内容正文:
电学实验
一、实验题
1.(2025·广东深圳·模拟预测)在描绘热敏电阻(TC)伏安特性曲线的实验中,某小组采用如图甲所示的器材和电路连接,其中电源的电动势E=3.0V,内阻r=0.5Ω,R0是阻值为7.5Ω的定值电阻,电压表V1、V2内阻未知。
(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,请在图甲中添加一根导线改进该实验。
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,则滑动变阻器的滑片应该向 (填“左”或“右”)端滑动。
(3)若两电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,则热敏电阻的阻值RT= (用实验中测得数据的字母表示),该测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。
A.偏大 B.偏小 C.相等 D.不确定
(4)实验测得热敏电阻的伏安特性曲线如图乙所示,将该热敏电阻RT、定值电阻R0和电源构成简单闭合回路,则此时热敏电阻的实际电功率为 W(结果保留两位有效数字)。
2.(2025·广东茂名·模拟预测)在描绘热敏电阻(TC)伏安特性曲线的实验中,某小组采用如图甲所示的器材和电路连接,其中电源的电动势,内阻,是阻值为的定值电阻,电压表、内阻未知。
(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,请在图甲中添加一根导线改进该实验。
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,则滑动变阻器的滑片应该向 (填“左”或“右”)端滑动。
(3)若两电压表、的读数分别为、,则热敏电阻的阻值 (用实验中测得数据的字母表示),该测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。A.偏大 B.偏小 C.相等 D.不确定
(4)若实验测得热敏电阻的伏安特性曲线如图乙所示,则热敏电阻的阻值随所加电压增大而 (填“增大”“减小”或“不变”),将该热敏电阻、定值电阻和电源构成简单闭合回路,则此时热敏电阻的实际电功率为 (结果保留两位有效数字)。
3.(22-23高三下·辽宁锦州·阶段练习)某实验小组要求用实验测定小灯泡的功率,实验室给出了以下器材。
A.待测小灯泡(额定电压1.5V,额定功率约0.5W)
B.电流表A1(量程0~3A,内阻约1Ω)
C.电流表A2(量程0~300mA,内阻约5Ω)
D.电压表V(量程0~3V,内阻很大)
E.滑动变阻器R1(总阻值25Ω)
F.滑动变阻器R2(总阻值1kΩ)
G.标准定值电阻R3(阻值5.00Ω,阻值随温度的变化可忽略)
H.电源(电动势E=4.5V,内阻不计),导线若干,开关S一只
(1)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,某同学设计了如图(a)所示电路,其中电流表应该选用 (填“B”或“C”),滑动变阻器R应选用 。(填“E”或“F”)
(2)实验中测得多组电流表示数I和电压表示数U,在I—U坐标系中作图,得到如图(b)所示图像,由图像可知,灯丝电阻率随通过电流的增大而 (填“增大”、“不变”或“减小”),小灯泡额定功率为 W。(结果保留三位有效数字)
(3)当定值电阻R3两端电压为1.00V时,由图(b)求出此时小灯泡电阻为 Ω(计算结果保留三位有效数字)。
4.(2023·广东茂名·一模)某同学想要描绘标有“2.5V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了开关,导线外,还有:
电压表(量程0~3V,内阻等于)
电压表(量程0~15V,内阻等于)
电流表(量程0~200mA,内阻等于)
电流表(量程0~3A,内阻等于)
滑动变阻器(,额定电流2A)
滑动变阻器(,额定电流0.5A)
定值电阻(阻值等于)定值电阻(阻值等于)电源E(E=3V,内阻不计)
(1)该同学设计的电路图如图1所示,你认为滑动变阻器应选 ,定值电阻应选 ,电流表应选 ,电压表应选 。(以上均填可供选用器材的标号)
(2)该同学描绘出的小灯泡的I-U特性曲线如图2所示,则可以看出小灯泡的阻值随着两端电压的增大而 ,电压为U=2V时,小灯泡的电阻为 ,功率为 W(计算结果均保留两位小数)。
5.(2025·广东·模拟预测)某同学想测量平时使用的铅笔芯的电阻率,找来一些实验器材:
A.待测铅笔芯:总长度10cm左右
B.直流电源:电动势15V,内电阻不计
C.电压表:量程0~15V,内电阻约5kΩ
D.电流表:量程0~0.6A,内电阻约0.5Ω
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω
F.滑动变阻器R2:最大阻值200Ω
G.毫米刻度尺H.螺旋测微器I.开关,导线(带鳄鱼夹)J.坐标纸
实验步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d,示数如下图所示,则d= mm
(2)按下左图连接电路,其中滑动变阻器选用 (选填“R1”或者“R2”)
(3)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“c端”或者“d端”或者“中间”),用鳄鱼夹夹住铅笔芯的一侧端点,另一个鳄鱼夹夹在铅笔芯某个位置,用刻度尺测出两个夹子之间的铅笔芯长度L1,闭合开关,慢慢移动滑动变阻器的滑片,使电流表指针指在表盘中央附近,读出此时的电流表示数I0,以及电压表示数U1
(4)改变鳄鱼夹的位置,用刻度尺测出两个夹子之间的铅笔芯长度L2,改变滑动变阻器的滑片位置,使 ,读出此时的电压表示数U2
(5)重复步骤(4),得到多组铅笔芯长度以及对应的电压表示数,在坐标纸上描点,画出电压表示数随着接入电路的铅笔芯长度的图像如右上图所示,其斜率为k,纵轴上的截距为b,则该铅笔芯的电阻率为= (用前面的符号表示)
(6)本次实验使用的电流表和电压表都不是理想电表,它们的内阻是否会导致该实验产生系统误差?( )
A.电压表分流导致系统误差 B.电流表分压导致系统误差
C.两个都会导致系统误差 D.两个都不会导致系统误差
6.(2025·广东惠州·三模)纯净水的电导率(电阻率的倒数)是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检测某品牌的纯净水的电导率是否合格,具体实验步骤如下:该小组将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器,容器两端用很薄的金属圆片电极密封,金属圆片的电阻不计,容器长度为L。
(1)利用螺旋测微器测量该容器的直径d,如图甲所示,其读数为 mm。
(2)利用如图乙所示的电路测量水样的电导率(水样的电阻约为1000Ω)。实验室提供的器材有干电池2节,滑动变阻器R,开关S和若干导线之外,还提供了如下电表:电压表(0~3V,内阻约为1kΩ),电流表(0~3mA,内阻约为40Ω),请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整 。
(3)正确连接电路后,合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据,小明同学作出U-I图像,测得图像的斜率为k。则水样电导率的表达式= (用k,d和L表示)。
(4)水样电导率的测量值 真实值。(填“大于”“小于”或“等于”)
7.(2025·广东江门·一模)智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格,其中包括对光照强度的调控,光照强度简称照度,反映光照的强弱,光越强,照度越大,单位为勒克斯(lx)。为了控制照度,科技人员设计了图甲所示的智能光控电路。
智能光控电路的核心元件是光敏电阻,某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度时的阻值,实验所用器材:电源,滑动变阻器(最大阻值为),电压表(量程为,内阻为),毫安表(量程为,内阻不计),定值电阻,开关和导线若干。
(1)在闭合开关前,应把的滑片移到 (选填“左”或“右”)端;
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示,电压表的读数为 V,电流表读数为,此时光敏电阻的阻值为 Ω;
(3)该同学通过测量得到了6组数据,他作出光敏电阻的阻值随照度变化的图像如图丁所示,由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度 反比例函数关系(选填“满足”或“不满足");
(4)该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻忽略不计,电阻,电阻箱的阻值调节范围是,光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作,为了使照度降低到4klx时,自动控制系统开始补光,则的阻值应该调节为 :
(5)要加快蔬菜的生长,适度提高光照时间,可调节的方法是 。
8.(23-24高三上·广东·开学考试)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约几十千欧,现有以下器材;
压力传感器;
电源:电动势6V,内阻不计; 电流表A,量程250μA,内阻约为; 电压表V:量程3V,内阻约为; 滑动变阻器:阻值范围;滑动变阻器,阻值范围; 开关S; 导线若干
(1)为了提高测量的准确性,应该选以下 电路图进行测量,其中,滑动变阻器应选 (填元器件符号),使用该电路得到的测量值 (选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
A. B. C. D.
(2)通过多次实验测得其阻值随压力F变化的关系图像如图甲所示,该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置,可以将质量大于0.5kg的物体和小于0.5kg的物体进行分拣,图中为压力传感器,R'为滑动变阻器,电源电动势为6V(内阻不计)。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上,OB为一个可绕O转动的杠杆,下端有弹簧,当控制电路两端电压2V时,杠杆OB水平,物体水平进入通道1;当控制电路两端电压<2V时,控制电路控制杠杆的B端下移,物体下滑进入通道2,从而实现分拣功能。根据以上原理可知,R'接入电路的阻值为 (重力加速度大小取10m/s2,结果保留2位有效数字),质量为0.4kg的物体将进入 (选填“通道1”或“通道2”)。
9.(2024·湖北黄冈·一模)根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
(1)实验小组用多用电表直接粗测人体电阻,先把选择开关调至“”挡,经欧姆调零后测量人体电阻,指针偏转如图a所示:为了使测量结果更准确,应把选择开关调至 (填“”或“”)挡,经欧姆调零后再次测量,示数如图b所示,则人体电阻为 Ω。
(2)现用另外方案测量人体电阻,实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下:电压表(量程,内阻),电压表(量程,内阻),电流表A(量程0.6A,内阻),滑动变阻器R(额定电流,最大阻值50Ω),电源E(电动势6.0V,内阻不计),开关S,导线若干,请帮助完成下列实验步骤:
①图中虚线框内缺少了一块电表,应选择 ,理由是 ;
②请把实验电路图补充完整 ;
③若步骤①中所选电表的示数为D,电压表的示数为,则待测电阻 (用题中所给的物理量符号表达)。
10.(2024·青海·二模)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值为5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻 (用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为 ,则改装后的电流表实际量程为 mA。
11.(2024·广东·二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表的内阻,其量程为3V,内阻大约为2kΩ,除此以外提供的器材有:
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A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计) B.电压表(量程15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω) D.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1500Ω) F.定值电阻
G.定值电阻H.开关一个,导线若干
(1)实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的,同时方便电路调节,滑动变阻器应选择 ,实验所需的另一个电表应选择 ,定值电阻应选择 (均选填器材前的字母代号);
(2)请在虚线框内画出实验电路图 ;
(3)将电压表的示数记为,将另一个电表的示数记为,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组、的值后建立坐标系,绘制图像,拟合得到线性图像的斜率为k,则电压表的内阻 (用k、R)表示。
12.(2025·广东佛山·一模)某光敏电阻在有、无光照时电阻值的数量级分别为和。现有器材:电源(电动势约为、内阻不计)、电压表(量程为、内阻约为)、电阻箱(最大阻值为)、开关和导线。为测量该光敏电阻在有、无光照时的电阻,小明设计了如下实验方案。
(1)小明先设计如图甲电路测量光敏电阻在无光照时的电阻(光敏电阻用黑纸包住)。闭合开关,将开关打至,记下此时电压表示数U,再将开关打至,调节电阻箱阻值的顺序应 (选填“由大到小”或“由小到大”),调节电阻箱直至 ,此时阻值即为光敏电阻的阻值。
(2)为了测量光敏电阻在有光照时的电阻,需先测出电源电动势和电压表内阻。小明将开关打至,调节电阻箱,当电压表读数为时,记下此时电阻箱阻值为;再次调节电阻箱,当电压表读数为时,记下此时电阻箱阻值为,则电源电动势 V,电压表内阻 。(以上两空均用符号和表示)
(3)接着小明用图乙测量光敏电阻在有光照时的电阻。闭合开关,用光照射光敏电阻,读出电压表示数,即可计算得出光敏电阻阻值。为了尽可能减小误差并保证安全,电阻箱的阻值应调至 (选填”50.0kΩ”“5.0kΩ”或“0.5kΩ”)更合理。
13.(2023·广东汕头·模拟预测)现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度< 0.8mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器 B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大) D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
E.定值电阻(阻值为50Ω) F.定值电阻(阻值为10Ω)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾,应选用定值电阻 (填或);
(2)按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向 (填“a”或“b”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为 mg/mL;(保留两位有效数字)
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断 (填“变大”或“变小”)。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围,该长度与电压表总刻度线长度的比例为 。(保留一位有效数字)
14.(2025·广东·二模)学习小组组装一台体重测量仪,进行如下操作。
(1)应变片为体重测量仪的核心元件,当对台秤施加压力时,应变片形状改变,其阻值增大。为测量应变片在无形变时的阻值,实验室提供了如下实验器材:
A.电源(恒压输出12V)
B.电流表(量程0~60mA,内阻为10Ω)
C.电压表(量程0~3V/15V,内阻约3kΩ/15kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
E.待测应变片Rx(阻值约几百欧)
H.开关S、导线若干
请完善实验步骤:
①为得到多组数据并使测量结果尽量精准,请在图1中用笔画线代替导线连接成完整电路:
②闭合开关S,调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的示数。某次测量中电压表指针如图2所示,读数为 V;
③正确操作后,对多组数据进行处理,得到应变片的阻值为300Ω
(2)查阅相关资料得知体重测量仪的原理如图3所示,现进行组装和校准。其中R1为滑动变阻器,R4为上述应变片,定值电阻R2、R3阻值分别为1000Ω、500Ω。当台秤受到压力时,测量电路将电阻增加量转化为电压UCD信息,再转换成体重输出。已知压力与应变片电阻增加量的关系为F=k△R,k=300N/Ω。
①适当调节R1,使UcD=0,这时输出体重值为零,则滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω:
②该应变片阻值增加量ΔR的变化范围为0~6Ω,该体重仪的最大测量值为 N;
③使用中,由于故障导致R2阻值增大,此时体重的测量结果与真实值比较 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
15.(2025·广东揭阳·二模)温棚育苗是现代农业常用的技术,可以通过控制温度和湿度,提高育苗成功率。图甲是一种控湿装置的原理图,其中定值电阻、,是电阻箱,是湿敏电阻,图乙是其阻值在不同温度下,随空气相对湿度Q的变化关系图线。电源电动势E=9.0V,内阻可忽略,电流计零刻度线在正中央位置。
(1)对控湿装置进行调试:闭合开关S,调节,此时电流计指针右偏,这说明当A端电势 (选填“高于”“等于”或“低于”)B端电势时,电流计指针右偏。
(2)白天,棚内温度为25℃,调节,使电流计指针指在零刻度线处,此时示数如图丙,读数为 Ω,空气相对湿度为 。
(3)夜间,棚内温度为20℃,要保持棚内湿度为70%,应先调节阻值为 Ω,并根据电流计指针摆向,开启控湿装置.若发现电流计指针右偏,应开启 (填“加湿”或“抽湿”)功能;若接触不良,其阻值大于,则导致调节的空气湿度 (选填“低于”“等于”或“高于”)70%。
16.(2025·广东珠海·一模)某科技小组欲修复一个量程为的电流表,操作过程如下:
(1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示,其中为电流表负接线柱,、为其余两个接线柱,请根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整 。选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是 。(选填“”或“”)
(2)取出表头,发现表头完好无损,用标准电表测出表头满偏电流为。接着测量表头的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到 端(选填“”或“”),先闭合开关,调节滑动变阻器使表头指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值使表头指针半偏,此时电阻箱的示数为,则表头的内阻为 ,表头的内阻测量值 真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)经检测除损坏外,其余元件均完好,已知,,请根据电流表的量程,推算需用 电阻替换。(结果保留两位有效数字)
17.(2022·广东韶关·一模)一只电流表的表盘刻度清晰,但刻度值污损。某同学要测量其内阻,除了待测电流表之外,实验室提供的器材如下:A.电压表V(量程为3V) B.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流为1A) C.滑动变阻器(最大阻值为2KΩ,额定电流为1A)D.电阻箱(0~999.9Ω)E.电源(电动势约为9V,内阻约为1Ω)
F.开关一个、导线若干
(1)如果采用如图1所示的实验电路,选用的滑动变阻器为 (填“”或“”)。
(2)请用笔画线代替导线,将图2中电路连接完整 。
(3)连接好实验电路,在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到 (填“a”或“b”)端,电阻箱的阻值调至最大。闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表指针满偏,记录电压表的读数U和电阻箱的阻值。
(4)保持电流表的指针满偏,调节滑动变阻器、电阻箱的阻值,记录多组实验数据,绘出的图象是一条直线。若直线的斜率为,在U坐标轴上的截距为b,则该电流表的量程为 ,内阻为 。(用k、b表示)
18.(2025·广东广州·三模)某实验小组准备探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果,成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r,电路原理如图甲所示。实验室可供器材如下:
电压表(,内阻约);电流表(,内阻约);微安表(量程;内阻约);
滑动变阻器(,),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V,内阻约为几,经过分析后发现方案甲不合适,你认为方案甲不合适的原因是______。
A.滑动变阻器起不到调节电路的作用
B.电流表量程不够大
C.电压表分流明显导致测量误差偏大
D.电压表示数达不到量程的三分之一
(2)实验小组根据方案乙进行实验,根据数据作出图像如图丙,已知图像的斜率为k,纵坐标截距为b,电表内阻为,可求得被测电池的电动势 ,内电阻 。
(3)改变电极间距、电极插入深度重复实验,测得数据如图所示。
序号
电极插入深度
电极间距
电动势
内阻
1
4
2
5981
2
4
4
9508
3
2
2
11073
分析以上数据可知水果电池电极插入越深,水果电池内阻越 电极间距越大,水果电池内阻越 。
19.(2025·广东佛山·二模)小明要精确测量某电源的电动势(约3V)和内阻(约几欧),现有以下实验仪器:
A.电压表(量程5V,内阻较大) B.电压表(量程3V,内阻较大)
C.电流表A(量程10mA,约为几十欧) E.电阻箱R(0~9999.9Ω)
F.若干导线和开关
(1)为了消除系统误差,先设计了如图甲所示的电路图,测量电流表内阻:
①连接好实验仪器,先将电阻箱阻值R调到最大值;
②闭合开关调节电阻箱阻值到适当值,读出此时电压表、的示数为、,电流表A的示数为,则电流表的内阻 ;
(2)该同学设计如图乙所示的电路图,电流表应安装在 (选填“ab”或“cd”)之间,另一处用导线连接,闭合开关,调节电阻箱,得到多组电压U和电流I,做出图如图丙所示,则由图像可知电源的电动势 ,内阻 。(用、、表示)
20.(2025·广东深圳·一模)某同学做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了如图(a)所示实验电路图,,起保护电源作用。实验步骤如下:
(1)实验前,应该把电阻箱的阻值调至 (填“最大”或“最小”),把电阻箱的阻值调至 (填“最大”或“最小”),以确保电流或电压不超过电流表或电压表的量程。
(2)该同学闭合开关之后,再把闭合于1处,多次调节电阻箱的选择旋钮,同时记录下每次电阻箱的阻值和电流表A的示数I,再把示数I换算为倒数,描绘得到如图(b)所示的的图像,可求得电源电动势 V,内阻 Ω。(结果均保留2位有效数字)
(3)该同学又再把闭合于2处,多次调节电阻箱的选择旋钮,同时记录下每次电阻箱的阻值和电压表V的示数U,则应对实验数据作什么换算?为使图像更直观,应以什么物理量为坐标画图像,来计算电源电动势和内阻? 。
(4)步骤(2)中,内阻测量值 (填“偏大”或“偏小”),步骤(3)中,内阻测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
21.(2025·广东汕头·一模)小红用碳酸饮料以及铜片和锌片制成了一个“饮料电池”,并测量其电动势和内阻。小红使用的器材有:电阻箱、微安表、开关、导线若干。
(1)小红进行电路设计,完成了电路连接,如图1所示。
(2)将电阻箱阻值调节到 (选填“0”或“最大值”),闭合开关,调节电阻箱,测得的几组微安表、电阻箱的读数,作出图线如图2所示,测得图线斜率为,截距为,则根据图线求得电池的电动势为 (用题目中的符号表示)。
(3)小红查阅文献,发现以上实验测量的其实是饮料电池和微安表组成的“等效电源”,这使得饮料电池的内阻测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。为减小该误差,小红测出了微安表的内阻,从而计算出饮料电池的内阻为 (用题目中的符号表示)。
22.(2025·广东肇庆·二模)某实验小组测量一电源的电动势及内阻,电动势在8~10V之间,内阻在1~3Ω之间,由于电流表和电压表量程较小,需要用提供的定值电阻进行改装,实验电路图如图甲所示。
(1)电路设计:电压表程为0~5V,内阻RV=5kΩ,要把它改装成量程为0~10V的电压表,其中a处定值电阻应该选用的是 。(填正确答案标号)
A定值电阻R1=1kΩ B.定值电阻R2=5kΩ C.定值电阻R3=25kΩ
(2)电流表量程为0~3A,内阻RA=0.3Ω,b处定值电阻选用的是R4=0.15Ω,则当电流表的示数如图乙所示时,电流表的读数为 A,通过电源的电流为 A。
(3)实物连线:用笔画线代导线,将图丙所示实物图连接成完整电路 。
(4)采集数据:调节滑动变阻器,得到一系列电压表示数与电流表示数一一对应的数据。
(5)数据处理:根据实验数据,作出U—I图像如图丁所示。
(6)得到结论:根据对电路结构的理解,实验数据和U—I图像的处理,得到该电源的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
23.(2024·广东广州·模拟预测)某同学制作“橘子电池”后,设计了图(a)电路测量其电动势E和内阻r。电压传感器可视为理想电压表。
(1)根据图(a)完成图(b)实物连线 ;
(2)闭合开关S,多次调节电阻箱,记录电阻箱阻值R和相应的电压传感器读数U;
①某次实验电阻箱的示数如图(c),其电阻大小为 Ω;
②根据实验数据作出的图像如图(d),则“橘子电池”电动势E = V,内阻r = kΩ。(结果均保留三位有效数字)
(3)若仅提供如下规格的电表:
电压表V1(量程3 V,内阻约为3 kΩ);
电压表V2(量程15 V,内阻约为10 kΩ);
电流表A1(量程0.6 A,内阻约为0.5 Ω):
微安表A2(量程300 μA,内阻约为100 Ω);
为了较为准确地测出“橘子电池”的电动势和内阻,下列电路中最合适的是_______
A. B. C. D.
24.(2024·广东广州·三模)掺氧化锡(FTO)玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成,在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d,进行如下操作:
(1)如图甲,是一块长度为L,宽度为h的长条型FTO玻璃。
(2)先使用多用电表的欧姆挡粗测,选择开关置于“”挡,进行 调零后,将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点,示数如图乙所示,读得电阻 。
(3)为进一步测得准确值,设计如图丙所示的电路,器材如下
A.电源E(电动势为3V,内阻可忽略) B.电压表V(量程0~3V,内阻约)
C.电流表A(量程0~10mA,内阻)D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.定值电阻 F.定值电阻 G.开关一个,导线若干
为较好地完成实验,定值电阻R应选 (选填“”或“”)。
(4)实验中,当滑片位于变阻器中间时,电流表示数为;若滑片滑到变阻器最右端时,则电流表的读数增加量 (填“大于”“小于”或“等于”)。当滑片置于恰当位置时,电压表读数为U,电流表读数为I,电流表内阻,则通过薄膜的电阻的表达式 (用U、I、和R表示)。
(5)为测得该薄膜的厚度d,除了上述测得的物理量和题中的已知量,还需要知道的物理量是该薄膜的 。(用文字表述)
25.(2025·广东清远·一模)某实验小组在学校实验室发现一根长度为L电阻丝,该电阻丝的电阻值R约100~200,材料未知,未测量其电阻率进行了以下实验操作:
(1)用刻度尺测量该电阻丝长度L,示数如图(a)所示,测得
(2)用螺旋测微器测量该电阻丝直径d,示数如图(b)所示,测得
(3)对多用电表进行机械调零后,将多用电表的选择开关旋至 (填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)倍率的电阻挡,把黑、红表笔短接进行欧姆调零;
(4)将黑、红表笔接在电阻丝两端,示数如图(c)所示,测得该电阻丝的电阻值R= Ω;
(5)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到 位置;
(6)该电阻丝电阻率的表达式 (用题中所给符号L、d、R表示)。
26.(2025·广东·三模)某同学练习使用多用电表。多用电表的表盘如图甲所示。
(1)使用多用电表前,观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐,则应调节 (填“机械调零”或“欧姆调零”)旋钮。
(2)将选择开关旋至欧姆挡“”倍率,红、黑表笔分别与某一电阻的两端相接,若指针指在图甲中的虚线①位置,则选择开关应旋至 (填“”或“”)倍率,然后欧姆调零,再测量,指针指在图甲中的实线②位置,则 。
(3)多用电表欧姆挡表盘的中心刻度值为“15”,多用电表欧姆挡“”倍率的内部电路如图乙所示,在图乙中,电流表的满偏电流,内阻,电源的内阻,则电源的电动势 (结果保留两位有效数字),调零电阻的最大阻值应选用 (填“10Ω”“20Ω”或“10kΩ”)。
27.(2024·广东·模拟预测)小明同学练习使用多用电表测电阻:
(1)如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 ,使指针对准电流的“0”刻线。(填“S”或“T”)
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动 (填“S”或“T”),使指针对准电阻挡的“0”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大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将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,对电表欧姆调零
(2)正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为 Ω。
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5V,内阻较小),测得该电阻读数为R;然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5V,内阻较大),欧姆表调零后测得该电阻读数为R′,则R R′(选填“>”“=”或“<”)。
28.(2023·广东汕头·一模)某探究小组要测量一段电阻丝的阻值。
(1)他们将电阻丝两端固定在接线柱上,用多用电表粗测电阻丝的阻值,选择开关置于“×10”挡,发现指针摆动的幅度如图甲所示,则该同学接着需要做的实验步骤是:①换选 (填“×1”或“×100”)挡;② 。
(2)为了精确测量电阻丝的阻值,探究小组采用图乙所示的电路进行实验,请根据电路图完成图丙的实物连线 。
(3)实验开始前滑动变阻器R的滑片P应滑至 (填“a”或“b”)端,实验开始,闭合开关,将开关置于位置1,调节R,读出电压表和电流表的读数和,将开关置于位置2,调节R,读出电压表和电流表的读数和,测量完毕,断开开关,则电阻丝的电阻 (用题目给定或测得的物理量符号表示)。
29.(2021·广东汕头·一模)某些固体材料受到外力作用后,除了产生形变,其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”。已知的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值随压力F变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.压敏电阻,无压力时阻值
B.直流电源,电动势,内阻不计
C.电流表A,量程为,内阻不计
D.电压表V,量程为,内阻为
E.定值电阻
F.滑动变阻器R,最大电阻值约 G.开关S与导线若干
(1)甲同学设计了图1实验电路原理图,请在图2将实物连线图补充完整 。
(2)某次压力测试,在电阻RX上施加力F,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为U和I,则压敏电阻的阻值RX= 。
(3)改变F的大小、测得不同的RX值,绘成图象如图3所示,可得其斜率k= (保留两位有效数字)。RX阻值和压力F的关系式是RX= (用RX、F和k等表示)。
(4)按图1实验电路进行实验,调节滑动变阻器使电压表保持满偏,在电阻RX上施加力F,当电流表满偏时,压力F= N。
30.(2020·广东汕头·一模)二极管具有单向导电性,电路符号是“ ”。实验小组想通过实验描绘某种型号的二极管正向导通时的伏安特性曲线,并从这种型号二极管说明书上得到其伏安特性曲线如图甲。
(1)根据实验室中已有如下的实验仪器,设计了如图乙所示的电路图。
A.干电池两节(每节电动势约1.5V); B.待测二极管;
C.电流表(量程40mA,内阻约几欧);
D.电流表(量程5mA,内阻RA=20Ω);
E.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω); F.电阻箱(最大阻值为999Ω);G. 导线、开关若干。
则图乙中电流表A1应选择 ,电流表A2应选择 。(填仪器前的字母)
(2)若电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,电阻箱的阻值为R1,则此时二极管的电阻Rx 的表达式为Rx=
(3)将电阻箱的阻值调至 欧时,电流表A1恰好半偏,此时二极管的电压为1V。
(4)根据图甲,要准确描绘此二极管在正向导通时的伏安特性,应该在电流表A2的读数在 区间多测几组数据。(选填ABC:A.0~2mA B.2~4mA C. 4~6mA)
31.(2023·广东汕头·三模)甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R();单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
(1)先测电阻R1的阻值,闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示U1,保持电阻箱示数不变,然后将S2切换到b,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1= 。
(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的图线,则电源电动势E= V,电阻 。(保留三位有效数字)
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出于相应的图线,根据图线得到电源电动势E和电阻S2。这种做法电压表测得的数据范围 (选填“更大”、“更小”或“相同”)。
《电学实验》参考答案
1.(1)
(2)左
(3) D
(4)0.28/0.27
【详解】(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,由实物图可知,滑动变阻器的滑片应该向左端滑动。
(3)[1]若两电压表、的读数分别为、,由于与串联,则有
可得热敏电阻的阻值为
[2]由于电压表、的内阻大小关系未知,则中电流的真实值与测量值的大小关系无法判断,则不能确定的测量值与真实值的大小关系。故选D。
(4)[2]将该热敏电阻、定值电阻和电源构成简单闭合回路,设两端电压为,电流为,根据闭合电路欧姆定律可得可得
在热敏电阻的伏安特性曲线中画出对应的图线,如图所示
由图中交点可知,,则热敏电阻的实际电功率为
2.(1)
(2)左(3) D
(4) 减小 0.28/0.27
【详解】(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,由实物图可知,滑动变阻器的滑片应该向左端滑动。
(3)[1]若两电压表、的读数分别为、,由于与串联,则有
可得热敏电阻的阻值为
[2]由于电压表、的内阻大小关系未知,则中电流的真实值与测量值的大小关系无法判断,则不能确定的测量值与真实值的大小关系。故选D。
(4)[1]根据欧姆定律可知图像中点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由测得热敏电阻的伏安特性曲线可知,热敏电阻的阻值随所加电压增大而减小;
[2]将该热敏电阻、定值电阻和电源构成简单闭合回路,设两端电压为,电流为,根据闭合电路欧姆定律可得
可得在热敏电阻的伏安特性曲线中画出对应的图线
由图中交点可知,,则热敏电阻的实际电功率为
3. C E 增大 0.450 1.25
【详解】(1)[1]灯泡电阻约为
当电压表满偏时,通过灯泡的电流约为
为了确保电流表的安全与精度,选择量程300mA电流表,即电流表选择C;
[2]电路中的滑动变阻器选择的是分压式,为了调节方便,且能够确保数据的连续性,滑动变阻器应该选择小阻值25Ω,即滑动变阻器选择E。
(2)[3] I—U图像中,图线上某一点与原点的连线的斜率表示定值电阻与灯泡电阻和值的倒数,根据图像可知,该斜率逐渐减小,则电阻逐渐增大,即灯丝电阻率随通过电流的增大而增大;
[4]在图像中作出定值电阻的I—U图像如图所示
根据图像可知,当电流为0.30A时,定值电阻两端电压为1.50V,电压表示数为3.00V,则灯泡两端电压为
3.00V-1.50V=1.50V
可知,此时灯泡电压为额定电压,则灯泡的额定功率为
(3)[5]当定值电阻R3两端电压为1.00V时,通过电流为
根据图像可知,此时电压表示数为1.250V,则此时灯泡电阻为
4. 增大 7.14 0.56
【详解】(1)[1][2][3][4]用电流表A1与R4并联可改装为量程为
的电流表;待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接法;为使曲线完整,滑动变阻器应采用分压接法,故选择总阻值小的R1;灯泡额定电压为2.5V,电压表选V1。
(2)[5][6][7]由图乙可以看出小灯泡的阴值随着两端电压的增大而增大,电压为U1=2V时,小灯泡的电流为I1=0.28A,则小灯泡的电阻为
功率为
5.(1)1.990
(2)R1
(3)d端
(4)电流表示数恢复成I0
(5)
(6)D
【详解】(1)螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d=1.5mm+0.01mm×49.0=1.990mm
(2)滑动变阻器要接成分压电路,则选用阻值较小的R1。
(3)闭合开关前,要是待测电阻两端电压最小,则将滑动变阻器的滑片滑到d端;
(4)改变鳄鱼夹的位置,用刻度尺测出两个夹子之间的铅笔芯长度L2,改变滑动变阻器的滑片位置,使电流表示数恢复成I0,读出此时的电压表示数U2。
(5)由题意可知
即
可得
解得
(6)由上述计算可知,两个电表都不会导致系统误差,故选D。
6.(1)/3.699/3.701
(2)
(3)
(4)小于
【详解】(1)螺旋测微器读数为
(2)根据题意的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值,为了方便调节电路测量多组实验数据,滑动变阻器采用分压式接法,同时,
可得
所以电流表采用内接法,实物图连接如下:
(3)图像的斜率为电阻,所以,根据电阻定律,横截面积为
电导率,联立解得
(4)由于电流表采用内接法,的测量值偏大,则测量值偏大,即测量值偏小。
7.(1)左
(2) 1.80 3.6×10³
(3)不满足
(4)
(5)减小
【详解】(1)为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端,从而使光敏电阻两端的电压为零。
(2)[1]电压表的最小刻度值为0.1V,如图丙所示,电压表的读数为1.80V;
[2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系,光敏电阻两端的电压为V
电流表读数为1.5mA,故此时光敏电阻的阻值为
(3)根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数,所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系。
(4)根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4klx时,对应的阻值为又由
其中U=2V联立可得
(5)减小R2的阻值,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流变大,R两端的电压变大,从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx,加快蔬菜的生长。
8.(1) C 大于
(2) 9.0 通道2
【详解】(1)[1][2]滑动变阻器便于调节,故选择,题中待测电阻是大电阻,且其电阻值远大于滑动变阻器最大阻值,故电路应为分压,内接。故选C。
[3]由欧姆定律可知
电路中因为电流表分压,导致电压表读数大于两端电压,故测量值大于真实值。
(2)[1] 质量为0.5kg的物体对的压力为
由图甲可知,此时,由闭合电路欧姆定律
且联立解得
[2]由图甲可知,压力变小,阻值变大,故电路中电流变小,两端电压变小,小于2V,故物体进入通道2。
9. ×1K 见解析 见解析
【详解】(1)[1]当选择“×100”挡位时,欧姆表指针偏角过小,误差太大,应使之指示在中间,故应选择更高的挡位,重新进行欧姆调零再测量,故选“×1K”。
[2]读数为
(2)①[3][4]第二种方案本质上是伏安法,因人体电阻高达,而电源电压,流过人体的电流不高于,显然所给的电流表量程太大不可用;鉴于电压表的内阻已知,故可将电压表与人体串联,当作量程为电流表使用。
②[5]因人体电阻及电压表内阻太大而滑动变阻器阻值又太小,故电路应采用分压式接法,电路如图所示
③[6]由串并联关系可知
10.(1)(2) 30/30.0 0.85
【详解】(1)根据欧姆定律可得
整理可得
可知的图像的斜率为
解得微安表的内阻为
(2)[1]当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为;
[2]设并联定值电阻的阻值为,则有可得
设改装后的电流表实际量程为,则有
联立可得
11.(1) D B F
(2)(3)
【详解】(1)[1][2][3]为了精确测量和方便电路调节,电路控制部分应该采用分压接法,因此滑动变阻器选总阻值小的,即选择D;电流表因为量程太大,无法使用,因此另一个电表应该选择,即选择B;由于、两者量程差别较大,为了能够更好使用,需要给串联一个分压电阻,再和并联,根据电压分配关系,分压电阻选择,即定值电阻应选择F。
(3)根据欧姆定律有
整理得
可知图像的斜率为
可得
12.(1) 由大到小 电压表电压为 (2) (3)
【详解】(1)[1][2]再将开关打至,调节电阻箱阻值的顺序应由大到小,调节电阻箱直至电压表电压为,此时阻值即为光敏电阻的阻值。
(2)[1][2]由闭合电路的欧姆定律,
其中
解得,
(3)电压表与电阻箱并联,电阻箱阻值越小电压表分流越小,实验误差越小,如果电阻箱阻值调到0.5kΩ,电路电流偏大,可能损坏电路元件,为减小实验误差保护电路安全,电阻箱阻值调到5.0kΩ比较合适。
13. b 0.20 变大 3
【详解】(1)[1]由于电压表量程为3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压
由图甲可知,电动势为4V,电压表量程为3V,得
可得
故选。
(2)①[2][3]本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻,故应先电阻箱调到30.0Ω,结合电路,开关应向b端闭合;由图甲可知时,酒精气体浓度为0.20mg/mL。
②[4]逐步减小电阻箱的阻值,定值电阻上的分压变大,电压表的示数不断变大。
(3)[5]根据电路分压原理,酒精浓度0.20mg/mL时传感器电阻为30Ω,此时电压表示数为
酒精浓度0.80mg/mL时传感器电阻为10Ω,此时电压表示数为
故电压表为酒驾范围,占总量程;则该长度与电压表总刻度线长度的比例为。
14.(1) 见解析 9.5(9.4~9.6)(2) 600 1800 偏大
【详解】(1)[1]实验要求多组数据并使测量结果尽量精准,要测量多组数据,需采用分压式电路,又因为电流表内阻已知,故电流表内接可以有效消除系统误差,使测量结果尽量精确,故电路连接为分压式电路和电流表内接,电路图如图所示。
[2]因为电源电压12V,故电压表需要选择量程15V的,这样量程下的电压表最小刻度为0.5V,只需要估读到本位即可,所以读数为9.4~9.6之间。
(2)[1]要使,则需要满足,代入数据滑动变阻器;
[2]压力与应变片电阻增加量的关系为,将电阻变化量代入公式即可得;
[3]由于故障导致阻值增大,会导致点电势降低,变大,从而导致体重测量值偏大。
15.(1)低于(2) 52.0 65
(3) 44.0 加湿 低于
【详解】(1)电流计指针右偏,说明电流是从B流向A,电流是从高电势流向低电势的,则A端电势低于B端电势。
(2)[1]根据丙图,。
[2]由解得
由乙图可知,当棚内温度为25℃时,空气相对湿度为65%。
(3)[1][2]由图乙知,棚内温度为20℃,要保持棚内湿度为70%时,由解得
此时,由图乙知,此时棚内湿度为70%,应开启加湿功能。
[3] 若接触不良,其阻值大于时,由
可知应变大,由图乙可知,空气湿度低于70%。
16.(1)
(2) /10 小于
(3)0.10
【详解】(1)[1]根据实物连接图,
[2]改装大量程电流表需要并联小电阻,接接线柱并联的电阻小,所以量程大,选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是。
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路中阻值最大,滑片应移到端。
[2]根据电阻测量的半偏法思想,表头的内阻等于电阻箱接入电路的阻值,所以表头的内阻为。
[3]测量表头G的内阻时,闭合开关之后,电路总电阻减小,干路电流会略大于,则通过电阻箱的电流大于,由并联电路分流特点,则测量表头G的内阻比实际值偏小。
(3)根据串并联电路规律有
代入数据解得
所以需要用0.10电阻替换。
17. a k
【详解】(1)[1]图甲的滑动变阻器是分压式接法,为了便于操作,应选用最大阻值较小的滑动变阻器R1;
(3)[3]闭合开关前,为了保证电表安全,应将滑动变阻器R1的滑片置于图中的a端;
(4)[4]设电流表的满偏电流为,则有
U-R'图像是一条直线则直线的斜率为
即电流表的满偏电流,则该电流表的量程为k;
[5] 在U坐标轴上的截距是R'为零时电流表两端的电压,所以电流表的内阻为
18.(1)AD(2)
(3) 小 大
【详解】(1)A.滑动变阻器最大阻值只有,而苹果电池的内阻约为几,则滑动变阻器起不到调节的作用,A正确;
B.苹果电池的电动势约为1V,内阻约为几,由闭合电路的欧姆定律可知,电路最大电流不会超过,电流表量程太大,则电流表几乎没有示数,B错误;
C.电压表内阻远大于滑动变阻器的电阻,电压表的分流不明显
D.使用量程为的电压表,电压表示数达不到量程的三分之一,D正确。故选AD。
(2)[1][2]根据图乙所示电路图,由闭合电路的欧姆定律得:整理得
图像的斜率
纵轴截距
解得电池电动势内阻
(3)[1]由表中第1组与第3组实验数据可知,在电极间距离相等时,电极插入越深,水果电池内阻越小;
[2]由表中第1组与第2组数据可知,在电极插入深度相同时,电极间的距离越大,水果电池内阻越大。
19.(1)
(2) cd
【详解】(1)电流表两端的电压为
所以电流表的内阻
(2)[1]若将电流表接在ab之间,由于电压表的分流作用,电流表的测量值会有系统误差,因电压表内阻未知,这个系统误差不可消除,所以应将电流表接在cd之间,这样电流的测量值没有系统误差,虽然电压表的测量值有系统误差,但可将电流表内阻与电源看作一个整体,这样电压表的示数就是这个整体的路端电压,电动势的测量值就等于待测电源的电动势,内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和,因电流表的内阻已测出,所以用内阻的测量值减去电流表内阻就得到电源内阻的真实值。
[2][3]图丙中图像的纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源内阻和电流表内阻之和,所以,
20.(1) 最大 最小
(2) 5.0 1.0
(3)见解析
(4) 偏大 偏小
【详解】(1)[1][2]实验前,应该把电阻箱的阻值调至最大,使电流表支路电阻最大;把电阻箱的阻值调至最小,使电压表分压最小,以确保电流或电压不超过电流表或电压表的量程。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
整理得
所以
解得
(3)把闭合于2处,多次调节电阻箱的选择旋钮,同时记录下每次电阻箱的阻值和电压表V的示数U,则实验数据应采用电压表示数和的阻值,根据闭合电路欧姆定律
整理得
为使图像更直观应以为纵轴、为横轴进行计算。
(4)[1][2]步骤(2)中,忽略了电流表内阻的分压作用,所以内阻测量值偏大。步骤(3)中,忽略了电压表内阻的分流作用,内阻测量值偏小。
21. 最大值 偏大
【详解】(2)[1]为了保护微安表的安全,闭合开关前,应将电阻箱阻值调节到最大值;
[2]根据闭合电路欧姆定律可得可得
可知图像可得,
解得电池的电动势为
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
则有,
结合(2)问可得,
可知饮料电池的内阻测量结果偏大;小红测出了微安表的内阻,则饮料电池的内阻为
22. B 1.20 3.60 9.60 1.23
【详解】(1)[1]电压表量程为0~5V,内阻,要把它改装成量程为0~10V的电压表,串联的电阻设为R,则
解得
故a处定值电阻应该选用的是R2,故选B。
(2)[2][3]电流表与定值电阻并联,由图乙可知电流表的示数为1.20A,此时有可得
则通过电源的电流为
(6)[5][6]结合电路图,有
且
则有
结合U-I图像可得,解得,
23.(1)
(2) 11323.5 1.00 3.33/3.30/3.31/3.32/3.34/3.35/3.36
(3)D
【详解】(2)①[1]根据电阻箱的刻度及挡位可知读数为11323.5 Ω;
②[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
可得
根据图像的斜率与截距可知
,
解得,
(3)AB.两选项中电路图采用的是伏阻法,测量得到的电源的内阻实际是电压表内阻与电源内阻的并联的等效电阻,因“橘子电池”的内阻与电压表内阻相差不多,故测量得到的电源的内阻相对误差较大,而“橘子电池”的电动势约为1 V,电压表的量程均太大,故AB错误;
CD.两电路图采用的是安阻法,测量得到的电源的内阻实际是电流表内阻与电源内阻的串联的等效电阻,因“橘子电池”的内阻远大于电流表A1和微安表A2的内阻,故测量得到的电源的内阻相对误差较小,并且此方法测量电源的电动势无系统误差,由(2)的结果可知电路的最大电流约为300 μA,故选用微安表A2进行测量误差较小,故C错误,D正确。故选D。
24. 欧姆 28 大于 电阻率
【详解】(2)[1][2]先使用多用电表的欧姆挡粗测,选择开关置于“”挡,进行欧姆调零后,将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点,示数如图乙所示,读得电阻28×1=28
(3)[3]根据欧姆定律
可知需要扩大电流表的量程到原来的10倍,由
解得故选。
(4)[4] 实验中,当滑片位于变阻器中间时,由于测量电路与变阻器左半部分并联,其电阻小于变阻器总阻值的一半,所分电压也小于电源电动势的一半,若滑片滑到变阻器最右端时,测量电路的电压为电源电动势,所以电流表的读数增加量大于。
[5]由欧姆定律,可得
(5)[6]根据电阻定律,有
联立,解得
可知,为测得该薄膜的厚度d,除了上述测得的物理量和题中的已知量,还需要知道的物理量是该薄膜的电阻率。
25.(1)79.98~
(2)0.913~
(3)×10
(4)
(5)OFF
(6)
【详解】(1)刻度尺的精度为,可知读数,测得
(2)螺旋测微器的精度为,读数为,测得
(3)电阻挡中央部分刻度比较均匀,读数比较准确,电阻丝的电阻值R约100~200,中央部分刻度在15到20左右,根据电阻值等于刻度数乘以倍率,刻度倍率选择×10。
(4)该电阻丝的电阻值
(5)根据多用电表的使用方法,长时间不使用时应使旋钮调到指向“OFF”位置或调到交流电压最大值挡。
(6)电阻丝的电阻值为,长度为,横截面积为
根据电阻定律可得
解得
26.(1)机械调零
(2) 1300
(3)
【详解】(1)使用多用电表前,若指针未对齐左端“0”刻度线,则需进行机械调零。
(2)[1][2]多用电表欧姆挡选择倍率时,应使指针尽量指向表盘中间三分之一区域(中值电阻附近)。指针的偏角小,说明待测电阻的阻值较大,应换更高倍率,即“”倍率,可得13.
(3)[1]多用电表欧姆挡“”倍率对应的中值电阻
则有
[2]的最小值为,调零电阻的最大阻值应选用20Ω。
27.(1) S T BDC
(2)19.0(或19)
(3)=
【详解】(1)①[1]电表使用前,先旋动机械调零旋钮S使指针对准电流的“0”刻线;
③[2]选择欧姆挡位后进行欧姆调零,将红、黑表笔短接,旋动T使指针对准电阻挡的“0”刻线;
④[3]将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大,即被测电阻阻值偏小,将K旋转到电阻挡“×1”的位置,将两表笔短接,旋动T,对电表欧姆调零,然后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,所以操作顺序为BDC;
(2)读数为;
(3)由欧姆表的结构可知,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,所以两次的测量值是相等的。
28. ×100 重新进行欧姆调零 a
【详解】(1)发现指针摆动的幅度如图甲所示,可见指针偏转角度较小,说明所选倍率较小,应选用较大的倍率,每次换倍率,都需要重新进行欧姆调零,则该同学接着需要做的实验步骤是:
①[1]换“×100”挡的倍率;
②[2]重新进行欧姆调零。
(3)[4]根据电路图,可知为了保护电压表和电流表,实验开始前电压表和电流表的值应该从零开始慢慢变化,则滑动变阻器R接入的滑片P应滑至a端;
[5]实验开始,闭合开关,将开关置于位置1,调节R,读出电压表和电流表的读数和,则有
将开关置于位置2,调节R,读出电压表和电流表的读数和,则有
联立两式,可得电阻丝的电阻
29. 1.7~1.9 ; 185~199
【详解】(1)[1]图1是分压式接法,电流表是内接法,根据电路图可得实物图为
(2)[2]由图可知两端电压为
电流表测量的电流,所以
(3)[3]由图可得,图线斜率为
[4]图线与轴的截距是400Ω,有一次函数可得
(4)[5]电压表满偏是为
则
30. D C 380 C
【详解】(1)[1][2]电流表A1要与电阻箱串联构成电压表,则A1要用已知内阻的电流表D;电流表A2应选择C;
(2)[3]根据电路图可知二极管的电阻Rx 的表达式为
(3)[4]当电流表A1恰好半偏时,此时二极管的电压为1V,此时电阻箱的电阻
(4)[5]由图可知此二极管在正向导通时的伏安特性中,当电流在2~4mA区间图像弯曲的程度最大,且当正向电压为1V时,A1中的电流约为2.5mA,可知要准确描绘此二极管在正向导通时的伏安特性,应该在电流表A2的读数在4~6mA区间多测几组数据,AB错误,C正确。
故选C。
31. 1.43 1.20 更小
【详解】(1)[1]根据题意可知,保持电阻箱示数不变,将切换到b,由于R和串联,所以通过的电流,两端的电压为,所以
(2)[2]根据闭合电路欧姆定律
整理得
图线的截距为
所以电动势
E=1.43V
[3]斜率
代入数据解得
(3)[4]接a时可将等效成电源内阻,接b时则为等效电源内阻,电压表测量的是R及R1两端的电压,因R2的阻值较小,电压表的示数接近电源电动势,则电压表测得的数据范围更小。
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