)
E.电阻箱(阻值为)
F.多用电表
G.开关一个,导线若干
(1)实验前,实验小组想预测一下苹果电池的内阻,他们用调好的多用电表欧姆“”挡来进行测量,这么做是否合适?请说明理由____。
(2)实验中电流表应选择________(填“A”或“B”),根据提供的实验器材,该小组设计了如图所示的四种电路方案,其中________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图的方案最好。
(3)实验小组操作正确,记录下几组电压表和电流表的示数,并在坐标系内描出电压表示数和对应的电流表示数的点,画一条直线使大多数点分布在直线两侧,如图所示,则该苹果电池的电动势________,内阻________。(均保留3位有效数字)
【答案】(1)不合适
(2) B 丁
(3) 0.918(0.870~0.930) 409(360∼460)
【详解】(1)不合适,因为苹果电池为电源,欧姆表不能直接测量其内阻;
(2)[1]若整个电路只有苹果电池,则电流最大值为。
故选B。
[2]由于苹果电池内阻偏大,而电压表电阻未知,故不能用甲、丙,又滑动变阻器的电阻太小,故乙不能选,故丁最符合要求。
故选丁。
(3)[1][2]直线斜率的绝对值为苹果电池的内阻与电流表内阻之和,则苹果电池的内阻约为;根据
取直线上某一数据计算得出电动势约为
35.(24-25高二上·陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组(内阻约为1000Ω),为了准确测量该电池组的电动势和内阻,该小组设计的实验电路如图乙所示。实验室提供的器材如下:
A.电流表A(0~5mA,内阻为25Ω)
B.电压表V1(0~3V,内阻约为1000Ω)
C. 滑动变阻器R1(0~1500Ω)
D.滑动变阻器R2(0~10Ω)
E. 开关、导线各若干
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”);
(2)考虑电流表内阻RA的影响,U、I与E、r满足的关系式为__________________;
(3)正确连接电路后,调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据,作出图像如图丙所示。根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=________V,内电阻r=________kΩ。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)R1
(2)
(3) 2.27/2.26/2.28 1.08/1.09
【详解】(1)由于水果电池组的内阻约为1000Ω,为了使电压表示数变化明显,实验中滑动变阻器应选阻值与内阻相接近的R1。
(2)由电路图,根据闭合电路欧姆定律可得
则有
(3)[1]根据
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
[2]图像的斜率绝对值为
可得内电阻为
36.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)某实验小组用伏安法测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r。
(1)实验时,可选电流表的内阻大小未知,则为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选用的实验原理电路是图中的________(填“甲”或“乙”)。
(2)除备有被测电池、开关和导线若干外,下列仪器中,电流表应选用________,电压表应选用________,(均填仪器前面的字母)
A.电流表(量程0~0.6A) B.电流表(量程0~3A)
C.电压表(量程0~3V,内阻未知) D.电压表(量程0~15V,内阻未知)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
(3)连接电路后,由大到小调节R的阻值,得到多组测量数据,描点画出U-I图像如图丙所示。由U-I图像可得,电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(保留三位有效数字)
【答案】 甲 A C 2.90 2.48
【详解】(1)[1] 实验时,可选电流表的内阻大小未知,而电流表内阻与电源内阻相差不大,所以分压比较明显,为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选择电路是图中的甲。
(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V,两节电动势约3V,所以电压表应选择C。回路电流较小,所以电流表选择A。
(3)[4][5] 根据
U=E-Ir
以及U-I图可知,电源的电动势为
E=2.90V
内电阻为
37.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)某实验小组的同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:废旧电池组:电动势E约为5V,内阻约为7Ω;电压表V:量程为0~3V,内阻r1为9kΩ;电流表A:量程为0~0.6A,内阻r2约为10Ω;滑动变阻器R:最大阻值30Ω;电阻箱:阻值0~9999.9Ω;开关S,导线若干。
(1)由于电压表量程太小,实验小组利用电压表和电阻箱改装了一个0~5V的电压表(表盘刻度未改),则电阻箱接入电路的阻值应为_______;
(2)该实验小组的同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的U-I图线(U为电压表V的示数,I为电流表A的示数),则电源的电动势E=___V,内阻r=___Ω(结果保留两位小数)。
【答案】 6 5.00 6.67
【详解】(1)[1]把量程为3V的电压表改装成量程是5V的电压表需要串联分压电阻,串联电阻分压是2V,电压表两端电压是分压电阻电压的1.5倍,由串联电路特点可知,串联电阻阻值为电压表内阻的,串联电阻阻值
(2)[2][3]改装后电压表量程是原电压表量程的倍,电压表示数为U时,路端电压为,根据闭合电路欧姆定律可知:路端电压
整理得
由图乙所示图像可知,图像的纵轴截距
图像斜率的绝对值
解得
38.(24-25高二上·山西阳泉三校联考·期中)用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻,有如图乙所示的电路,测得多组数据,把它们标在丙图的坐标纸上,并作出路端电压U与干路电流I间的关系(U-I)图像。
(1)由丙图的图像可知,电源的电动势E=______V,内电阻r=________Ω。(结果均保留两位有效数字)
(2)如果做实验时,实验室没有合适量程的电表,需要进行改装,以下电表改装正确的是_______。(多选)
A.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表
C.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D.将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
【答案】(1) 1.5 1.0
(2)AB
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
可知图像的纵截距表示电源的电动势,则有
图像的斜率绝对值表示电源内阻,则有
(2)AC.将电流表改装成电压表,需串联电阻,根据电压表改装原理可得
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表,故A正确,C错误;
B.根据电流表改装原理
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表,故B正确;
D.根据电压表改装原理
则将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为15V的电压表,故D错误。
故选AB。
39.(24-25高二上·山西运城·期中)现有两组同学要测定一节干电池的电动势和内阻。
(1)第一组采用图甲所示电路,小组成员经过多次测量,记录了多组电流表示数和电压表示数,并在图中画出了图像,如图乙所示。
①为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(填字母)。
A.电流表,电压表
B.电流表,电压表
C.电流表,电压表
D.电流表,电压表
②根据图像可知,此干电池的电动势的测量值______V,内阻的测量值______Ω。(均保留小数点后两位)
(2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图丙所示的电路,完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数和电阻箱示数,通过研究图像的信息,得到电动势测量值,与内阻测量值,关于两组测量值的关系正确的是______(填字母)。
A. B. C. D.
②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,以电阻箱读数为横坐标、电流表读数的倒数为纵坐标绘制图像。图中实线代表忽略电流表内阻的情况,虚线代表不忽略电流表内阻的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是______(填字母)。
A.B. C. D.
【答案】(1) D 1.48 0.80(0.78~0.82)
(2) C D
【详解】(1)[1]电动势约1.5V,电压表选择0~3V即可,根据题中描绘的图像可知,电流表的量程选用0~0.6A即可.
故选D;
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
结合图线有
图像的斜率的绝对值为内阻,则有
(2)[1]第一组采用的电路中将滑动变阻器的分流作为干路电流,实际测量的是电源和电压表并联组成的等效电源的电动势与内阻,使得测量值都偏小;第二组采用的电路中将电阻箱的分压作为路端电压,实际测量的是电源和电流表串联组成的等效电源的电动势和内阻,测得的电动势即为电动势真实值,测得的内阻也是电源内阻和电流表内阻之和,所以测量的内阻偏大,即有
,
故选C;
[2]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
电动势测量值与真实值相等,图像的斜率不变,而虚线中电流表内阻不可忽略,内阻测量偏大,图线与纵轴的截距变大。
故选D。
40.(23-24高二上·山西吕梁·期中)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表A1:量程=100mA,内阻=4Ω
C.电流表A2:量程=200mA,内阻=2Ω
D.定值电阻R1=1Ω
E.定值电阻R2=2Ω
F.定值电阻R3=13Ω
G.滑动变阻器R(0~10Ω)
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表A₂改装成量程为3V的电压表,将电流表。量程扩大为0.5A,另定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a___________;b___________;c___________(均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。( )
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表A1,A2的示数,作出了I2-I1图像如图丙所示,则电池组电动势E0=___________V;内阻=___________Ω(小数点后均保留两位)
(4)用本实验电路进行测量,仅从系统误差方面分析,电动势及内阻的测量值均___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】 F D E 2.91 1.35 等于
【详解】(1)[1]将电流表A2改装成3V电压表,则有
=3V
解得
=13Ω
即A2与定值电阻a串联,故a应选R3;
[2]电流表A1量程扩大到0.5A,扩大倍数
并联电阻
=1Ω
解得
=1Ω
故b应选R1;
[3]保护电阻c应选R2。
(2)实物连线如图所示。
(3)[5][6]扩大量程后电压表内阻
=15Ω
电流表内阻
=0.8Ω
由闭合电路欧姆定律,有
即
得
=2.91V,,=1.35Ω。
(4)[7]用本实验电路测量,测量电动势和内阻测量值与真实值相等。
41.(23-24高二上·山西运城·期中)某实验小组用如图甲所示的电路来测量未知电阻以及电源的内阻。实验步骤如下:
①将单刀双掷开关与 2 连接,读取电流表的读数;
②将单刀双掷开关与1 连接,调节电阻箱的阻值,直到电流表的读数为;
③读取电阻箱的读数;
④保持电阻箱的阻值仍为,再用一根导线将 1、2连接,稳定后发现电流表的读数为。 已知电流表的内阻为,回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线将图乙中的器材参照图甲连接起来____________。
(2)本实验测得电阻的阻值为_________,采用的方法为_________(选填“半偏法”、“伏伏法”或“等效替代法”)。
(3)本实验可得电源的内阻_________。
【答案】 等效替代法
【详解】(1)[1]用笔画线代替导线将图乙中的器材连接如下
(2)[2][3]根据题意有
可知本实验测得电阻 R 的阻值为,采用的方法为等效替代法。
(3)[4]由闭合电路欧姆定律可得
联立解得电源的内阻为
42.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)利用图甲的电路观察电容器的充电和放电现象,已知电源电压为3V。地 城
考点04
其他电学实验
(1)实验中,先将开关S打到__________(填“1”或“2”)位置,对电容器进行充电。稳定后将开关打到__________(填“1”或“2”)位置,电容器放电。在放电过程中,通过电流传感器的电流方向为__________(填“从上往下”或“从下往上”)。
(2)放电过程中,电流传感器显示出放电过程的I-t图像如图乙所示,则电容器的电容约为__________F(保留3位有效数字)。
【答案】(1) 1 2 从上往下
(2)
【详解】(1)[1]实验操作过程如下:先将开关S打到1,与电源连接,对电容器进行充电。[2][3]充电完毕后,将开关打到2,与定值电阻连接,电容器进行放电。在放电过程中,由于电容器上极板带正电,经过电流传感器的电流方向为从上往下。
(2)根据图乙中图像与横轴围成的面积表示充电过程释放的电量,图中所围面积大约有63个小方格,则充电过程释放的电量约为
已知电源的输出电压为3V,根据
可得该电容器的电容约为
43.(23-24高二上·山西晋中博雅培文实验学校·期中)如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接时________(选填“1”或“2”)平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时_____(选择“相同”或“相反”),此过程中电容器的电容将________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如乙图所示,由图可估算出电容器开始放电时所带的电荷量为3.2×10-3 C,并计算电容器的电容C=______F(均保留两位有效数字)。
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与横轴所围成的面积将__________________(填“增大”“不变”或“变小”).
【答案】 2 相反 不变 不变
【详解】(1)[1]根据题意,由图甲可知,电容器放电时接电阻,则开关接2。
[2]电容器充电时,上极板接电源正极,则电容器上极板带正电,正电荷流入上极板,放电时,正电荷从上极板流出,则流经表的电流方向与充电时相反。
[3]根据公式可知,电容器的电容与电容器极板上的电荷量和极板间电压无关,由电容器本身所决定,则此过程中电容器的电容将不变。
(2)[4]电容器放电时,根据公式可知,在图像中,图线与横轴围成的面积表示通过电荷量的多少,由图乙可知,每一个小格的面积表示通过的电荷量为
由图乙可知,图线与横轴围成的面积为40个小格,则电容器开始放电时所带的电荷量
[5]根据题意及图甲可知,电容器充电结束时,两极板间电压为,则电容器的电容为
(3)[6]根据可知,如果不改变电路其他参数,只减小电阻,极板上的电荷量不变,则图像中,图线与横轴围成面积不变。
44.(24-25高二上·陕西部分高中·期中)钱同学观察电容器的充、放电现象的实验装置如图甲所示,实验中用到的电流传感器可以像电流表一样测量电流,并且可以和计算机相连,显示出电流随时间变化的图像。
(1)先将开关S接1,电容器充电完成后电容器上极板带______(填“正”或“负”)电。
(2)然后把开关S接2,电容器放电,计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系如图乙所示,已知图乙中图像与坐标轴所围图形的面积约为35个方格,分析图像可知,每一方格代表的电荷量为______C;已知放电前电容器两极板间的电压为5V,则电容器的电容为______F。
【答案】(1)正
(2)
【详解】(1)将开关S接1,电容器充电,电容器上极板与电源正极相连,因此充电完成后电容器上极板带正电。
(2)[1][2]图像与坐标轴所围图形的面积表示电荷量,每一方格代表的电荷量
AsC
电容器充电结束时储存的电荷量
CC
则电容器的电容
F
45.(24-25高二上·陕西汉中勉县第二中学·期中)下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地,A板通过绝缘柄固定在铁架台上,人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)在该实验中,静电计的作用是( )
A.测定该电容器的电荷量 B.测定该电容器两极的电势差
C.测定该电容器的电容 D.测定A、B两板之间的电场强度
(3)在实验中观察到的现象,不正确的是( )
A.甲图中的手水平向左移动时,静电计指针的张角变大
B.甲图中的手水平向左移动时,静电计指针的张角不变
C.乙图中的手竖直向上移动时,静电计指针的张角变大
D.丙图中的手不动,而向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变小
【答案】(1)C
(2)B
(3)B
【详解】(1)本实验中要控制一些量不变,然后再得出C的决定因素;所以采用的是控制变量法。
故选C。
(2)静电计的作用是测定电容器两极之间的电势差。
故选B。
(3)AB.甲图中手水平向左移动时,板间距离d增大,根据
可知,电容减小,而电容器带电量不变,则板间电压增大,所以静电计指针的张角变大,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.当手竖直上移动时,正对面积减小,则电容减小,板间电压增大,所以静电计指针的张角变大,故C正确,不符合题意;
D.当向两板间插入陶瓷片时,介电常数变大,则电容变大,板间电压减小,所以静电计指针的张角变小,故D正确,不符合题意。
故选B。
46.(24-25高二上·陕西渭南富平县蓝光中学·期中)如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其极板间距离极板间正对面积S之间的关系装置图。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
(2)该实验中静电计的作用是______。
A.测定该电容器两极的电势差 B.测定该电容器的电容
C.测定该电容器的电荷量 D.测定A,B两板之间的电场强度
(3)指出下列三个上图所示的情况下,静电计指针的偏转角度变化情况:
①正对面积减小时,静电计指针的偏转角度______;
②板间距离增大时,静电计指针的偏转角度______;
③插入电介质时,静电计指针的偏转角度______。
【答案】(1)控制变量法
(2)A
(3) 增大 增大 减小
【详解】(1)实验中在研究两个物理量之间的关系时,先保持其它物理量一定,可知,本实验采用的科学方法是控制变量法。
(2)该实验中静电计的作用是测定该电容器两极的电势差。
故选A。
(3)[1]实验中近似认为平行板电容器极板所带电荷量不变,根据
,
可知,正对面积减小时,电容减小,极板之间的电势差增大,则静电计指针的偏转角度增大;
[2]结合上述可知,板间距离增大时,电容减小,极板之间的电势差增大,则静电计指针的偏转角度增大;
[3]结合上述可知,插入电介质时,介电常数增大,电容增大,极板之间的电势差减小,则静电计指针的偏转角度减小。
47.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开,下列操作时电容器电容、电压和静电计指针偏角如何变化(填“增大”“减小”或“不变”):
当极板间插入玻璃板时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
当极板正对面积减小时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
当两极板间距离增大时,电容器电容______电压________静电计指针偏角将________。
【答案】 增大 减小 减小 减小 增大 增大 减小 增大 增大
【详解】[1][2][3]电容器充电后与电源断开,电量Q保持不变;当极板间插入玻璃板时,ɛ增大,由
可知电容将增大;由
可知,两板间的电势差减小,静电计指针偏角减小。
[4][5][6]根据以上分析可知,当极板正对面积减小时,电容器电容减小,两板间的电势差增大,静电计指针偏角将增大。
[7][8][9]根据以上分析可知,当两极板间距离增大时,电容器电容减小,两板间的电势差增大,静电计指针偏角将增大。
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