专题05 电学实验(期末真题汇编,黑吉辽蒙专用)高二物理上学期
2025-12-31
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内容正文:
专题05 电学实验
4大高频考点概览
考点01 导体电阻率的测量
考点02 练习使用多用表
考点03 测量电源电动势和内阻
考点04 其他电学实验
1.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:地 城
考点01
导体电阻率的测量
(1)用游标为20分度的游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示,可知其长度为L=______ cm。
(2)用螺旋测微器测量圆柱体的直径如图乙所示,可知其直径为d=______ mm。
(3)请帮助该同学将本次实验的电路图画在方框中。______
(4)将圆柱体接入设计好的电路中,电流表、电压表的示数分别如图丙、丁所示,已知电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,则电流表的示数为______ A,电压表的示数为______ V。
(5)根据以上步骤:若圆柱体的有效长度为L,直径为d,两端的电压为U,通过它的电流为I,可以得到圆柱体的电阻率ρ=______(用题中所给的物理量符号表示)。
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示,由图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)该圆柱体的电阻约为5 Ω,为了更准确测定其电阻率,实验室中有以下供选择的器材:
A.电池组(3 V,内阻为1 Ω)
B.电流表A1(0 − 0.6 A,内阻0.125 Ω)
C.电流表A2(0 − 3 A,内阻0.0125 Ω)
D.电压表V1(0 − 3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表V2(0 − 15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器R1(0 − 20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器R2(0 − 2000 Ω,允许最大电流1 A)
H.开关,导线若干
要求电表调节范围尽可能大一点,尽可能减小误差,操作方便,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表________,电压表________,滑动变阻器________。
(3)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ = ________。
3.(24-25高二上·黑龙江齐齐哈尔第八中学校·期末)某学习小组打算测量一根待测金属丝的阻值,实验室仅提供有以下器材:
A.待测金属丝
B.电源,电动势约,内阻忽略不计
C.电流表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.滑动变阻器:阻值
F.开关S、导线若干
(1)正确操作用游标卡尺和螺旋测微器测得金属丝的长度和直径如图甲、乙所示,则长度_________,直径_________。
(2)初步测量时电流表和电压表的示数如图丙、丁所示,为提高测量准确性,应当采用以下电路图中的_________(填字母代号)为本次实验电路。但用此电路测量的结果仍会比真实值偏_________(选填“大”或“小”)。
A.B.
C.D.
4.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨哈尔滨师范大学附属中学·期末)某实验小组要测量一段金属丝的电阻率。
(1)小组成员先用螺旋测微器测量其直径d,结果如图甲所示,则d=___________mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值:用倍率为“×10”的欧姆挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,换用合适的倍率欧姆挡后,重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为___________Ω。
(3)为了精确测量金属丝的电阻,实验室提供的器材有:两节干电池;电压表V(量程3V,内阻几千欧),电流表A(量程100mA,内阻r=1.2Ω)、滑动变阻器(0~5Ω),电阻箱(0~99.9Ω),开关,导线若干。实验要求将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱接入电路的电阻为___________Ω;要求尽可能减小实验的误差,请将电路图连接完整___________。
(4)按正确操作进行实验,调节滑动变阻器,测得多组电流表示数I和电压表示数U,作U—I图像,得到图像的斜率为30Ω,若金属丝的长为100.00cm,则金属丝的电阻率ρ=___________Ω·m。(结果保留两位有效数字)
5.(24-25高二上·吉林“BEST合作体”·期末)(1)图甲是一把50分度的游标卡尺,它的读数为___________;
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙,则金属丝的直径是___________;
(3)如图丙,当使用0~0.6A量程时,图中表针示数是___________A。
6.(23-24高二上·吉林长春长春吉大附中实验学校·期末)某同学测量某金属丝的电阻率,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接:
如图甲所示。金属丝的一端固定,另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。
(2)金属丝电阻率的测量:
①用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导线的长度。用螺旋测微器测量此时金属丝的直径,示数如图丙所示,其直径为_______mm。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关,闭合开关,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
③闭合,电压表的示数变小。记录两表的示数和,则此时金属丝的电阻为_______(用、、、表示)。
④根据电阻定律求得金属丝的电阻率。
⑤断开,增大导线的长度,重复上述步骤,计算出电阻率的平均值。
(3)电压表内阻对该实验的测量结果,下列说法正确的是( )
A.金属丝电阻测量值一定偏大
B.金属丝电阻测量值一定偏小
C.电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响
7.(23-24高二上·吉林松原前郭五中·期末)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值D;
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表的示数U、电流表的示数I;
c.改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值。
(1)螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为_________mm。
(2)若选用某组U、I值,用算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比_________(填“偏小”“相等”或“偏大”)。
(3)根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ=_________(用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量_________(填“有”或“没有”)影响。
8.(23-24高二上·吉林普通高中G6教考联盟·期末)高二某兴趣小组对纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。下面为该兴趣小组对某种纯净水样品进行的检验。
(1)将采集的水样装满绝缘的圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,利用螺旋测微器测量该容器的直径如图甲所示,则该容器直径的测量值d为________mm;利用游标卡尺测量该容器的长度如图乙所示,则该容器长度的测量值L为________cm。
(2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量该水样的电导率,小组同学准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
F.蓄电池(电动势约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电流表应选择________电压表应选择________(两空均填器材前面的字母序号);
(3)该水样电导率的表达式为________(用测得的物理量的字母U、I、d、L表示)
9.(24-25高二上·辽宁名校联盟·)实验过程中,可以采取多种方法测量电阻的阻值。
(1)同学甲用如图(a)所示的电路,测量待测电阻的阻值。某次实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则电阻的测量值为________(用题中所给物理量的字母表示)。若不考虑偶然误差,该测量值与的真实值相比________(填“偏小”或“偏大”)。
(2)同学乙用如图(b)所示的电路,测量待测电阻的阻值。操作步骤如下:①先将开关S接1。调节滑动变阻器,读出电流表的示数I;②再将开关S接2。保持不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记下此时电阻箱的阻值为。则的测量值为________(用题中所给物理量的字母表示);电流表内阻对测量结果________(填“有”或“无”)影响。
10.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)游标卡尺的读数为_______cm;螺旋测微器的读数为_______mm。
11.(24-25高二上·辽宁协作体·期末)某兴趣小组测金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图所示的部件________(填“A”“B”或“C”),从图中的示数可读出金属丝的直径为________。
(2)假设该金属丝的电阻为,长度为,横截面积为,则电阻率________。
12.(23-24高二上·辽宁丹东·期末)实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的有效长度L,和圆柱体的直径d,如图所示则L=__________mm,d=__________mm
(2)该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有下列器材:
A.电源电动势为3.0V的干电池组、开关和若干导线
B.电压表量程为3V,内阻约
C.电流表④量程为10mA,内阻为
D.定值电阻为
G.滑动变阻器R为
(3)请将下图中的实验电路图补充完整____________
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻的电阻率。请你写出电阻率的表达式为____________(用字母L、d、U、I、表示)
13.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期末)某兴趣小组为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,设计测量流程如下:
①用游标卡尺测量连入电路的圆柱体的平均长度为L、用螺旋测微器测量金属丝的平均直径为d;
②选取合适的实验器材,用图丙所示电路测得多组金属丝的电压U和对应电流I,并画出其图像;
③根据测得的数据计算该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、图乙所示,该工件高度L为______cm,直径D为______mm。
(2)该小组测电阻的原理图如图丙所示,请补充完整图丙中的实物连接______
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表的示数I和电压表的示数U。实验中电流表选择0~0.6A的量程,电压表选择0~3V的量程。某次电流表和电压表的示数如图丁所示,电流表示数为______A,电压表示数为______V。
(4)若画出的图像为一条过原点的倾斜直线,斜率为k,则金属丝的电阻率______。(用题中字母L、d、k表示)
14.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)(1)如图所示,甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的______(选填“A”“B”或“C”)进行测量,示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为______mm。
(2)用螺旋测微器测金属丝的直径,如图丙所示,则金属丝的直径______mm。
15.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)某同学用伏安法测量阻值约为5Ω的待测金属元件的电阻率。(材料为锰铜合金的定值电阻)
(1)分别使用20分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度L和直径d,某次测量的示数如图甲和图乙所示。
①长度L=_____mm,直径d=______mm。
②螺旋测微器测量出的长度比用游标卡尺(20分度)测量出的长度更精确的原因是______________。
(2)先准备有以下器材
A.待测金属元件;
B.电压表V(量程3V,内阻约为1kΩ)
C.电流表A(量程100mA,内阻为r=5Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.电源(电动势3V,内阻可忽略)
F.开关与导线若干
①为了减小实验误差,以下的四个电路中应选用______进行实验。
②用伏安法测得该电阻的电压和电流,并作出其伏安特性曲线如图丙所示,若图像的斜率为k,则该金属元件的电阻率ρ=__________。(用题目中所给各个量的对应字母进行表述)
16.(23-24高二上·内蒙古赤峰红山区·期末)在做“测定金属的电阻率”的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5Ω,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:
A.电池组(3V、内阻约1Ω) B.电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D.电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ) F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是______。(只填写字母代号)
(2)如图是未完成的实物连线图,图中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接______(填“a”或“b”)。导线②应连接______(填“c”或“d”);
(3)某次用螺旋测微器测金属丝直径为d,用游标卡尺测金属丝的长度为L,电压表和电流表的示数分别为U、I,写出该金属丝的电阻率的表达式______U、I、d、L表示)。
(4)如图所示,金属丝的长度L为______cm,金属丝的直径d为______mm。
17.电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。质检部门对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率未达国家标准。地 城
考点02
练习使用多用表
(1)如果用水质笔检测纯净水,你认为不合格的纯净水的电导率是___________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)如果用多用电表的欧姆挡对某种纯净水样品进行检验,将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器,容器长为L,内径为D,两端用金属圆片电极密封。用欧姆表“×1k”挡,粗略测量容器内水样的电阻,如图所示,则测得的阻值R=___________Ω,则水样电导率的表达式为___________(用物理量D、R、L表示)。
18.(23-24高二上·内蒙古赤峰赤峰学院附属中学·期末)小阳同学在测量一均导电圆柱体的电阻率,实验步骤如下:
(1)该同学用螺旋测微器测量圆柱体的直径,测得示数如图甲所示,则圆柱体的直径D=_____ cm;用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L;
(2)她接着用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻,表盘示数如图乙所示,则该圆柱体的电阻为______ Ω;
(3)为了减小误差,该同学想尽可能地多测几组数据,她设计的实验电路如图丙所示,该同学正确操作,测得该圆柱体的伏安特性曲线如图丁所示,其斜率为k,则该圆柱体的电阻率ρ=_______(用D、L、k表示);
(4)若考虑系统误差的影响,利用电路图测得的电阻率________(填“大于”或“小于”)真实值。
19.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、标识不清的电源,以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,上排刻度线对应数值还没有及时标出。
(1)其中电阻R2=______Ω。
(2)选择开关接“1”时,两表笔接入待测电路,若指针指在图乙所示位置,其读数为______mA。
20.(24-25高二上·黑龙江大庆实验中学·期末)如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;和是固定电阻,R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100挡。
(1)图中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)根据题给条件可得:与直流电流1mA挡对应的开关序号为______。
(3)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)。若此时B端是与“3”连接的,则读数为______。
21.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的____________(选填“甲”或“乙”)。测得的电阻值____________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为 _____(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
22.(23-24高二上·黑龙江大庆实验中学实验二部·期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径_____mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用(填“×1”或“×100”)______挡。换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示。
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);滑动变阻器R(0~15Ω);电源E(电动势为3.0V,内阻不计)。
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?_____(填“甲”或“乙”)
23.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第三中学·期末)哈三中某学生实验小组练习使用多用电表测量电阻
(1)用多用电表测定值电阻的阻值:选择开关调到电阻“”挡,红黑表笔与定值电阻串联,多用电表指针位置如表盘放大图所示。则测得该定值电阻的阻值___________(结果保留2位有效数字)。
(2)在多用电表使用过程中,下列说法正确的是( )
A.每次使用多用电表都需要欧姆调零
B.多用电表的电流“红进黑出”,所以红表笔电势一定高于黑表笔
C.在使用多用电表测量电阻时,可以不把该电阻与原电路断开
D.使用完多用电表,要将选择开关调到OFF挡或交流电压最大值处
(3)实验小组利用图2电路对电源电动势进行测量,是变阻箱,小组成员多次实验记录数据,算出每组数据对应的和值,做出了如图3所示的图线,则该实验测得的电源电动势___________(结果保留2位有效数字)。
24.(24-25高二上·吉林东北师范大学附属中学·期末)在“测量金属电阻率”实验中,某同学为了选用合适的器材,先用多用电表粗测了段粗细均匀的被测电阻丝的阻值。
(1)他用表盘如图1所示的多用电表测量电阻丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置,将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,把两笔尖相互接触,调节 ______(选填“S”或“T”),使多用电表的指针指向电阻挡的 ______刻线(选填“0”或“∞”);
(2)将红、黑表笔的笔尖分别与电阻丝两端接触,发现指针偏转角度过大,为了测量准确,他应将选择开关调到电阻挡的 ______位置(选填“×1”或“×100”);
25.(23-24高二上·吉林普通高中友好学校联合体·期末)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为,内阻可忽略不计;
B.电流表A∶量程,内阻约为;
C.电压表V∶量程,内阻为;
D.滑动变阻器:最大阻值为,允许通过的最大电流为;
E.开关、导线等
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为______
(2)用多用电表欧姆“”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为______
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值,则这种金属材料的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
26.(23-24高二上·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)(1)某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一工件的直径和长度测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该工件的直径为__________mm,工件的长度为__________cm。
(2)某同学用指针式多用电表粗略测量金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×10”挡置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“__________”位置(选填“×1”、“×100”)重新尝试测量;
(3)若用多用电表的“直流电压2.5V挡”粗测一干电池的电动势,测量结果如图所示,则由电表读出的该干电池的电动势为__________V。
27.(23-24高二上·吉林·)某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”,设计实验电路图如图1所示。
(1)滑动变阻器用于改变电路中的电流,是定值电阻,的主要作用是______。
(2)两只数字多用表分别作为电压表和电流表,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路,剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压挡粗测其电动势,多用电表的红表笔应与充电宝的______(“红导线”或“黑导线”)连接。
(3)图2为实物图,请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整______。
(4)记录被测充电宝实验时的电量百分比(开始时的电量百分比为100%)。将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关,依次减小滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电流表和电压表的示数,根据数据作出图像如图3,由图像可得充电宝的电动势______V(保留两位小数),内阻______Ω(保留两位小数)。
28.(22-23高二上·吉林长春新解放学校·期末)如图甲为某多用电表内部简化电路图,与黑表笔相连的应是______选填“A”或“B”;作电流表使用时,选择开关应接______量程较大选填“1”、“2”、“3”、“4”或“5”。
29.(23-24高二上·辽宁大连第二十四中协作校·期末)某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为______cm;
(2)如图2所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×100”测量,读数为______Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为______ V。
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为,表头内阻,若要将它改装成量程为0.5A的电流表,应并联的电阻阻值为______ Ω。(保留两位有效数字)。
30.(23-24高二上·辽宁沈阳郊联体·期末)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节指针定位螺丝部件,使电表指针指向电流0刻度处
②将选择开关旋转到欧姆挡位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节部件_________(选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向“”。
④测量该定值电阻阻值。
(2)欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则下列说法或做法中正确的是( )
A.该电阻的阻值很大
B.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
C.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
(3)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻
D.丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
31.(23-24高二上·内蒙古部分名校·)万同学正在做“练习使用多用电表”实验,该同学正确操作,多用电表的表盘读数如图所示。
(1)如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为_____Ω。
(2)如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为_____V。
(3)使用多用电表测量电阻时,下列说法正确的是_____。
A.可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B.如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C.改变不同倍率的欧姆挡后,不必重新进行欧姆调零
32.(22-23高二上·辽宁丹东·期末)(1)如图所示,甲图为某一多用电表内部结构,关于此多用电表,下列说法正确的是______
A.开关S接到位置“2”时是电压挡
B.开关S接到位置“4”时是电流挡
C. 开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小
(2)某同学用该多用电表的欧姆挡测量某电阻的阻值,他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至______(选填“×10”或“×1k”)挡,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为______。
33.某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路。地 城
考点03
测量电源电动势和内阻
(1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线___________;
(2)正确连接后。某次测量中电压表指针位置如图丙所示,其示数为___________V;
(3)测得的7组数据已标在如图丁所示坐标系上,用作图法作图,求干电池的电动势___________V和内阻___________(结果均保留两位有效数字)。
34.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)小明利用如图甲电路测量电池的电动势E和内阻r。
(1)根据实物电路图在方框乙中画出用符号表示的电路图______;
(2)调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丙所示的图像,由图可测干电池电动势_______,内阻_______Ω(已知电流表内阻为1.0Ω,内阻保留1位小数)。
(3)电动势的测量值_______(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
35.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)某同学想要测量两节干电池的电动势和内阻,可选用的实验器材如下:
A.待测干电池
B.电流表A(量程0~0.6A)
C.电压表V(量程0~3V)
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.开关、导线若干
(1)选择合适的器材:滑动变阻器应选_______(填写所选器材前的符号);
(2)该同学采用如图甲所示的实验电路进行测量;
(3)现将测得的实验数据(电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示)描绘在如图乙所示的坐标纸上,并画出了U-I图像,根据图像可知电源的电动势,则电源内阻_______(结果保留2位小数);
(4)若不考虑偶然误差,实验测得的电动势_______(选填“大于”或“小于”或“等于”)其真实值。
36.(23-24高二上·辽宁县级重点高中协作体·期末)如图甲所示,宋同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学想尽可能准确地测量“水果电池”的电动势E和内阻r。
(1)该同学设计的实验电路图如图乙所示,已知待测“水果电池”的电动势约为2V,内阻约为几百欧,实验室备选的器材有:电流表a(量程为0~2mA、内阻约为50Ω),电流表b(量程为0~6mA、内阻为10.1Ω),滑动变阻器c(阻值范围为0~10Ω、允许通过的最大电流为1A),滑动变阻器d(阻值范围为0~400Ω、允许通过的最大电流为2A)。则实验时电流表应选择________(填“a”或“b”),滑动变阻器应选择________(填“c”或“d”)。
(2)该同学正确选择实验器材,正确连接电路,实验时多次调节滑动变阻器滑片的位置,根据记录的电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据,作出U-I图像,如图丙所示。该“水果电池”的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果均保留三位有效数字)
37.(24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端,做成了橙子电池,他通过实验发现如下现象:
(1)用数字电压表测得单个橙子电池两端的电压约为1V,将4个橙子电池与小灯泡串联,灯泡完好且检查电路均正常,却不能让额定电压为3V的小灯泡正常发光,原因可能是___________;
(2)为了测量单个橙子电池的电动势和内阻,现将橙子接在如图甲所示电路中,其中,电流表A(量程为0~300μA,内阻为100Ω),电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω);
(3)连接好电路后,闭合开关,调节电阻箱,读取电流表的示数I和对应的电阻箱的阻值R,记录了6组数据,如下表所示,在乙图坐标纸中作出图像___________;
R/kΩ
8
7
6
5
4
3
9.8
8.7
7.6
6.6
5.6
4.5
(4)在乙图中作出图像,并根据图像计算出橙子电池的电动势E=___________V,内阻r=___________kΩ。(结果均保留两位有效数字)
38.(24-25高二上·内蒙古包头·期末)某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。先将电压表正接线柱接a位置,闭合开关,他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表有示数且保持不变,在其他连接不变的情况下,再将电压表正接线柱由a位置移到b位置,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表和电压表均无示数。
(1)电路中的故障是______;
A.滑动变阻器断路 B.电流表断路
C.滑动变阻器短路 D.电流表短路
(2)实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在b处,闭合开关,调节滑片的位置,记录相应的电压表和电流表的示数,根据记录的数据作出图像,如图乙。则干电池的电动势为______V(保留3位有效数字)、内阻为______Ω(保留2位有效数字),电动势的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
39.(24-25高二上·内蒙古通辽霍林郭勒第一中学·期末)现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为,已知该电池允许输出的最大电流为50mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9999,R0是定值电阻,起保护电路的作用.
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:本实验应选________.
A.10 2.5W B.100 1.0W C.200 1.0W D.2000 5.0W
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图实所示的图线(已知该直线在y轴的截距为0.1V-1).则根据该同学所作出的图线可求得电池的电动势E为________V,内阻r为______(结果均保留两位有效数字)
40.(24-25高二上·内蒙古部分名校·期末)“有为”学习小组准备测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻。
(1)同学们设计出了图甲和图乙所示的两种实验电路,两实验电路的不同之处在于是否加接定值电阻。考虑到新电池的内阻比较小,经过讨论,同学们选择_____________(填“甲”或“乙”)实验电路进行实验。
(2)实验室的老师为同学们提供了所需的实验器材,同学们选择了量程为的电压表和量程为的电流表,备选的滑动变阻器有2个,分别为滑动变阻器C(最大阻值为)、滑动变阻器D(最大阻值为),你认为应选用_____________(填“C”或“D”)。
(3)同学们正确选择实验器材并进行实验,实验中改变滑动变阻器的阻值,测出多组电流表和电压表的示数,根据实验数据绘出的图线如图丙所示,则该电池组的电动势_____________V、内阻_____________Ω。(结果均保留两位小数)
41.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)某实验小组利用如图甲所示的电路测定一节电池的电动势和内阻,备有下列器材:
①待测电池,电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表,量程0.6A
③电压表,量程1.5V④滑动变阻器,0~20Ω⑤开关一个,导线若干
(1)按电路图将实物(如图乙所示)连接起来______。
(2)小组由实验数据作出的U-I图像如图丙所示,由图像可求得电池电动势为______V,内阻为______Ω。
42.(23-24高二上·内蒙古赤峰松山区·期末)图甲所示,将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池,某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下:
A.待测水果电池(电动势约,内阻小于)
B.滑动变阻器(阻值);
C.滑动变阻器(阻值);
D.电压表(量程,内阻约);
E.毫安表A(量程,内阻为);
F.开关一个,导线若干。
(1)为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻,已提供的如图乙、丙所示的两个测量电路图,应选______(填“乙”或“丙”);滑动变阻器应选______(填“B或“C”)。
(2)该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丁所示,根据图线求出这个水果电池的电动势为______V、内阻为______(保留三位有效数字)。
43.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为),小南同学设计了如图甲、乙所示实验电路图。已知电流表的内阻,电压表的内阻约为,滑动变阻器最大电阻为、额定电流为1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移至最左端;
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变变阻器的接入阻值,分别记录甲和乙几组电压表示数U和对应的电流表示数I,将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像,如图丙所示;
(3)用图乙的电路进行实验,得到的图像为图丙中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
(4)从减少系统误差角度考虑,该实验宜选用图________(选填“甲”或“乙”)实验电路;用该图测得的电源的内阻________(选用、、、、、表示)。
44.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第四中学校·期末)某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”,设计实验电路图如图1所示。
(1)两只数字多用表分别作为电压表和电流表,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压挡粗测其电动势,多用电表的红表笔应与充电宝的___________(“红导线”或“黑导线”)连接。
(2)图2为实物图,请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整_________。
(3)记录被测充电宝实验时的电量百分比(开始时的电量百分比为100%)。将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关,依次减小滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电流表和电压表的示数,根据数据作出U-I图像如图3,由图像可得充电宝的电动势___________V(保留两位小数),内阻___________Ω。(保留两位小数)
(4)当充电宝电量为80%、60%、40%、20%、5%时重复上述实验操作,得到不同电量下各组U、I的实验数据,算出对应的电动势和内阻如下表:
电量/%
100
80
60
40
20
5
充电宝电动势/V
5.04
5.00
5.04
5.14
5.08
充电宝内阻/Ω
0.21
0.20
0.21
0.25
0.15
根据表中数据,忽略测量的偶然误差,你认为充电宝的电动势与储电量有什么样的关系?___________________________
45.某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。地 城
考点04
其他电学实验
(1)当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带______(选填“正”或“负”)电。
(2)开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“2”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图乙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是______。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将______(选填“减小”、“不变”或“增大”)
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA∙s,则电容器的电容C=______F(结果保留两位有效数字)
46.(20-21高一下·黑龙江大庆铁人中学·期末)某研究性学习小组做“用传感器观察电容器的充电和放电”的实验,把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先将开关S拨至1端,电源向电容器充电,然后将开关S拨至2端,电容器放电,与电流传感器相连接的计算机记录这一过程中电流随时间变化的线,如图乙所示。
(1)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是________。(填正确答案标号)
A.电容器充、放电过程中,外电路有电流
B.电容器充、放电过程中,外电路有恒定电流
C.电容器充电过程中,电源提供的电能全部转化为内能
D.电容器放电过程中,电容器中的电场能逐渐减小
(2)在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间的电压________;在形成电流线2的过程中,电容器的电容________。(均选填“逐渐增大”“不变”或“逐渐减小”)
(3)曲线1与横轴所围面积________(选填“大于”“等于”或“小于”)曲线2与横轴所围面积。
47.(21-22高一下·辽宁实验中学、鞍山一中等五校·期末)图甲是一种测量电容器电容的电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q,从而求出待测电容器的电容C。某同学在一次实验时的情况如下:
A.按如图甲所示的电路图接好电路
B.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是,电压表的示数
C.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流i的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上,如图乙中小黑点所示。
(1)在图乙中画出i-t图像;( )
(2)若图像与i轴t轴围成图形对应方格数按34计算,该电容器电容为___________F(结果保留两位有效数字);
(3)若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的真实值___________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
48.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)老师在课堂上进行了一项有趣的实验,具体如下:老师利用直流电源对电容器进行充电。实验中使用的电容器标有“450V ”的铭牌,闭合开关后对电容器进行充电,经过一段时间,观察到电压表的读数是285V。
(1)实验过程中,同学们发现______。
A.灯泡逐渐变亮后逐渐变暗直至熄灭
B.灯泡立即变亮后立即熄灭
C.灯泡立即亮后不熄灭
D.灯泡立即亮后逐渐变暗直至熄灭
(2)一段时间后,电容左侧极板带______电(填“正”或“负”),电容器储存的电荷量为______。
49.(24-25高一下·辽宁重点中学协作校·期末)在研究新型纳米材料制成的电容器性能时,科研小组设计如下实验:将两片镀有纳米氧化钛绝缘层的石墨烯电极平行放置,组成平行板电容器,电极通过导线与高精度静电计相连。实验过程中,通过精密机械装置改变极板间距,同时向两极板间缓慢注入不同配比的绝缘硅油和蓖麻油混合液(介电常数可调),以此来探究电容的变化规律。实验时保持电容器电荷量Q恒定不变。
(1)实验前需校准设备,下列操作错误的是______;
A.闭合电路前,检查静电计金属球与电极是否良好接触
B.为消除残余电荷影响,每次实验前需用导线短接两极板放电
C.缓慢注入绝缘混合液,可使溶液分布均匀,从而保证介电常数的均匀性
D.调节电极间距时,无需关注纳米涂层因机械挤压导致的微小形变
(2)一般来说,介电常数随着蓖麻油比例的提高而增大。若保持电极间距和电极材料不变,仅增加溶液中蓖麻油的比例,会发现静电计指针张角______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)在实验过程中,若不慎将少量金属碎屑掉入两极板间(碎屑未接触两极板),下列说法正确的是______。
A.金属碎屑会使两极板间等效距离减小,电容增大
B.金属碎屑会导致极板间发生短路,电荷量变为0
C.金属碎屑会使绝缘混合液的介电常数发生改变,影响电容
D.金属碎屑对实验结果无明显影响
50.(23-24高一下·辽宁大连大连育明高级中学·期末)某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,采用的实验电路如图所示。
(1)在下列图像中,表示电容器充电和放电过程中,通过传感器的电流随时间变化的图像为________
A. B.
C. D.
(2)将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为________(选填“a到b”或“b到a”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示,其中对应电容为的充电过程图像是________(选填“①”或“②”)
51.某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电解电容器的充、放电现象:
(1)根据图甲连接实物图__________;
(2)电容器充电完毕后,把开关S接2时,其放电电流随时间变化图像如图乙所示(),按“四舍五入”(大于等于半格算一格,小于半格舍去)数格法,由图乙可知电容器所带电荷量为__________C(结果保留两位有效数字);
(3)如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻,会使电路中的电流变小,则乙图所示的放电时间__________(选填“变长”“变短”“不变”)。
52.(22-23高二上·辽宁沈阳五校协作体·期末)“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图所示,已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置,经判断:当电流从左接线柱流入时指针左偏;电流从右接线柱流入时指针右偏。请根据所学知识回答下列问题:
(1)电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,灵敏电流计指针会______偏(填“左”或“右”)。
(2)将开关S扳到a,让电源给电容器充电结束后,保持开关位置不变,若将电容器中间插入一层有机玻璃板,则在插入过程中灵敏电流计指针_____偏(填“左”或“右”)。
(3)电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,用电流传感器通过计算机观察到电流随时间变化的情况是___________。
A. B. C. D.
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专题05 电学实验
4大高频考点概览
考点01 导体电阻率的测量
考点02 练习使用多用表
考点03 测量电源电动势和内阻
考点04 其他电学实验
1.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:地 城
考点01
导体电阻率的测量
(1)用游标为20分度的游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示,可知其长度为L=______ cm。
(2)用螺旋测微器测量圆柱体的直径如图乙所示,可知其直径为d=______ mm。
(3)请帮助该同学将本次实验的电路图画在方框中。______
(4)将圆柱体接入设计好的电路中,电流表、电压表的示数分别如图丙、丁所示,已知电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,则电流表的示数为______ A,电压表的示数为______ V。
(5)根据以上步骤:若圆柱体的有效长度为L,直径为d,两端的电压为U,通过它的电流为I,可以得到圆柱体的电阻率ρ=______(用题中所给的物理量符号表示)。
【答案】(1)5.015
(2)4.700
(3)见解析
(4) 0.34 1.20
(5)
【详解】(1)游标卡尺的精确度为0.05mm,圆柱体的长度为
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,圆柱体的直径为
(3)如图
(4)[1]电流表的量程为,最小分度值为,则电流表的示数为;
[2]电压表的量程为,最小分度值为0.1V,电压表的示数为1.20V;
(5)根据欧姆定律
根据电阻定律
该材料的电阻率为
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示,由图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)该圆柱体的电阻约为5 Ω,为了更准确测定其电阻率,实验室中有以下供选择的器材:
A.电池组(3 V,内阻为1 Ω)
B.电流表A1(0 − 0.6 A,内阻0.125 Ω)
C.电流表A2(0 − 3 A,内阻0.0125 Ω)
D.电压表V1(0 − 3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表V2(0 − 15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器R1(0 − 20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器R2(0 − 2000 Ω,允许最大电流1 A)
H.开关,导线若干
要求电表调节范围尽可能大一点,尽可能减小误差,操作方便,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表________,电压表________,滑动变阻器________。
(3)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ = ________。
【答案】(1) 0.951 mm/0.952 mm/0.953 mm 12.60 mm
(2) B D F
(3)
【详解】(1)[1]根据螺旋测微器读数规则,可得图甲所示圆柱体直径为
[2]根据游标卡尺读数规则可得,图乙中所示长度为
(2)[1][2][3]该合金导体电阻约为5 Ω,电池组电压为3 V,则电压表应选择D;流经该电阻的最大电流为
故电流表应选择B;为了方便调节和读数,滑动变阻器应选择接近待测电阻阻值的F。
(3)根据欧姆定律可得待测电阻
结合电阻定律
其中
联立可得
3.(24-25高二上·黑龙江齐齐哈尔第八中学校·期末)某学习小组打算测量一根待测金属丝的阻值,实验室仅提供有以下器材:
A.待测金属丝
B.电源,电动势约,内阻忽略不计
C.电流表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.滑动变阻器:阻值
F.开关S、导线若干
(1)正确操作用游标卡尺和螺旋测微器测得金属丝的长度和直径如图甲、乙所示,则长度_________,直径_________。
(2)初步测量时电流表和电压表的示数如图丙、丁所示,为提高测量准确性,应当采用以下电路图中的_________(填字母代号)为本次实验电路。但用此电路测量的结果仍会比真实值偏_________(选填“大”或“小”)。
A.B.
C.D.
【答案】(1) 51.30 4.650
(2) C 小
【详解】(1)[1]游标卡尺的最小分度为,故金属丝的长度
[2]螺旋测微器的最小分度为,故金属丝的直径
(2)[1]电流表量程选择0.6A,分度值为0.02A,由图可知,电流表的读数为0.42A;电压表量程选择3V,分度值为0.1V,由图可知,电压表的读数为2.25V,初步得到被测电阻的阻值为
为了尽可能多测几组数据,应采用分压式电路,同时电压表内电阻较大,由以上可知待测金属丝的电阻约为5.4Ω,故采用电流表外接法误差较小,故选C;
[2]在实验中电压表示数准确,但电流表测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小,所以此电路测量的结果仍会比真实值偏小。
4.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨哈尔滨师范大学附属中学·期末)某实验小组要测量一段金属丝的电阻率。
(1)小组成员先用螺旋测微器测量其直径d,结果如图甲所示,则d=___________mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值:用倍率为“×10”的欧姆挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,换用合适的倍率欧姆挡后,重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为___________Ω。
(3)为了精确测量金属丝的电阻,实验室提供的器材有:两节干电池;电压表V(量程3V,内阻几千欧),电流表A(量程100mA,内阻r=1.2Ω)、滑动变阻器(0~5Ω),电阻箱(0~99.9Ω),开关,导线若干。实验要求将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱接入电路的电阻为___________Ω;要求尽可能减小实验的误差,请将电路图连接完整___________。
(4)按正确操作进行实验,调节滑动变阻器,测得多组电流表示数I和电压表示数U,作U—I图像,得到图像的斜率为30Ω,若金属丝的长为100.00cm,则金属丝的电阻率ρ=___________Ω·m。(结果保留两位有效数字)
【答案】 0.400 10.0/10 0.6 1.2×10-6
【详解】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规则,该读数为
d=40.0×0.01mm=0.400mm
(2)[2]偏角过大,说明电阻很小,应换用更小挡,换挡重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为
(3)[3]将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱与电流表并联,则有
[4]由于电压表的内阻未知,电流表的内阻已知,故应采用电流表的内接法,由于滑动变阻器的最大阻值为5Ω,该阻值较小,为了确保数据的连续性与广泛性,滑动变阻器采用分压接法,电路连接如图所示
(4)[5]根据上述可知,改装电流表的内阻
U—I图像对应的函数表达式为
图像的斜率为30Ω,则有
解得
根据电阻定律有
其中
结合上述,解得金属丝的电阻率
5.(24-25高二上·吉林“BEST合作体”·期末)(1)图甲是一把50分度的游标卡尺,它的读数为___________;
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙,则金属丝的直径是___________;
(3)如图丙,当使用0~0.6A量程时,图中表针示数是___________A。
【答案】(1)3.18
(2)2.150/2.149/2.151
(3)0.44
【详解】(1)50分度的游标卡尺分度值为0.02mm,则它的读数为
(2)金属丝的直径为
(3)当使用0~0.6A量程时,分度值为0.02A,则图中表针示数为0.44A。
6.(23-24高二上·吉林长春长春吉大附中实验学校·期末)某同学测量某金属丝的电阻率,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接:
如图甲所示。金属丝的一端固定,另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。
(2)金属丝电阻率的测量:
①用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导线的长度。用螺旋测微器测量此时金属丝的直径,示数如图丙所示,其直径为_______mm。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关,闭合开关,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
③闭合,电压表的示数变小。记录两表的示数和,则此时金属丝的电阻为_______(用、、、表示)。
④根据电阻定律求得金属丝的电阻率。
⑤断开,增大导线的长度,重复上述步骤,计算出电阻率的平均值。
(3)电压表内阻对该实验的测量结果,下列说法正确的是( )
A.金属丝电阻测量值一定偏大
B.金属丝电阻测量值一定偏小
C.电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响
【答案】 1.700/1.699/1.701 C
【详解】(2)[1]金属丝的直径为
[2]设定值电阻阻值为,则定值电阻与电压表内阻的并联电阻为
断开开关,闭合开关,根据欧姆定律有
闭合,根据电流关系可得
此时金属丝的电阻为
(3)[3]由(2)可知,实验处理数据时考虑了电压表的内阻,电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响。
故选C。
7.(23-24高二上·吉林松原前郭五中·期末)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值D;
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表的示数U、电流表的示数I;
c.改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值。
(1)螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为_________mm。
(2)若选用某组U、I值,用算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比_________(填“偏小”“相等”或“偏大”)。
(3)根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ=_________(用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量_________(填“有”或“没有”)影响。
【答案】 1.665/1.666/1.664 偏大 没有
【详解】(1)[1]根据题图乙的螺旋测微器可知,其示数
(2)[2]由题图甲可知,电压表测量的是Rx和电流表的电压,电流表测量的是流过Rx的电流,若用
算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比偏大。
(3)[3][4]根据电阻的决定式可知,电阻丝连入电路的电阻
设电流表的内阻为RA,根据欧姆定律可知
根据题图丙的图像可知
解得
电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
8.(23-24高二上·吉林普通高中G6教考联盟·期末)高二某兴趣小组对纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。下面为该兴趣小组对某种纯净水样品进行的检验。
(1)将采集的水样装满绝缘的圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,利用螺旋测微器测量该容器的直径如图甲所示,则该容器直径的测量值d为________mm;利用游标卡尺测量该容器的长度如图乙所示,则该容器长度的测量值L为________cm。
(2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量该水样的电导率,小组同学准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
F.蓄电池(电动势约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电流表应选择________电压表应选择________(两空均填器材前面的字母序号);
(3)该水样电导率的表达式为________(用测得的物理量的字母U、I、d、L表示)
【答案】 4.700/4.699/4.701 5.020 B C
【详解】(1)[1] 利用螺旋测微器测量该容器的直径,读书规则为:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm),由图可知该容器直径的测量值为
[2] 利用游标卡尺测量该容器的长度,读书规则为:L=L0+kx,其中k为精确度,由图可知该容器的长度为
(2)[3] 由于该水样的电阻约为1200Ω,滑动变阻器阻值比待测电阻小得多,故滑动变阻器应采用分压接法,由于待测电阻远大于电流表内阻,故电流表应采用内接法,由于蓄电池的电动势约为12V,则电压表应选择B。
[4] 通过待测电阻的最大电流约为
则电流表应选则C。
(3)[5] 根据电阻定律可得
又由于
,,
该水样电导率的表达式为
9.(24-25高二上·辽宁名校联盟·)实验过程中,可以采取多种方法测量电阻的阻值。
(1)同学甲用如图(a)所示的电路,测量待测电阻的阻值。某次实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则电阻的测量值为________(用题中所给物理量的字母表示)。若不考虑偶然误差,该测量值与的真实值相比________(填“偏小”或“偏大”)。
(2)同学乙用如图(b)所示的电路,测量待测电阻的阻值。操作步骤如下:①先将开关S接1。调节滑动变阻器,读出电流表的示数I;②再将开关S接2。保持不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记下此时电阻箱的阻值为。则的测量值为________(用题中所给物理量的字母表示);电流表内阻对测量结果________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1) 偏大
(2) 无
【详解】(1)[1]某次实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则电阻的测量值为
[2]因电路图中电流表采用内接法,误差来源于电流表的分压,使得电压表读数大于待测电阻的真实电压,则该测量值与的真实值相比偏大。
(2)[1]将开关S接1时,根据闭合电路欧姆定律有
将开关S接2时,根据闭合电路欧姆定律有
可知的测量值为;
[2]根据以上分析可知,电流表内阻对测量结果无影响。
10.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)游标卡尺的读数为_______cm;螺旋测微器的读数为_______mm。
【答案】 2.325 1.410
【详解】[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知读数为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图可知读数为
11.(24-25高二上·辽宁协作体·期末)某兴趣小组测金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图所示的部件________(填“A”“B”或“C”),从图中的示数可读出金属丝的直径为________。
(2)假设该金属丝的电阻为,长度为,横截面积为,则电阻率________。
【答案】(1) B 0.410
(2)
【详解】(1)[1][2]为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧B,使读数固定不变,根据螺旋测微器的读数规则可知,金属丝的直径为
(2)根据电阻定律可知,该金属的电阻率为
12.(23-24高二上·辽宁丹东·期末)实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的有效长度L,和圆柱体的直径d,如图所示则L=__________mm,d=__________mm
(2)该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有下列器材:
A.电源电动势为3.0V的干电池组、开关和若干导线
B.电压表量程为3V,内阻约
C.电流表④量程为10mA,内阻为
D.定值电阻为
G.滑动变阻器R为
(3)请将下图中的实验电路图补充完整____________
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻的电阻率。请你写出电阻率的表达式为____________(用字母L、d、U、I、表示)
【答案】 11.25mm;; 3.204(3.202~3.206均可)
【详解】(1)[1]圆柱体的有效长度
[2]圆柱体的直径
(3)[3]滑动变阻器用分压式,电路图如下
(4)[4]电阻
联立可得
13.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期末)某兴趣小组为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,设计测量流程如下:
①用游标卡尺测量连入电路的圆柱体的平均长度为L、用螺旋测微器测量金属丝的平均直径为d;
②选取合适的实验器材,用图丙所示电路测得多组金属丝的电压U和对应电流I,并画出其图像;
③根据测得的数据计算该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、图乙所示,该工件高度L为______cm,直径D为______mm。
(2)该小组测电阻的原理图如图丙所示,请补充完整图丙中的实物连接______
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表的示数I和电压表的示数U。实验中电流表选择0~0.6A的量程,电压表选择0~3V的量程。某次电流表和电压表的示数如图丁所示,电流表示数为______A,电压表示数为______V。
(4)若画出的图像为一条过原点的倾斜直线,斜率为k,则金属丝的电阻率______。(用题中字母L、d、k表示)
【答案】(1) 10.220 5.900/5.899/5.901
(2)
(3) 0.50 2.60/2.59/2.61
(4)
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为
[2]螺旋测微器的读数为
(2)根据电路图可得实物连接图如图所示
(3)[1]电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.50A;
[2]电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.60V。
(4)根据利用
解得
14.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)(1)如图所示,甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的______(选填“A”“B”或“C”)进行测量,示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为______mm。
(2)用螺旋测微器测金属丝的直径,如图丙所示,则金属丝的直径______mm。
【答案】 A 11.50 3.204/3.205/3.206
【详解】(1)[1][2]由游标卡尺的结构原理可知,测内径应选游标卡尺的内测量爪,即选A,该钢笔帽的内径为
d0=1.1cm+0.05×10mm=11.50mm
(2)[3]金属丝的直径
d=3mm+0.01×20.5mm=3.205mm
15.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)某同学用伏安法测量阻值约为5Ω的待测金属元件的电阻率。(材料为锰铜合金的定值电阻)
(1)分别使用20分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度L和直径d,某次测量的示数如图甲和图乙所示。
①长度L=_____mm,直径d=______mm。
②螺旋测微器测量出的长度比用游标卡尺(20分度)测量出的长度更精确的原因是______________。
(2)先准备有以下器材
A.待测金属元件;
B.电压表V(量程3V,内阻约为1kΩ)
C.电流表A(量程100mA,内阻为r=5Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.电源(电动势3V,内阻可忽略)
F.开关与导线若干
①为了减小实验误差,以下的四个电路中应选用______进行实验。
②用伏安法测得该电阻的电压和电流,并作出其伏安特性曲线如图丙所示,若图像的斜率为k,则该金属元件的电阻率ρ=__________。(用题目中所给各个量的对应字母进行表述)
【答案】 5.25 1.073/1.074/1.075/1.076/1.077 螺旋测微器测量长度的最小范围为微米,游标卡尺(20分度)只能测量毫米后两位,不能测量到微米 B
【详解】(1)①[1]金属元件的长度
[2]金属元件的直径
②[3]螺旋测微器可以测量到毫米位小数点后三位,既微米,而20分度的游标卡尺只能测量到毫米位小数点后两位,不能测量到微米;
(2)①[4]因为电流表内阻已知,电流表可以采用内接法,滑动变阻器采用分压式接法,可以多测几组数据并且可以保护电路。
故选B;
②[5]由欧姆定律有
可得被测电阻阻值
电阻定律
联立可得
16.(23-24高二上·内蒙古赤峰红山区·期末)在做“测定金属的电阻率”的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5Ω,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:
A.电池组(3V、内阻约1Ω) B.电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D.电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ) F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是______。(只填写字母代号)
(2)如图是未完成的实物连线图,图中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接______(填“a”或“b”)。导线②应连接______(填“c”或“d”);
(3)某次用螺旋测微器测金属丝直径为d,用游标卡尺测金属丝的长度为L,电压表和电流表的示数分别为U、I,写出该金属丝的电阻率的表达式______U、I、d、L表示)。
(4)如图所示,金属丝的长度L为______cm,金属丝的直径d为______mm。
【答案】 ACDFH a d 10.230 0.520/0.519/0.521
【详解】(1)[1]电池组和开关、导线是必选项。根据题图可知待测电阻两端电压从零开始变化,所以滑动变阻器应采用分压式接法,为了便于控制分压,应选择最大阻值较小的F。 待测电阻丝两端最大电压约为3V, 通过待测电阻丝的最大电流约为0.6A,为了能使电表指针达到适当的偏转幅度,电压表应选择D,电流表应选择C。
故选ACDFH。
(2)[2][3]由于待测电阻阻值满足
所以电流表应采用外接法,即导线①应连接a。
滑动变阻器采用分压式接法,导线②应连接d。
(3)[4]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
(4)[5]金属丝的长度为
L=102mm+6×0.05mm=102.30mm=10.230cm
[6]金属丝的直径为
d=0.5mm+2×0.01mm=0.520mm
17.电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。质检部门对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率未达国家标准。地 城
考点02
练习使用多用表
(1)如果用水质笔检测纯净水,你认为不合格的纯净水的电导率是___________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)如果用多用电表的欧姆挡对某种纯净水样品进行检验,将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器,容器长为L,内径为D,两端用金属圆片电极密封。用欧姆表“×1k”挡,粗略测量容器内水样的电阻,如图所示,则测得的阻值R=___________Ω,则水样电导率的表达式为___________(用物理量D、R、L表示)。
【答案】(1)偏大
(2) 12000
【详解】(1)纯净水所含杂质越多,导电性能越好;由,可知电阻率越小,则电导率越大,因此不合格的纯净水的电导率偏大。
(2)[1]用欧姆表“×1k”挡,粗略测量容器内水样的电阻,由图可知测得的阻值为
[2]根据电阻定律可得
可得电阻率为
则水样电导率的表达式为
18.(23-24高二上·内蒙古赤峰赤峰学院附属中学·期末)小阳同学在测量一均导电圆柱体的电阻率,实验步骤如下:
(1)该同学用螺旋测微器测量圆柱体的直径,测得示数如图甲所示,则圆柱体的直径D=_____ cm;用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L;
(2)她接着用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻,表盘示数如图乙所示,则该圆柱体的电阻为______ Ω;
(3)为了减小误差,该同学想尽可能地多测几组数据,她设计的实验电路如图丙所示,该同学正确操作,测得该圆柱体的伏安特性曲线如图丁所示,其斜率为k,则该圆柱体的电阻率ρ=_______(用D、L、k表示);
(4)若考虑系统误差的影响,利用电路图测得的电阻率________(填“大于”或“小于”)真实值。
【答案】 0.4700/0.4698/0.4699/0.4701/0.4702 120 小于
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知圆柱体的直径为
(2)[2]用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻,表盘示数如图乙所示,则该圆柱体的电阻为
(3)[3]根据
可得图像的斜率为
根据电阻定律可得
联立可得该圆柱体的电阻率为
(4)[4]由于电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流,使得电流表的读数大于通过待测电阻的实际电路,根据欧姆定律可知,电阻测量值偏小,则测得的电阻率小于真实值。
19.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、标识不清的电源,以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,上排刻度线对应数值还没有及时标出。
(1)其中电阻R2=______Ω。
(2)选择开关接“1”时,两表笔接入待测电路,若指针指在图乙所示位置,其读数为______mA。
【答案】 24990 6.9
【详解】(1)[1]当选择开关接“3”时为量程250V的电压表,由串联电路特点和欧姆定律可得
(2)[2]选择开关接“1”时,电流表的量程是10mA,两表笔接入待测电路,若指针指在图乙所示位置,读数应为最下一行读数,其精确度为0.2mA,则读数为6.9mA。
20.(24-25高二上·黑龙江大庆实验中学·期末)如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;和是固定电阻,R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100挡。
(1)图中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)根据题给条件可得:与直流电流1mA挡对应的开关序号为______。
(3)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)。若此时B端是与“3”连接的,则读数为______。
【答案】(1)黑
(2)2
(3)1100
【详解】(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证在测电阻时电流“红进黑出”,即图(a)中的A端与黑色表笔相连接;
(2)直流电流挡是表头并联电阻分流。量程越小,并联的电阻越大。1mA量程比2.5mA量程小,所以对应的并联电阻大。观察电路图,开关接2时,表头并联的电阻相对较大,所以与直流电流1mA挡对应的开关序号为2。
(3)当B端与“3” 连接时,多用电表处于欧姆×100挡,根据图(b)可知读数为
21.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的____________(选填“甲”或“乙”)。测得的电阻值____________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为 _____(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
【答案】 甲 小于 ADCB
【详解】(1)[1] 测量一个电阻的阻值(约为),根据
为了减小误差,电流表应采用外接法,则应该选择的测量电路是图1中的甲;
[2]电流表应采用外接法,由于电压表的分流作用使得电流表示数大于通过待测电阻的真实电流,根据欧姆定律
可知测得的电阻值小于真实值。
(2)[3]一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,正确的操作顺序为:将选择开关置于“”位置,然后两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”; 将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开,最后选择开关置于“OFF”位置。
故选ADCB。
22.(23-24高二上·黑龙江大庆实验中学实验二部·期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径_____mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用(填“×1”或“×100”)______挡。换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示。
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);滑动变阻器R(0~15Ω);电源E(电动势为3.0V,内阻不计)。
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?_____(填“甲”或“乙”)
【答案】 2.936/2.935/2.937/2.938 ×1 甲
【详解】(1)[1]螺旋测微器读数为
(2)[2]该同学先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻较小,他应该换用×1挡,换挡后调零后再进行测量。
(3)[3]根据图乙所示,则该圆柱体的电阻为,
根据可知电流表应采用外接法,应选用甲电路图进行实验。
23.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第三中学·期末)哈三中某学生实验小组练习使用多用电表测量电阻
(1)用多用电表测定值电阻的阻值:选择开关调到电阻“”挡,红黑表笔与定值电阻串联,多用电表指针位置如表盘放大图所示。则测得该定值电阻的阻值___________(结果保留2位有效数字)。
(2)在多用电表使用过程中,下列说法正确的是( )
A.每次使用多用电表都需要欧姆调零
B.多用电表的电流“红进黑出”,所以红表笔电势一定高于黑表笔
C.在使用多用电表测量电阻时,可以不把该电阻与原电路断开
D.使用完多用电表,要将选择开关调到OFF挡或交流电压最大值处
(3)实验小组利用图2电路对电源电动势进行测量,是变阻箱,小组成员多次实验记录数据,算出每组数据对应的和值,做出了如图3所示的图线,则该实验测得的电源电动势___________(结果保留2位有效数字)。
【答案】 4.0 D 3.0
【详解】(1)[1]测得该定值电阻的阻值
(2)[2]A.用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零,换挡后要重新进行欧姆调零,故A错误;
B.黑表笔与多用表内的电源的正极相连,红表笔与多用表内的电源的负极相连,黑表笔电势一定高于红表笔,故B错误;
C.在使用多用电表测量电阻时,需要把该电阻与原电路断开,故C错误;
D.使用完多用电表,要将选择开关调到OFF挡或交流电压最大值处,故D正确。
故选D。
(3)[3]根据电路图
得
-图像斜率
得
E=3.0V
24.(24-25高二上·吉林东北师范大学附属中学·期末)在“测量金属电阻率”实验中,某同学为了选用合适的器材,先用多用电表粗测了段粗细均匀的被测电阻丝的阻值。
(1)他用表盘如图1所示的多用电表测量电阻丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置,将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,把两笔尖相互接触,调节 ______(选填“S”或“T”),使多用电表的指针指向电阻挡的 ______刻线(选填“0”或“∞”);
(2)将红、黑表笔的笔尖分别与电阻丝两端接触,发现指针偏转角度过大,为了测量准确,他应将选择开关调到电阻挡的 ______位置(选填“×1”或“×100”);
【答案】(1) T 0
(2)×1
【详解】(1)[1][2]用表盘如图1所示的多用电表测量电阻丝的电阻,先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置,根据“红进黑出”规律,应将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,然后把两表笔短接,调节欧姆调零旋钮T,使多用电表的指针指向电阻挡的0刻度线。
(2)[1]将红、黑表笔的笔尖分别与电阻丝两端接触,发现指针偏转角度过大,即示数太小,为了测量准确,使指针指在中央刻线附近,需要将倍率调小,即采用×1 的倍率。
25.(23-24高二上·吉林普通高中友好学校联合体·期末)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为,内阻可忽略不计;
B.电流表A∶量程,内阻约为;
C.电压表V∶量程,内阻为;
D.滑动变阻器:最大阻值为,允许通过的最大电流为;
E.开关、导线等
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为______
(2)用多用电表欧姆“”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为______
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值,则这种金属材料的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)0.787(0.785~0.789)
(2)9.0
(3)
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(2)根据欧姆表的读数规律,该读数为
(3)根据电阻定律有
变形可得
代入数据解得
26.(23-24高二上·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)(1)某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一工件的直径和长度测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该工件的直径为__________mm,工件的长度为__________cm。
(2)某同学用指针式多用电表粗略测量金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×10”挡置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“__________”位置(选填“×1”、“×100”)重新尝试测量;
(3)若用多用电表的“直流电压2.5V挡”粗测一干电池的电动势,测量结果如图所示,则由电表读出的该干电池的电动势为__________V。
【答案】 1.848/1.847/1.849 5.015 ×100 1.41
【详解】(1)[1]该工件的直径为
(2)[2]工件的长度为
(3)[3]将选择开关置于“×10”挡置,测量阻值时发现指针偏转角度较小,说明待测电阻的阻值较大,为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“×100”挡置重新尝试测量。
(4)[4]干电池的电动势为
27.(23-24高二上·吉林·)某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”,设计实验电路图如图1所示。
(1)滑动变阻器用于改变电路中的电流,是定值电阻,的主要作用是______。
(2)两只数字多用表分别作为电压表和电流表,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路,剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压挡粗测其电动势,多用电表的红表笔应与充电宝的______(“红导线”或“黑导线”)连接。
(3)图2为实物图,请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整______。
(4)记录被测充电宝实验时的电量百分比(开始时的电量百分比为100%)。将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关,依次减小滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电流表和电压表的示数,根据数据作出图像如图3,由图像可得充电宝的电动势______V(保留两位小数),内阻______Ω(保留两位小数)。
【答案】 作为保护电阻,以防止滑动变阻器调节过度导致短路 红导线 5.06/5.07/5.08 0.10/0.11/0.12
【详解】(1)[1] R0为定值电阻,在电路中作为保护电阻,以防止滑动变阻器调节过度导致电流过大或者短路。
(2)[2]根据多用电表电流“红表笔进黑表笔出”,可知多用电表的红表笔应与充电宝的正极,即红导线连接。
(3)[3]根据实验电路图可得实物图如下
(4)[4] 根据闭合回路欧姆定律可得
E=U+Ir
可得
U=E-Ir
根据图像在纵轴上的截距可得
E=5.07V
其内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值
28.(22-23高二上·吉林长春新解放学校·期末)如图甲为某多用电表内部简化电路图,与黑表笔相连的应是______选填“A”或“B”;作电流表使用时,选择开关应接______量程较大选填“1”、“2”、“3”、“4”或“5”。
【答案】 A 1
【详解】[1]欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,由图示电路图可知,与黑表笔相连的应是;
[2]由图示电路图可知,开关接1时电流表G与电阻并联且此时并联电阻阻值较小,因此选择开关应接1为电流表且量程较大;
29.(23-24高二上·辽宁大连第二十四中协作校·期末)某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为______cm;
(2)如图2所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×100”测量,读数为______Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为______ V。
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为,表头内阻,若要将它改装成量程为0.5A的电流表,应并联的电阻阻值为______ Ω。(保留两位有效数字)。
【答案】 11.050 800 3.30 0.10
【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][3]如果用欧姆挡“×100”测量,由图2可知读数为
如果用“直流5V”挡测量,由图2可知读数为3.30V。
(3)[4]要将它改装成量程为0.5A的电流表,设应并联的电阻阻值为,则有
可得
30.(23-24高二上·辽宁沈阳郊联体·期末)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节指针定位螺丝部件,使电表指针指向电流0刻度处
②将选择开关旋转到欧姆挡位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节部件_________(选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向“”。
④测量该定值电阻阻值。
(2)欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则下列说法或做法中正确的是( )
A.该电阻的阻值很大
B.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
C.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
(3)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻
D.丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
【答案】 T C BD/DB
【详解】(1)③[1]将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节欧姆调零旋钮,即部件T,使电表指针指向“”。
(2)[2]欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则说明该电阻的阻值很小,选择的挡过高,为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量,故选项AB错误,C正确。
故选C。
(3)[3]A.根据电流“红进黑出”,则甲图中用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接反了,选项A错误;
B.根据电流“红进黑出”,乙图用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确,选项B正确;
CD.因黑表笔接内部电源的正极,可知丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的正向电阻,丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻,选项C错误,D正确。
故选BD。
31.(23-24高二上·内蒙古部分名校·)万同学正在做“练习使用多用电表”实验,该同学正确操作,多用电表的表盘读数如图所示。
(1)如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为_____Ω。
(2)如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为_____V。
(3)使用多用电表测量电阻时,下列说法正确的是_____。
A.可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B.如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C.改变不同倍率的欧姆挡后,不必重新进行欧姆调零
【答案】 150 3.10/3.09/3.11/3.12 B
【详解】(1)[1]指针示数是15,如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为150Ω。
(2)[2]如果是用直流5V挡测量电压,因总格数为50格,即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
(3)[3]A.使用多用电表测量电阻时,应把待测元件从原电路断开,才能对其进行电阻测量,故A错误;
B.如果指针偏转过大,说明电阻很小,应将选择开关拨至倍率更小的挡位,故B正确;
C.改变不同倍率的欧姆挡后,欧姆表的内阻要发生变化,所以要重新进行欧姆调零,故C错误。
故选B。
32.(22-23高二上·辽宁丹东·期末)(1)如图所示,甲图为某一多用电表内部结构,关于此多用电表,下列说法正确的是______
A.开关S接到位置“2”时是电压挡
B.开关S接到位置“4”时是电流挡
C. 开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小
(2)某同学用该多用电表的欧姆挡测量某电阻的阻值,他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至______(选填“×10”或“×1k”)挡,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为______。
【答案】 C ×1k 13k
【详解】(1)[1] A.开关S接到位置“2”时,电阻与表头并联,分流作用,是电流挡,故A错误;
B.开关S接到位置“4”时,内部有电源,是欧姆挡,故B错误;
C.开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小,因为分压电阻小,故C正确。
故选C。
(2)[2][3] 他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,说明电阻太大,所以应该选择×1k挡位,使指针指向中间部分,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为13k。
33.某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路。地 城
考点03
测量电源电动势和内阻
(1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线___________;
(2)正确连接后。某次测量中电压表指针位置如图丙所示,其示数为___________V;
(3)测得的7组数据已标在如图丁所示坐标系上,用作图法作图,求干电池的电动势___________V和内阻___________(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)1.40
(3) 1.5 1.0
【详解】(1)实物图连线如图所示
(2)电压表读数为1.40V。
(3)[1]实物图连线如图
由闭合电路欧姆定律可得,
故纵截距为电动势
[2]斜率的绝对值为内阻
34.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)小明利用如图甲电路测量电池的电动势E和内阻r。
(1)根据实物电路图在方框乙中画出用符号表示的电路图______;
(2)调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丙所示的图像,由图可测干电池电动势_______,内阻_______Ω(已知电流表内阻为1.0Ω,内阻保留1位小数)。
(3)电动势的测量值_______(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) 1.40 1.0
(3)等于
【详解】(1)根据实物电路图,画出用符号表示的电路图如图所示
(2)[1][2]已知电流表内阻为1.0Ω,根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由丙图中的图像可得,
解得内阻为
(3)电流表相对于电源采用内接法,但电流表内阻已知,第(3)问中已经考虑了电流表的分压,所以电动势的测量值等于真实值。
35.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)某同学想要测量两节干电池的电动势和内阻,可选用的实验器材如下:
A.待测干电池
B.电流表A(量程0~0.6A)
C.电压表V(量程0~3V)
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.开关、导线若干
(1)选择合适的器材:滑动变阻器应选_______(填写所选器材前的符号);
(2)该同学采用如图甲所示的实验电路进行测量;
(3)现将测得的实验数据(电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示)描绘在如图乙所示的坐标纸上,并画出了U-I图像,根据图像可知电源的电动势,则电源内阻_______(结果保留2位小数);
(4)若不考虑偶然误差,实验测得的电动势_______(选填“大于”或“小于”或“等于”)其真实值。
【答案】 D 2.23(2.29也给分)(横坐标取0.34A或0.35A) 小于
【详解】(1)[1]干电池内阻比较小,为方便调节,滑动变阻器选最大阻值小的。
故选D。
(2)[2]根据
可知图线斜率为电源内阻,则
(3)[3]若考虑到电压表的分流作用,可知干路电流的真实值总大于测量值,由
可知,路端电压越大,电压表的分流越大,可大致画出路端电压与真实干路电流的图像,如图所示
对比图线可得E测<E真
36.(23-24高二上·辽宁县级重点高中协作体·期末)如图甲所示,宋同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学想尽可能准确地测量“水果电池”的电动势E和内阻r。
(1)该同学设计的实验电路图如图乙所示,已知待测“水果电池”的电动势约为2V,内阻约为几百欧,实验室备选的器材有:电流表a(量程为0~2mA、内阻约为50Ω),电流表b(量程为0~6mA、内阻为10.1Ω),滑动变阻器c(阻值范围为0~10Ω、允许通过的最大电流为1A),滑动变阻器d(阻值范围为0~400Ω、允许通过的最大电流为2A)。则实验时电流表应选择________(填“a”或“b”),滑动变阻器应选择________(填“c”或“d”)。
(2)该同学正确选择实验器材,正确连接电路,实验时多次调节滑动变阻器滑片的位置,根据记录的电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据,作出U-I图像,如图丙所示。该“水果电池”的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】 b d 1.95 247
【详解】(1)[1][2]由图可知,因为水果电池内阻较大,相对来说电流表内阻可以忽略,故可以采用电流表相对电源的内接法,为了便于测量,应选择阻值较大的滑动变阻器,故滑动变阻器应选择d;由于电源电动势约为2V,内阻约为几百欧,故电流表应选择b。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图线可得
所以
37.(24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端,做成了橙子电池,他通过实验发现如下现象:
(1)用数字电压表测得单个橙子电池两端的电压约为1V,将4个橙子电池与小灯泡串联,灯泡完好且检查电路均正常,却不能让额定电压为3V的小灯泡正常发光,原因可能是___________;
(2)为了测量单个橙子电池的电动势和内阻,现将橙子接在如图甲所示电路中,其中,电流表A(量程为0~300μA,内阻为100Ω),电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω);
(3)连接好电路后,闭合开关,调节电阻箱,读取电流表的示数I和对应的电阻箱的阻值R,记录了6组数据,如下表所示,在乙图坐标纸中作出图像___________;
R/kΩ
8
7
6
5
4
3
9.8
8.7
7.6
6.6
5.6
4.5
(4)在乙图中作出图像,并根据图像计算出橙子电池的电动势E=___________V,内阻r=___________kΩ。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 小灯泡的电阻远小于电池的内阻 见解析 0.91
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可知,串联后小灯泡的电阻远小于电池的内阻,小灯泡得到的电压远小于额定电压,所以小灯泡不发光。
(2)画出图像如图
(3)根据
解得
由图像可知,
38.(24-25高二上·内蒙古包头·期末)某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。先将电压表正接线柱接a位置,闭合开关,他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表有示数且保持不变,在其他连接不变的情况下,再将电压表正接线柱由a位置移到b位置,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表和电压表均无示数。
(1)电路中的故障是______;
A.滑动变阻器断路 B.电流表断路
C.滑动变阻器短路 D.电流表短路
(2)实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在b处,闭合开关,调节滑片的位置,记录相应的电压表和电流表的示数,根据记录的数据作出图像,如图乙。则干电池的电动势为______V(保留3位有效数字)、内阻为______Ω(保留2位有效数字),电动势的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)B
(2) 1.58 0.65/0.66 等于
【详解】(1)电压表“+”接线柱接a位置,闭合开关,他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表有示数且不变,可能是滑动变阻器断路,也可能是电流表断路;再将电压表“+”接线柱接由a位置移到b位置,发现无论怎样移动滑片,电流表和电压表均无示数,说明是电流表断路。
故选B。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
根据图像斜率与截距可知V,
[3]当电流为0时,可认为电路断路,此时电压表示数等于电动势,则测量值等于真实值。
39.(24-25高二上·内蒙古通辽霍林郭勒第一中学·期末)现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为,已知该电池允许输出的最大电流为50mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9999,R0是定值电阻,起保护电路的作用.
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:本实验应选________.
A.10 2.5W B.100 1.0W C.200 1.0W D.2000 5.0W
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图实所示的图线(已知该直线在y轴的截距为0.1V-1).则根据该同学所作出的图线可求得电池的电动势E为________V,内阻r为______(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)C
(2) 10 46
【详解】(1)R0是定值电阻,起保护电路的作用。已知该电池允许输出的最大电流为50mA,当电阻箱短路时,有
故选C。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由题图图像可得
,
解得
,
40.(24-25高二上·内蒙古部分名校·期末)“有为”学习小组准备测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻。
(1)同学们设计出了图甲和图乙所示的两种实验电路,两实验电路的不同之处在于是否加接定值电阻。考虑到新电池的内阻比较小,经过讨论,同学们选择_____________(填“甲”或“乙”)实验电路进行实验。
(2)实验室的老师为同学们提供了所需的实验器材,同学们选择了量程为的电压表和量程为的电流表,备选的滑动变阻器有2个,分别为滑动变阻器C(最大阻值为)、滑动变阻器D(最大阻值为),你认为应选用_____________(填“C”或“D”)。
(3)同学们正确选择实验器材并进行实验,实验中改变滑动变阻器的阻值,测出多组电流表和电压表的示数,根据实验数据绘出的图线如图丙所示,则该电池组的电动势_____________V、内阻_____________Ω。(结果均保留两位小数)
【答案】(1)乙
(2)C
(3) 3.00 1.00
【详解】(1)因新电池的内阻比较小,为起到保护电路作用,应在电路中增加定值电阻,故选乙实验电路进行实验。
(2)为便于调节,减小实验误差,则选最大阻值较小的滑动变阻器。
故选C。
(3)[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有
可知图线的纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示,则有,
解得
41.(23-24高二上·内蒙古通辽科尔沁左翼中旗实验高级中学·期末)某实验小组利用如图甲所示的电路测定一节电池的电动势和内阻,备有下列器材:
①待测电池,电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表,量程0.6A
③电压表,量程1.5V④滑动变阻器,0~20Ω⑤开关一个,导线若干
(1)按电路图将实物(如图乙所示)连接起来______。
(2)小组由实验数据作出的U-I图像如图丙所示,由图像可求得电池电动势为______V,内阻为______Ω。
【答案】 1.45 2.9
【详解】(1)[1]按电路图将实物连接起来,如图所示。
(2)[2]由闭合电路欧姆定律可得
可知U-I图像在U轴上的截距为电池电动势的大小,则有
[3]U-I图像斜率大小是电池的内阻值,则有
42.(23-24高二上·内蒙古赤峰松山区·期末)图甲所示,将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池,某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下:
A.待测水果电池(电动势约,内阻小于)
B.滑动变阻器(阻值);
C.滑动变阻器(阻值);
D.电压表(量程,内阻约);
E.毫安表A(量程,内阻为);
F.开关一个,导线若干。
(1)为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻,已提供的如图乙、丙所示的两个测量电路图,应选______(填“乙”或“丙”);滑动变阻器应选______(填“B或“C”)。
(2)该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丁所示,根据图线求出这个水果电池的电动势为______V、内阻为______(保留三位有效数字)。
【答案】 乙 C 0.980 713
【详解】(1)[1]毫安表的内阻已知,毫安表的分压值可计算得出,为减小实验误差,测量电路图应选乙。
[2]待测水果电池阻值内阻小于,滑动变阻器采用限流式接法,为调节方便,获取更多组数据,滑动变阻器应选C。
(2)[3]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
水果电池的电动势为
[4]图象斜率的绝对值为
内阻为
43.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为),小南同学设计了如图甲、乙所示实验电路图。已知电流表的内阻,电压表的内阻约为,滑动变阻器最大电阻为、额定电流为1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移至最左端;
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变变阻器的接入阻值,分别记录甲和乙几组电压表示数U和对应的电流表示数I,将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像,如图丙所示;
(3)用图乙的电路进行实验,得到的图像为图丙中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
(4)从减少系统误差角度考虑,该实验宜选用图________(选填“甲”或“乙”)实验电路;用该图测得的电源的内阻________(选用、、、、、表示)。
【答案】 Ⅱ 甲
【详解】[1]对题图甲,根据闭合电路欧姆定律可得
可知,当I是零时,对应
对题图乙,根据闭合电路欧姆定律可得
可知,当I是零时
则可知标记为Ⅰ的图线是采用实验电路甲测量得到的,标记为Ⅱ的图线是采用实验电路图乙测量得到的。
[2][3]由于电流表的内阻已知,则宜选图甲实验电路,采用图甲实验电路测量得到的图丙中图线Ⅰ的斜率的绝对值为
另外,根据图甲电路对应的U与I的关系
可知
联立得
44.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨第四中学校·期末)某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”,设计实验电路图如图1所示。
(1)两只数字多用表分别作为电压表和电流表,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压挡粗测其电动势,多用电表的红表笔应与充电宝的___________(“红导线”或“黑导线”)连接。
(2)图2为实物图,请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整_________。
(3)记录被测充电宝实验时的电量百分比(开始时的电量百分比为100%)。将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关,依次减小滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电流表和电压表的示数,根据数据作出U-I图像如图3,由图像可得充电宝的电动势___________V(保留两位小数),内阻___________Ω。(保留两位小数)
(4)当充电宝电量为80%、60%、40%、20%、5%时重复上述实验操作,得到不同电量下各组U、I的实验数据,算出对应的电动势和内阻如下表:
电量/%
100
80
60
40
20
5
充电宝电动势/V
5.04
5.00
5.04
5.14
5.08
充电宝内阻/Ω
0.21
0.20
0.21
0.25
0.15
根据表中数据,忽略测量的偶然误差,你认为充电宝的电动势与储电量有什么样的关系?___________________________
【答案】 红导线 5.06/5.07/5.08 0.10/0.11 充电宝的电动势受充电宝电量影响很小,基本保持不变
【详解】(1)[1]根据多用电表电流“红表笔进黑表笔出”,可知多用电表的红表笔应与充电宝的正极,即红导线连接。
(2)[2]根据实验电路图可得实物图如下
(3)[3] 根据闭合回路欧姆定律可得图像在纵轴上的截距表示电动势,图像的斜率表示内阻,根据图像可得5.06V~5.08V均算正确。
[4]则内阻为
0.10~0.11均算正确。
(4)[5]由表格数据可知,充电宝的电动势受充电宝电量影响很小,基本保持不变。
45.某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。地 城
考点04
其他电学实验
(1)当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带______(选填“正”或“负”)电。
(2)开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“2”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图乙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是______。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将______(选填“减小”、“不变”或“增大”)
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA∙s,则电容器的电容C=______F(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)正
(2) 电荷量 不变
(3)8.3×10-4
【详解】(1)当开关S接“1”后,电源给电容器充电,根据充电电流方向可知,电容器上极板带正电,下极板带负电。
(2)[1]当开关S接“2”,电容器进行放电,I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量;
[2]只增大电阻R的阻值,只是使得放电过程变慢,而放电的电荷量不变,则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。
(3)根据电容的定义式可得
46.(20-21高一下·黑龙江大庆铁人中学·期末)某研究性学习小组做“用传感器观察电容器的充电和放电”的实验,把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先将开关S拨至1端,电源向电容器充电,然后将开关S拨至2端,电容器放电,与电流传感器相连接的计算机记录这一过程中电流随时间变化的线,如图乙所示。
(1)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是________。(填正确答案标号)
A.电容器充、放电过程中,外电路有电流
B.电容器充、放电过程中,外电路有恒定电流
C.电容器充电过程中,电源提供的电能全部转化为内能
D.电容器放电过程中,电容器中的电场能逐渐减小
(2)在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间的电压________;在形成电流线2的过程中,电容器的电容________。(均选填“逐渐增大”“不变”或“逐渐减小”)
(3)曲线1与横轴所围面积________(选填“大于”“等于”或“小于”)曲线2与横轴所围面积。
【答案】 AD 逐渐增大 不变 等于
【详解】(1)[1]AB.由I-t图像可知,电容器充、放电过程中,外电路中有电流,电流不断变化,A正确,B错误;
C.电容器充电过程中,电源提供的电能一部分转化为内能,一部分转化为电容器的电场能,C错误;
D.电容器放电过程中,电容器中的电场能逐渐减小,D正确;
故选AD;
(2)[2][3]在形成电流曲线1的过程中,电容器充电,电容器两极板间的电压逐渐增大;电容器的电容不随电压及电荷量的变化而变化,在形成电流线2的过程中,电容器的电容不变;
(3)[4]根据
可知图像与坐标轴围成的面积等于电容器充电或放电电量,电容器充电的电量等于放电的电量,故曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积。
47.(21-22高一下·辽宁实验中学、鞍山一中等五校·期末)图甲是一种测量电容器电容的电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q,从而求出待测电容器的电容C。某同学在一次实验时的情况如下:
A.按如图甲所示的电路图接好电路
B.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是,电压表的示数
C.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流i的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上,如图乙中小黑点所示。
(1)在图乙中画出i-t图像;( )
(2)若图像与i轴t轴围成图形对应方格数按34计算,该电容器电容为___________F(结果保留两位有效数字);
(3)若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的真实值___________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】
偏小
【详解】(1)[1]根据图中画出的点作平滑的曲线作图如图所示
(2)[2]由
知电荷量为图像与坐标轴所包围的面积,则面积的物理意义为电容器在开始放电时所带的电荷量;图乙中图线与坐标轴所围成面积约为34格,即电容器的电荷量为
则有
(3)[3] 电容的测量值比它的真实值偏小,原因是若把电压表接在E、D两端,则电容器在放电时,有一部分电量会从电压表中通过,从而使得通过电流表中的电量小于电容器的带电量,从而使电容的测量值比它的真实值偏小。
48.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)老师在课堂上进行了一项有趣的实验,具体如下:老师利用直流电源对电容器进行充电。实验中使用的电容器标有“450V ”的铭牌,闭合开关后对电容器进行充电,经过一段时间,观察到电压表的读数是285V。
(1)实验过程中,同学们发现______。
A.灯泡逐渐变亮后逐渐变暗直至熄灭
B.灯泡立即变亮后立即熄灭
C.灯泡立即亮后不熄灭
D.灯泡立即亮后逐渐变暗直至熄灭
(2)一段时间后,电容左侧极板带______电(填“正”或“负”),电容器储存的电荷量为______。
【答案】(1)D
(2) 正 2.85
【详解】(1)电容器充电过程中,开始时电路中有充电电流,灯泡立即变亮,随着电容器电荷量增加,电压逐渐接近电源电压,充电电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,当电容器充满电后,电路中无电流,灯泡熄灭,所以选D。
(2)[1]电容器的A极板接电源的正极,所以A极板带正电。
[2]根据电容的定义式计算电荷量
49.(24-25高一下·辽宁重点中学协作校·期末)在研究新型纳米材料制成的电容器性能时,科研小组设计如下实验:将两片镀有纳米氧化钛绝缘层的石墨烯电极平行放置,组成平行板电容器,电极通过导线与高精度静电计相连。实验过程中,通过精密机械装置改变极板间距,同时向两极板间缓慢注入不同配比的绝缘硅油和蓖麻油混合液(介电常数可调),以此来探究电容的变化规律。实验时保持电容器电荷量Q恒定不变。
(1)实验前需校准设备,下列操作错误的是______;
A.闭合电路前,检查静电计金属球与电极是否良好接触
B.为消除残余电荷影响,每次实验前需用导线短接两极板放电
C.缓慢注入绝缘混合液,可使溶液分布均匀,从而保证介电常数的均匀性
D.调节电极间距时,无需关注纳米涂层因机械挤压导致的微小形变
(2)一般来说,介电常数随着蓖麻油比例的提高而增大。若保持电极间距和电极材料不变,仅增加溶液中蓖麻油的比例,会发现静电计指针张角______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)在实验过程中,若不慎将少量金属碎屑掉入两极板间(碎屑未接触两极板),下列说法正确的是______。
A.金属碎屑会使两极板间等效距离减小,电容增大
B.金属碎屑会导致极板间发生短路,电荷量变为0
C.金属碎屑会使绝缘混合液的介电常数发生改变,影响电容
D.金属碎屑对实验结果无明显影响
【答案】(1)D
(2)减小
(3)A
【解析】【小题1】A.检查静电计金属球与电极的接触是实验前的常规操作,A正确;
B.每次实验前短接放电,是为了消除残余电荷,B正确;
C.缓慢注入绝缘液有助于均匀分布,从而保证介电常数均匀,C正确;
D.纳米涂层的微小形变可能影响极板间距或电容,因此调节间距时应关注形变,此操作错误。D错误;
故选D。
【小题2】仅增加溶液中蓖麻油的比例,介电常数随着蓖麻油比例的提高而增大。
由于电容的定义式
保持电极间距和电极材料不变,可知电容随的增大而增大
而实验时保持电容器电荷量Q恒定不变,电势差
可知电势差随电容的增大而减小,由于静电计指针张角反映的大小,故静电计指针张角减小。
【小题3】A.金属碎屑相当于在两极板间插入导体,会减小等效距离,由于电容的定义式
可知电容增大,故A正确;
B.碎屑未接触两极板,不会导致短路,故B错误;
C.金属碎屑不会改变绝缘混合液的介电常数,故C错误;
D.金属碎屑会影响电容,故D错误;
故选A。
50.(23-24高一下·辽宁大连大连育明高级中学·期末)某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,采用的实验电路如图所示。
(1)在下列图像中,表示电容器充电和放电过程中,通过传感器的电流随时间变化的图像为________
A. B.
C. D.
(2)将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为________(选填“a到b”或“b到a”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示,其中对应电容为的充电过程图像是________(选填“①”或“②”)
【答案】(1)A
(2)b到a
(3)①
【详解】(1)将开关先与1端闭合,电容器与电源相连,进行充电,充电过程,随着电容器电荷量的增大,极板间电压逐渐增大,充电电流逐渐减小,当极板间电压等于电源电动势时,充电结束,电流为0;再将开关与2端闭合,电容器放电,通过传感器的电流方向与充电过程的电流方向相反,随着电容器电荷量的逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小为0。
故选A。
(2)由电路图可知,电容器充电时,上极板带正电,则将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为b到a。
(3)用同一电路分别给两个不同的电容器充电,则充电完成后,两电容器两端电压相同,根据
可得
可知图像中图线的斜率表示电容的倒数,因为电容器的电容,所以对应电容为的电容器充电过程图像是①。
51.某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电解电容器的充、放电现象:
(1)根据图甲连接实物图__________;
(2)电容器充电完毕后,把开关S接2时,其放电电流随时间变化图像如图乙所示(),按“四舍五入”(大于等于半格算一格,小于半格舍去)数格法,由图乙可知电容器所带电荷量为__________C(结果保留两位有效数字);
(3)如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻,会使电路中的电流变小,则乙图所示的放电时间__________(选填“变长”“变短”“不变”)。
【答案】(1)见解析
(2)
(3)变长
【详解】(1)根据图甲电路图,实物连线如图所示
(2)由图乙可知,图线与横轴所围的面积中大约有14个小方格,则电容器所带电荷量为
(3)如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻,会使电路中的电流变小,由于图线与横轴围成的面积表示电荷量,却所围成的面积大小不变,由于放电过程的电流变小,则乙图所示的放电时间变长。
52.(22-23高二上·辽宁沈阳五校协作体·期末)“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图所示,已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置,经判断:当电流从左接线柱流入时指针左偏;电流从右接线柱流入时指针右偏。请根据所学知识回答下列问题:
(1)电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,灵敏电流计指针会______偏(填“左”或“右”)。
(2)将开关S扳到a,让电源给电容器充电结束后,保持开关位置不变,若将电容器中间插入一层有机玻璃板,则在插入过程中灵敏电流计指针_____偏(填“左”或“右”)。
(3)电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,用电流传感器通过计算机观察到电流随时间变化的情况是___________。
A. B. C. D.
【答案】 左 右 C
【详解】(1)[1]电容器充电结束后,由电路图可知电容器上极板带正电,下极板带负电;将开关S扳到b放电的过程中,可知电流从左接线柱流入灵敏电流计,则灵敏电流计指针会左偏。
(2)[2]将开关S扳到a,让电源给电容器充电结束后,保持开关位置不变,若将电容器中间插入一层有机玻璃板,根据
,
可知电容器电容变大,电容器电荷量增加,电容器继续充电,可知电流从右接线柱流入灵敏电流计,则灵敏电流计指针会右偏。
(3)[3]电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,设放电回路的电阻为,则放电电流为
结合
可得
放电过程,电容器电荷量逐渐减少,则放电电流逐渐减小;电流的变化率为
可知电流的变化率随电流的减小而减小,即图像的切线斜率绝对值逐渐减小。
故选C。
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