2026届高三物理二轮夯实基础导学案 专题23:电学实验
2025-12-28
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摘要:
该高中物理高考复习学案系统梳理电学实验专题,涵盖电容器充放电、电阻率测量、多用电表使用、电源电动势内阻测定、变压器电压匝数关系及半偏法测电阻等核心考点,通过典例分析与能力训练的层级架构,以问题驱动引导学生自主构建实验原理与操作规范的知识网络。
亮点在于融入科学探究与科学思维素养的自主学习设计,如电容器放电图像面积分析、电阻率测量误差讨论等任务,能力训练题从基础诊断到综合应用分层设置,帮助学生自主发现薄弱环节,教师可依据学情精准指导,有效提升复习实效。
内容正文:
专题23 电学实验
观察电容器充放电现象
【典例分析】
例1.如图甲所示电路,当单刀双掷开关S掷向1端,电源向电容器充电。然后将开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化的曲线。开关S掷向2端时,流经电流传感器的电流方向___________(填“从A到B”或“从B到A”);放电过程中电容C___________(均填“变大”“变小”或“不变”):图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的___________。
【能力训练】
1.如图甲所示是某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路图,其中电源的电动势为。先使开关与1相连,充电结束后把开关掷向2,电容器通过电阻箱放电。传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。
(1)若规定计算机一侧为左,则时,流过电阻箱的电流方向向_________(填“左”或“右”)。
(2)图乙中放电曲线与坐标轴所围面积为S,则可估算出该电容器的电容_________。
(3)一同学在深入研究的过程中发现:当改变一个或几个物理量时,图像会发生有规律的变化,图中的虚线示意了4种可能的变化情形。如果只增大电阻,则图像的变化应该是_________;如果只增大电容器板间距,则图像的变化应该是_________。(填写相应选项的字母)
A. B. C. D.
测量电阻丝的电阻率
【典例分析】
例2.用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为3kΩ,某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ。
(1)该实验小组用刻度尺测量其长度L、螺旋测微器测量其直径D,某次直径测量结果如图所示:D=______mm;
(2)实验使用的滑动变阻器的阻值为0~20Ω,请将如图实际测量电路补充完整______。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______端(填“a”或“b”);
(4)某次实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率,则表达式为ρ=______。
【能力训练】
1.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测电阻丝的电阻约为6Ω。某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值,其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为________cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值,其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为________mm。
(2)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时,提供下列供选择的器材:
A.直流电源(电动势约为4.5V,内阻很小) B.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约2Ω) D.滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,最大允许电流1A)
E.开关、导线若干
(3)根据上面选择的器材,在图中完成实验电路的连接完整________。
(4)采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。测得金属丝两端的电压为U,通过金属丝的电流为I。则电阻的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
2.某实验小组要测量一种新型导电材料的电阻率,取一块厚度均匀的正方形此导电材料,如图甲所示。
(1)实验小组先用多用电表的欧姆挡粗测AB边与CD边之间的电阻,机械调零、欧姆调零后,选择“”挡,按正确的操作步骤来测量,表盘的示数如图乙所示,则阻值______;
(2)实验小组选用如下实验器材采用伏安法,再来精确测量电阻,器材及其符号和规格如下:
A.电池组(,内阻不计) B.定值电阻()
C.定值电阻() D.电流表(量程为5mA,内阻为)
E.电流表(量程为15mA,内阻约为) F.滑动变阻器R(最大阻值,允许通过的最大电流为0.5A)
G.开关导线若干
为了减小实验误差,要求电表的测量值在量程的以上,定值电阻应该选择______(选填“”或“”),在方框中画出合适的电路图,并标上各器材的符号_______;
(3)实验前用螺旋测微器测出这种材料的厚度d,其示数如图丙所示,则______mm;
(4)若实验中电流表、的示数分别为、,则待测电阻______(用实验测得的物理量符号和题设中给出的物理量符号来表示);可得导电材料的电阻率为______(用和测得的物理量符号表示)。
3.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5,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:
A.电池组(3V、内阻l) B.电流表(0~3A,内阻0.0125)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125) D.电压表(0~3V,内阻4k)
E.电压表(0~15V,内阻15k) F.滑动变阻器(0~20,允许最大电流lA)
G.滑动变阻器(0~2000,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)某同学采用了如图所示的部分电路测量电阻,则测量值比真实值偏________(选填“偏大”或“偏小”)。根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是________。
(3)在本实验中,某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度和直径如图所示,则其长度为________cm,直径为________mm。
4.某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.电流表(内阻,满偏电流) B.电流表内阻约为,量程为
C.定值电阻 D.滑动变阻器(,)
E.干电池组(,) F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为___________mm;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为___________mm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用___________挡填“”或“,换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为___________。
(3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,要求尽可能精确测量金属棒的阻值____。
(4)若实验测得电流表示数为,电流表示数为,则金属棒电阻的表达式为___________。用、、、表示
练习使用多用电表
【典例分析】
例3.图(a)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;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250μA,内阻为480Ω。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×100Ω挡。
(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置;
B.使用欧姆挡时,先将选择开关旋至欧姆档,然后两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置;
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置;
(3)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为______;若此时B端是与“3”相连的,则读数为______;若此时B端是与“5”相连的,则读数为______。
【能力训练】
1、(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旋动部件________,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______。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,请从下列选项中挑出合理的步骤。并按________的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1 k”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,对电表进行校准
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为______ Ω;若测的是直流电流,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为________ mA;若测的是直流电压,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为________ V。
测电源电动势和内阻
【典例分析】
例4.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和图像如下,回答下列问题:
(1)如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在___________处
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个 B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.滑动变阻器(0~1750Ω) D.电压表(0~3V)
E.电压表(0~15V) F.电流表(0~0.6A)
G.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选___________,电流表应选___________,电压表应选___________。(填字母代号)
(3)如图是根据实验数据画出的图像。由此可知这个干电池的电动势E=___________V,内电阻r=___________。
例5、⑴某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值,他们先用多用电表进行粗测,测量出Rx的阻值约为18Ω左右.为了进一步精确测量该电阻,实验台上有以下器材:
A.电流表(量程15mA,内阻未知) B.电流表(量程0.6A,内阻未知)
C.电阻箱(0~99.99Ω) D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电源(电动势约3V,内阻约1Ω) F.单刀单掷开关2只 G.导线若干
甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材,按照如下步骤完成实验:
a.先将电阻箱阻值调到最大,闭合S1,断开S2,调节电阻箱阻值,使电阻箱有合适的阻值R1,此时电流表指针有较大的偏转且示数为I;
b.保持开关S1闭合,再闭合开关S2,调节电阻箱的阻值为R2,使电流表的示数仍为I.
①根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择_______,电阻箱应选择_______ (选填器材前的字母)
②根据实验步骤可知,待测电阻Rx= ____________________(用步骤中所测得的物理量表示).
⑵同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻.若已知所选电流表的内阻RA=2.0Ω,闭合开关S2,调节电阻箱R,读出多组电阻值R和电流I的数据;由实验数据绘出的-R图象如图乙所示,由此可求得电源电动势E=________ V,内阻r= ____ Ω.(计算结果保留两位有效数字)
【能力训练】
1.某实验小组要测定一电池组的电动势和内阻,选用器材如下:
待测电池组(电动势约为,内阻约为)
电压表(量程,内阻约为)
电流表(量程,内阻约为)
滑动变阻器(,额定电流)
(1)要求测量结果尽量准确,应选用甲、乙两电路图中的_________图电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_________端;(填“”或“”)
(3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数,并作出图像,如图丙所示。根据图象可知,电池组的电动势为__________,内阻为_________。(小数点后均保留两位)
2、某实验探究小组利用下列实验器材测量电池的电动势和内阻。
A.待测电池 (电动势约1.5 V,内阻r较小)
B.灵敏电流表G(量程0~100 mA,内阻rg=18 Ω)
C.电阻箱R(0~10.00Ω)
D.各种型号的定值电阻
E.开关及导线若干
(1)为了满足实验要求,该实验小组首先把现有的灵敏电流表改装成0~0.6A的电流表,改装时应并联一个阻值_______Ω的定值电阻。
(2)该实验小组利用改装后的电流表和上述器材用图甲所示电路来测电源的电动势和内阻。
①实验时,在闭合开关前,电阻箱的阻值应调至____(填“最大值”或“最小值”)。
②图乙是实验小组由实验数据绘出的-R(其中I为改装后电流表的示数)图像,根据图像及条件可求得电源的电动势E=___V,内阻r=___Ω。(结果均保留两位有效数字)
3、某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,R为电阻箱,干电池的工作电流不宜超过0.5 A。实验室提供的器材如下:电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω);开关、导线若干。
(1)请根据电路图在实物图中画出连线,将器材连接成实验电路。
(2)实验时,改变电阻箱R的值,记录电压表的示数U,得到若干组R、U的数据。
根据实验数据绘出如图所示的-图线。由图象得出电池组的电动势E=_____ V,内阻r=_______ Ω。
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【典例分析】
例6.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中,如图所示为可拆变压器,
(1)线圈1匝数比线圈2匝数多,则线圈1导线比线圈2导线______;
A.粗一些 B.细一些
(2)下列有关说法正确的是______;
A.实验中铁芯有发热现象是由于线圈和铁芯之间绝缘不好
B.实验所用电压不超过12V,这样可以随意接触裸露的导线、接线柱
C.多用电表测量电压时先用小量程挡测试,确定范围后再选择适当量程进行测量
D.变压器原线圈相对电源而言起负载的作用,副线圈相对负载而言起电源的作用
(3)变压器的工作原理是利用了______现象;实验过程中“保持原线圈匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响”,这是运用______的方法。
【能力训练】
1.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器结构如图所示。
(1)变压器的铁芯,它的结构和材料是______;(填字母)
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______(填“多”或“少”)
(3)若原线圈和副线圈的匝数比为,实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的,造成这种误差的原因可能是_______。
A.铁芯漏磁 B.线圈电阻产生少许电热 C.少许涡流损失 D.输入电压不稳定
(4)用匝数匝和匝的变压器,实验测量数据如表:
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断原线圈匝数为________匝。(填“400”或“800”)
(5)某同学仔细观察铁芯是由相互绝缘的零碎合金片平行平面叠压而成,如图,这样制作铁芯的目的是________。
半偏法测电阻
【典例分析】
例7.某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有:
A.微安表头G(量程300,内阻约为几百欧姆) B.滑动变阻器(0 ~10)
C.滑动变阻器(0~50) D.电阻箱(0~9999.9)
E.电源(电动势约为1.5V) F.电源(电动势约为9V)
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻,实验步骤如下:
①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;
②断开,闭合,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;
③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200,记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中电源应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。
(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻Rg与R的关系式为Rg=______。
(3)实验测得G的内阻Rg=500Ω,为将G改装成量程为0.3 A的电流表,应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)
(4)接着该同学利用改装后的电流表A,按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250处,则Rx=_______Ω。(保留一位小数)
【能力训练】
1.利用如图所示的电路测量一个满偏电流为300μA,内阻rg约为几十到几百欧姆的电流表的内阻值,有如下的主要实验器材可供选择:
A.滑动变阻器(阻值范围0~30 kΩ)
B.滑动变阻器(阻值范围0~10 kΩ)
C.电源(电动势3V,内阻不计)
D.电源(电动势6V,内阻不计)
(1)为了使测量尽量精确,在上述可供选择的器材中,滑动变阻器R应选用________,电源E应选用__________.(选填器材前面的字母序号)
(2)实验时要进行的主要步骤有:
A.断开S2,闭合S1 B.调节R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合S2 D.调节电阻箱R’的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的三分之一
E.记下此时R’的阻值为90 Ω
则待测电流表的内阻rg的测量值为______ Ω,该测量值______电流表内阻的真实值.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
专题23 电学实验
例1. 从A到B 不变 电荷量
【详解】[1]电容器充电时上极板与电源的正极相连,所以上极板带正电,当放电时,电流由正极板流向负极板,所以流经电流传感器的电流方向从A到B;
[2]电容器的电容与电容器的本身决定
与存储电荷量的多少无关,所以放电过程中电容C不变;
[3]根据Q=It
可知,图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。
1. 左 A C
【详解】(1)[1]根据题意,由图甲可知,开关与1相连时,给电容器充电,上极板与电源正极相连,带正电,则开关掷向2时,电流由电容器上极板流出,则流过电阻箱的电流方向向左。
(2)[2]根据题意可知,电容器充电结束时,电容器两端电压等于电源电动势,由公式可知,图乙中放电曲线与坐标轴所围面积为电容器充电结束时极板上的电荷量,则由公式可得,该电容器的电容为
(3)[3]根据题意,只增大电阻,由于电容器两端电压等于电源电动势不变,由公式可知,开始放电时的电流减小,由公式可知,电容器所带的电荷总量不变,所以图线与坐标轴围成的面积不变,故选A。
[4]根据题意,由公式可知,增大电容器板间距,则电容器电容减小,由于电容器两端电压等于电源电动势不变,由公式可知,开始放电时的电流不变,由公式可知,电容器所带的电荷总量减小,则图线与坐标轴围成的面积减小,故选C。
例2. 6.700 a
【详解】(1)[1]由图可得,其直径D为
(2)[2]因为待测电阻约为3千欧,则电流表应该内接,且滑动变阻器应该采用分压式接法,故电路如图
(3)[3]闭合开关前,应该让待测电阻两端分的电压为零,即滑动变阻器的滑片应置于a (左)端;
(4)[4]由电阻定律变形可得
其中
联立解得
1、【答案】24.14 0.700 见解析 偏小
【解析】
(1)[1]毫米刻度尺读数要估读到0.1mm,故读数为241.4mm=24.14cm;
[2]螺旋测微器固定刻度读数为0;半刻度读数0.5mm;可动刻度读数20.0×0.01mm=0.200mm,故金属丝的直径为0.700mm;
(3)[3]因,则采用安培表外接,滑动变阻器用限流接法,连接实物连线图,如图所示:
(4)[4]由于采用了安培表外接法,电压表的分流作用会使电流测量值I偏大,而电压测量值U准确,故根据欧姆定律,电阻测量值偏小;
2. 150 2.150
【详解】(1)[1]选择“”挡,由图可知,待测电阻阻值为
(2)[2][3]实验器材中没有电压表,电流的内阻已知,所以应用电流与定值电阻串联改装成电压表,电源的电动势为1.5V,串联的电阻为
所以定值电阻应选择,电流表内阻未知,所以应用外接法,即如图所示电路
此接法两表恰好几乎同时满偏。
(3)[4]由螺旋测微器读数规则,可知新型导电材料的厚度
(4)[5][6]根据电路的特点并联支路电压相等,则被测电阻两端的电压
由伏安法解得
设该正方形导电材料的边长为a,厚度为d,根据电阻的定律有
解得该正方形导电材料电阻率
3. ACDFH 偏小 电流增大,电阻丝温度升高,阻值变大 10.025 4.478
【详解】(1)[1]由题图可知,测量电阻需要电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线,由于电路中的最大电流约为
因此电流表应选C,由于电池组的电动势为3V,因此电压表应选D,由于电路中的电压从零开始变化,滑动变阻器应用分压式接入电路,所以应选阻值较小的便于操作,即选F,则器材中应选用的是ACDFH。
(2)[2]由题图的测量电路可知,由于电压表的分流作用,使电流表的测量值比真实值偏大,由可得,电阻的测量值比真实值偏小。
[3]由测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是:随电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻值增大。
(3)[4]游标卡尺的主尺读数为10cm,游标尺的第5个刻度线与主尺的某刻度线对齐,游标尺是20分度,因此游标尺的读数为
5×0.05mm=0.25mm=0.025cm
则电阻丝的长度为
10cm+0.025cm=10.025cm
[5]螺旋测微器的固定刻度读数为4mm,可动刻度读数为
48.8×0.01mm=0.488mm
直径为
4mm+0.478mm=4.478mm
4. 6.122##6.123##6.124##6.125##6.126 102.30 ×1Ω 10.0##10
【详解】(1)[1]由图知,螺旋测微器固定刻度为6mm,可动刻度为
12.4×0.01mm=0.124mm
故金属棒直径为
6mm+0.124mm=6.124mm
考虑到估读,6.122mm至6.126mm均算正确;
[2]游标卡尺主尺读数为102mm,又游标尺第6条刻度与主尺对应最齐,故游标尺读数为
6×0.05mm=0.30mm
故金属棒长度为
102mm+0.30mm=102.30mm
(2)[3][4]指针偏转角度过大,说明选取倍率太大,故应换用×1Ω挡,由图像可知,刻度读数为10.0Ω;
(3)[5]因为没有电压表,且电源电动势为6V,为了测电压的安全,应该将改装为电压表,即串联一个定值电阻,由于改装成的电压表的内阻远远大于待测电阻值,应采用电流表A2外接,能够更为精确测量,控制电路为了使得测量范围广泛一些,应采用滑动变阻器的分压式接法,设计电路如下图所示
(4)[6]由实验原理图,根据串并联电路特点,有
整理得
例3、【答案】黑 B 1.25mA 1500Ω 2.50V
【解析】
(1)[1] 图(a)中的A端与黑色表笔相连接。
(2)[2]可变电阻R6的作用是进行欧姆调零,即使用欧姆挡时,先将选择开关旋至欧姆档,然后两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,AC错误,B正确。
故选B。
(3)[3]B端接 “1”、 “2”时是电流挡。接“1”和“2”时电路总电流分别为
因为
则接“1”时是直流电流2.5 mA 挡,则多用电表读数为1.250mA。
[4] B端是与“3”相连是欧姆挡,则多用电表读数为。
[5]B端是与“5”相连是直流电压5 V挡,则多用电表读数为2.50V。
1、【答案】(1)①S ③T 0刻线 ④ADC (2)1700 47 23.5
【解析】(1)使用前要进行机械调零,使指针指向左边电流的零刻度处,使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零,使指针指向右边电阻的零刻度处。由于测量时,指针从无穷大电阻值开始偏转,偏角过小,说明须增大倍率,使指针指向欧姆表中间刻度附近。
(2)若用“×100”挡测电阻,指针读数为:17.0×100 Ω=1700 Ω
若用量程100 mA测直流电流,看中排刻度线,此时最小刻度是2 mA,要估读到最小刻度的同一位,并按二分之一估读,指针靠近46 mA和48 mA的“中间线”,所以读数为47 mA。
若用量程50 V测直流电压,看中排刻度线,此时最小刻度是1 V,要估读到最小刻度的下一位,读数为23.5 V。
例4、【答案】a B F D 1.5 1
【解析】
(1)[1]在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在a处,使滑动变阻器的阻值最大。
(2)[2]为了操作方便,滑动变阻器应选B。
[3]干电池的最大电流不宜超过0.6A,故电流表选F。
[4]干电池电压为1.5V左右,电压表应该选择D。
(3)[5]题中 图像的纵截距即为电池的电动势,为1.5V。
[6]题中 图像的斜率的绝对值即为电池的内阻,大小为
例5、【答案】A; D; ; 3.2; 2.0;
【解析】
(1)根据闭合电路欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流来选择电流表量程,然后再通过求出电路中需要的最大电阻来选择电阻箱;列出开关S2断开和闭合时对应的闭合电路欧姆定律表达式,然后求解即可.
(2)根据实验电路应用欧姆定律求出图象的函数表达式,然后根据图示图象求出电源电动势与内阻.
【详解】
(1)电源电动势为3V,电流表量程为15mA=0.015A,选A;由欧姆定律:可知,电路中的最小电阻应为:,所以电阻箱应选D;
②根据闭合电路欧姆定律得:
S2断开时有:E=I(Rx+R1+RA+r),S2闭合时有:E=I(R2+RA+r),解得:Rx=R2-R1;
(2)闭合开关S2,由闭合电路欧姆定律得:E=I(R+RA+r),整理得:由图象可知:,,而已知RA,解得,.可得
1、【答案】甲 2.95 0.90
【解析】
(1)[1]若用乙电路,则电流表内阻对电源内阻的测量的影响较大,则要测量结果尽量准确,应选用甲电路;
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的电阻应该最大,即滑片应置于滑动变阻器的b端;
(3) [3][4]根据图象可知,电池组的电动势为
E=2.95
内阻为
2、【答案】3.6 最大值 1.5 0.75
【解析】
(1)[1]把现有的灵敏电流表改装成0~0.6A的电流表,改装时应并联的电阻值为
(2)①[2]实验时,在闭合开关前,电阻箱的阻值应调至最大值。
②[3][4]由电路可知
即
根据-R图像可得
则
E=1.5V
因
可得
r=0.75Ω
3、【答案】(1)见解析图 (2)2.86(2.85~2.87均可) 6.07(6.06~6.08均可)
【解析】(1)如图所示;
(2)根据闭合电路欧姆定律得E=U+,变换为=·+,结合图象可得图线斜率==2.125,图线在纵轴上截距=0.35,解得电动势E≈2.86 V,内阻r≈6.07 Ω。
例6. B D 电磁感应 控制变量
【详解】(1)[1]线圈1匝数比线圈2匝数多,电压大电流小,导线对电流的阻碍作用大,由电阻定律
可得,线圈1导线比线圈2导线细一些。
故选B。
(2)[2]A.实验中铁芯有发热现象是由于铁芯在交变磁场作用下发热,A错误;
B.为了实验安全,在实验中不可以随意接触裸露的导线、接线柱,B错误;
C.多用电表测量电压时先用大量程挡测试,确定范围后再选择适当量程进行测量,C错误;
D.变压器利用了电磁感应原理工作的,变压器原线圈相对电源而言起负载的作用,副线圈相对负载而言起电源的作用,D正确。
故选D。
(3)[3]变压器的工作原理是利用了电磁感应现象。
[4]实验过程中“保持原线圈匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响”,这是运用控制变量的方法。
1. D 少 A 800 为了减小涡流产生的热量
【详解】(1)[1]变压器的铁芯,它的结构和材料是:绝缘的硅钢片叠成。
故选D。
(2)[2]观察两个线圈的导线,发现粗细不同,根据
可知匝数少的电流大,则导线越粗,即导线粗的线圈匝数少。
(3)[3]若原线圈和副线圈的匝数比为,根据,
可得
实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的,造成这种误差的原因可能是铁芯漏磁。
故选A。
(4)[4]该变压器非理想变压器,由于存在漏磁,所以副线圈测量电压应小于理论变压值,根据表格中数据可知为输入端,为输出端,原线圈匝数为。
(5)[5]某同学仔细观察铁芯是由相互绝缘的零碎合金片平行平面叠压而成,这样制作铁芯的目的是:为了减小涡流产生的热量。
例7、【答案】E2 R2 0.5 4.3
【解析】(1)[1][2]电流表G的内阻约为几百欧姆,为提高测量精度,滑动变阻器的阻值应大些,故选R2;为减小实验误差,电源电动势应尽可能大些,电源最好选用E2。
(2)[3]步骤③中闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200μA,此时电阻箱的电流为100μA,则此时电阻箱的阻值应为电流计G阻值的2倍,即
(3)[4]实验测得G的内阻Rg=500Ω,为将G改装成量程为0.3A的电流表,应选用阻值为
的电阻与G并联。
(4)[5]改装后的电流表的内阻为
表头G的指针指在原电流刻度的250μA处,此处对应的实际电流为
电压表V的示数为1.20V,则
1、【答案】A D 180 小于
【解析】
(1)用半偏法测电流表的内阻时,与电流表串联的滑动变阻器的阻值要尽可能大,以减小测量误差,因此在回路电流不超过电流表量程的前提下,电源电动势应尽可能大些,以保证滑动变阻器的阻值尽可能大,故变阻器应选A,电源应选D.
(2)闭合S2后,电流表与R′并联,且并联R′后总电阻认为不变,则总电流不变,则通过R′的电流为总电流的 ,故,因是并联关系:,则.闭合S2后,电路总电阻变小,电路总电流变大,通过R′的电流大于原来电流的三分之二,则该实验测出的电表内阻要小于电流表内阻的真实值.
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