必修三实验(电学实验)专项训练 -2027届高考物理一轮复习常考题型合集习题
2026-08-11
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摘要:
### 基本信息
系统整合电阻测量、电源参数测定、多用电表使用及传感器应用四大模块,以方法链为主线构建电学实验知识网络,强化科学探究与科学思维。
### 专项设计
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|测量电阻阻值|7题型41题|伏安法内外接选择、半偏法操作流程、电桥平衡条件|从基础伏安法到替代法、电桥法,形成电阻测量方法体系|
|测量电源参数|3题型17题|伏安法图像分析、安阻法误差修正|基于闭合电路欧姆定律,拓展多种测量方案|
|多用电表|1题型16题|欧姆调零步骤、倍率选择规则|整合电流/电压/电阻测量原理,构建多功能仪表认知|
|传感器应用|1题型4题|敏感电阻特性分析、电路设计|联系实际问题,培养物理观念与社会责任|
内容正文:
训练一:测量电阻阻值
题型1:伏安法测电阻
1.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”)。
(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“”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”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线断路
B.滑动变阻器断路
C.导线断路
D.滑动变阻器短路
2.某研究小组收集了两个电学元件:电阻(约为)和手机中的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
A.电压表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电流表(量程,电阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱()
F.开关一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图甲,图中的电流表应选______(选填“”或“”),请将实物连线补充完整______。
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图丙所示,若该图线的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势______,内阻______(均用、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5Ω,要求测量结果尽量准确:
(1)某同学采用了如图1所示的部分电路测量电阻,则测量值比真实值偏_____(选填“大”或“小”);
(2)在本实验中,某同学用游标卡尺(图3)和螺旋测微器测(图4)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.伏安法测电阻,可采用甲、乙两种接法。若电压表内阻约,电流表内阻约。
(1)若测量阻值约为的电阻,优选_____接法(选填“甲”或“乙”),且测量值_____真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)已知电流表内阻为,某同学实验过程中发现电流表量程不足,现需要对电流表进行改装,使得改装后的新表量程为原来的3倍,则应将原电流表_____(选填“串联”或“并联”)电阻_____。
5.某兴趣小组为测量电压表的内阻(量程0~3V、内阻约为5kΩ),设计了图甲所示电路,实验室提供了如下器材:
A.电压表(量程0~15V,内阻)
B.电阻箱
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
E.直流电源(电动势为18V,内阻不计),开关S,导线若干。请完成下列填空:
(1)实验原理图如图甲所示,用笔画线代替导线,将图乙的实物电路补充完整_______;
(2)滑动变阻器应选用_______(选填“”或“”),闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P调到最_______端(选填“左”或“右”);
(3)电阻箱接入一定电阻,闭合开关,调节滑片P的位置让两个电压表有合适的示数。电压表的示数为,电压表的示数为,电阻箱的电阻为,则电压表的内阻_______(用“”、“”、“”、“”表示)。
6.某同学想用电压表和电流表比较精确地测量一个5Ω左右电阻的阻值,他找来如下器材:
A.电源:电压3V,内阻忽略不计;
B.电流表:量程为0~0.6A,内阻约为2Ω;
C.电流表:量程为0~3A,内阻约为0.2Ω;
D.电压表:量程为0~3V,内阻约为2kΩ;
E.电压表:量程为0~15V,内阻约为10kΩ;
F.滑动变阻器:最大阻值15Ω,允许通过的最大电流1.0A;
G.开关一个;导线若干。
(1)此实验电流表应选择______,电压表应选择______。(选填器材前的字母)
(2)为了减小实验误差,电流表和电压表的连接方法应该选用图中的______(选填“甲”或“乙”),采用这种方式测量的结果与真实值相比偏______(选填“大”或“小”)。
7.某同学用伏安法测定待测电阻的阻值(约为10kΩ),除了、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用______,电流表选用______,电源选用______。(均填器材的字母代号)
(2)画出测量阻值的实验电路图______。
8.一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
9.某同学用伏安法测量电阻的阻值(约为)。除滑动变阻器、电源(电动势为,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择:
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
(1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选___________,电流表应选___________(均填器材前的字母代号);
(2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线___________内部断开(填图中导线编号);
(3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为,若考虑电压表内阻的影响,则阻值的表达式为___________。
10.辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测圆柱体的长度,测得L=_____mm;如图乙所示,用螺旋测微器测圆柱体直径,测得D=_______mm;如图丙所示,用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻,测得______Ω。
(2)若待测圆柱体电阻Rx较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且圆柱体两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A. B. C. D.
(3)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,作出U-I图像,测得图线的斜率为k,则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____(用相关物理量符号表示)。
(4)若考虑电表内阻引起的误差,则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____(填“不变”“偏大”或“偏小”)。
11.某实验小组测量待测电阻的阻值大小。
(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值,示数如图甲所示,对应的读数是_____。
(2)为了进一步精确测量该待测电阻的阻值,设计了如图乙所示的测量电路。
①图乙中电压表V量程为、内阻为,发现电压表的量程太小,需将该电压表改装成3V量程的电压表,应将的阻值调为_____;
②在闭合电路开关前应该把滑动变阻器的滑片移到_____(填“左”或“右”)端;
③用笔画线代替导线补充完成图丙中实物间的连线_____;
④某次测量时,电压表与电流表的示数分别为、,则待测电阻的阻值_____(用、和电压表内阻表示)。
12.用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)图a是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。当元件两端的电压为时,其电阻为________。(结果保留三位有效数字)
(2)使用图b电路利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为I和U。则________元件的电阻。(选填“小于”或“大于”)
(3)为了准确测量的阻值,改用了图c电路进行测量,使用的器材为电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知)。某次测量中电流表和的示数分别为和,则________(用、和表示)。
题型2:安安法测电阻
13.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A1(内阻为Rg) B.电流表A2(内阻未知)
C.定值电阻R0 D.滑动变阻器R
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)如图甲所示,用螺旋测微器测金属棒直径为______mm;如图乙所示,用游标卡尺测金属棒长为______mm。
(2)根据提供的器材,为了尽可能精确测量金属棒的阻值,设计出电路图如图丙所示。若实验测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则金属棒电阻值的表达式为Rx = ______。(用I1、I2、R0、Rg表示)
14.某同学想测某电阻的阻值。
(1)该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻,结果如图甲所示,则该读数为_________Ω。
(2)为了更准确地测量该电阻的阻值,有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为0~15mA,内阻约为2Ω);
B.电流表(量程为0~3mA,内阻);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(0~20Ω,允许通过的最大电流为200mA);
F.滑动变阻器(0~100Ω,允许通过的最大电流为50mA);
G.蓄电池E(电动势为3V,内阻很小);
H.开关S。
(3)滑动变阻器应选择_______(填“”或“”)。
(4)该同学设计了测量该电阻的电路图,如图乙所示。
(5)该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,则该电阻表达式_______(用题中所给物理量的符号表示)。
(6)调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图丙所示,则该电阻的阻值为_______Ω。
15.一段粗细均匀、中空的圆柱形导体,其横截面及中空部分横截面均为圆形,如图(a)所示。某同学想测量中空部分的直径的大小,但由于直径太小无法直接精准测量,他设计了如下实验进行间接测量。
该同学进行了如下实验步骤:
(1)用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图(b)所示.则直径D的测量值为________mm。然后又用游标卡尺测得该元件的长度L。
(2)用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值:该同学选择“×100”挡位,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量,应该选择________挡位(选填“”或“”),并重新欧姆调零,正确操作并读数,此时刻度盘上的指针位置如图(c)所示,测量值为________。
(3)设计了如图(d)所示的电路精确测量这段导体两端面之间的电阻值,除待测导体件外,实验室还提供了下列器材:
A.电流表(量程为20mA,内阻)
B.电流表(量程为50mA.内阻未知)
C.滑动变阻器
D.定值电阻
E.定值电阻
F.电源(电动势,内阻可以忽略)
G.开关S、导线若干
根据以上器材和粗测导体电阻值的情况可知,电路中定值电阻应选择________(填器材前面的字母代号);为了减小误差,改变滑动变阻器滑动触头的位置,多测几组、的值,作出关系图像如图(e)所示。若读出图线上某点对应的x、y的坐标值分别为a和b,则可知这段导体两端面间电阻的测量值________(用图像中数据和题设给出的物理量符号表示) (4)该同学查出这段导体材料的电阻率,则中空部分的直径大小测量值为________(用图像中数据和题设给出的物理量符号表示)。
16.现有一合金制成的圆柱体,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。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。
(1) 由甲、乙两图读得圆柱体的直径为_____ mm,长度为_____ mm。
(2)用多用电表电阻挡“×10”挡粗测圆柱体的阻值R,发现指针偏角较大,为了更准确的测出圆柱体的阻值,下列操作正确的是_____。
A.将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
B.将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
C.将两表笔短接调零,再将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置,再次测量电阻
D.将两表笔短接调零,再将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置,再次测量电阻
(3) 为进一步精确测量圆柱体的阻值Rₓ(阻值约为20Ω),实验室提供了以下器材并采用下图测量:电源E(电动势3V,内阻不计)
电流表A₁(量程150mA、内阻约10Ω)
电流表A₂(量程1mA,内阻)
定值电阻R0(电阻为2900Ω)
滑动变阻器R(最大阻值5Ω)开关S和导线若干
(4)用I₁、I₂分别表示电流表A₁、A₂的示数, 则 __________(用字符 和表示)。
17.用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则___________元件两端的电压,___________元件的电阻;将电流表外接,则___________流过元件的电流,___________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是__________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),测量电阻的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图__________。按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则___________(用和表示)。
18.某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表(量程为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻约为);
C.定值电阻(阻值为);
D.定值电阻(阻值为);
E.滑动变阻器R;
F.一节新的干电池E;
G.开关S及导线若干。
(1)图甲中的电阻应选用______(填“C”或“D”)。
(2)根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线。( )
(3)正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组的示数和的示数,将对应的数据在坐标系中描点,作出图像如图丙所示,的内阻为______(结果保留三位有效数字)。
(4)给串联一个阻值为______(结果保留三位有效数字)的定值电阻,可将改装成量程为的电压表V。
(5)用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时,的示数为,则V的实际量程为______V(结果保留三位有效数字)。
19.某兴趣小组欲精确测量一电子元件的阻值(约为),实验室提供如下实验器材:
A.电源E(电动势为9V,内阻约为);
B.电流表A1(量程为0~15mA,内阻为);
C.电流表(量程为0~100mA,内阻为);
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.开关S,导线若干。
(1)小组设计如图所示的电路图,其中滑动变阻器应选用______(填器材前序号)
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在______(填“M”或“N”)端。当开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录多组电流表的示数、电流表的示数,描点作出了图像,图像为直线,已知图线的斜率为,则该电子元件的阻值______(用R、、k表示)。
题型3:伏伏法测电阻
20.某实验小组利用如图甲所示的电路图,测量电压表的内阻和电流表的内阻已知定值电阻的阻值为,闭合开关后,调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R,电压表、电流表的示数分别为U、I,多测几组U、I、R的对应数据,根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示(图中a、b均已知)。
(1)闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_____(填“左”或“右”)端。
(2)由图乙可知,_____,_____(用、a、b表示)。
21.为测定一阻值约为50Ω的待测电阻的阻值,某实验小组利用如图(a)所示电路进行实验,电压表、内阻均很大。
(1)请按照电路图(a)连接实物图(b)_________;
(2)实验开始前,将滑动变阻器的滑片置于a端,将电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,同时改变电阻箱的阻值,使电压表、的指针均有较大偏角,读出电压表、的示数、,并读出此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值______;
(3)本次实验中,因未考虑电压表的分流影响,导致待测电阻的测量值______真实值。(选填“大于”“小于”或“等于”)
22.实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻的阻值,图中为标准电阻,阻值为;、为理想电压表,S为开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成实验。回答下列问题:
(1)按照图甲所示的实验原理线路图将实物图补充完整。___________
(2)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于___________(填“最左端”、“最右端”或“中间”)位置。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为、,则待测电阻的表达式为___________(用、、表示)。
(3)为了减小偶然误差,改变滑片的位置,多测几组、的值,作出的图像如图乙所示,图像的斜率为___________(用、表示),可得___________Ω。
23.某物理兴趣小组利用如图甲所示电路测量电阻的阻值,实验提供的器材有:电源E、滑动变阻器、待测电阻、电阻箱R、电压表(内阻未知)、电压表(内阻很大,可视为理想电压表)、开关S、导线若干。
丙实验操作步骤如下:
按图甲所示连接好实验器材;
②闭合开关S,调节滑动变阻器与电阻箱R,使电压表、指针均发生明显偏转;
③读取电压表、和电阻箱的示数,分别记为、、R;
④重复步骤②③,得到多组、、R数据。
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实验器材连接起来_________ 。
(2)小组成员根据实验数据,以为纵坐标,以为横坐标,绘制出关系图像如图丙所示,图丙中a、b、c均已知,根据图像可知,待测电阻________,电压表的内阻________。
24.某同学利用下述器材,要测量阻值大约一段电阻丝的电阻:
A、电源(电动势约)
B、电压表(量程为,内阻约)
C、电压表(量程为,内阻约)
D、定值电阻,阻值为
E、滑动变阻器(最大阻值)
F、开关一个,导线若干。
(1)他设计如图1所示电路图,请根据电路图把图2中的实物图补充完整;
(2)通过调节滑动变阻器,测量得到多组和的示数、,并作出图3所示图像,该图像的斜率为,则待测金属丝电阻_____(用、等字母表示),该测量值_____(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
题型4:电阻箱替代法测电阻
25.某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选_____(选填“A”或“B”);
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下_____(保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。
26.某同学在实验室发现一电流表G,表盘有刻度线但无数值,又不知其内阻,该同学用以下实验器材测量该电流表的参数:
A.待测电流表G;
B.电阻箱R();
C.定值电阻;
D.滑动变阻器();
E.3V的直流电源,内阻不计;
F.双量程电压表V;
G.开关、导线若干
(1)合理选择电压表量程,按如图甲所示的电路图连接好电路,将电阻箱R的阻值调为,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表G满偏,此时电压表V的指针恰好半偏,如图丙所示,电压表V的示数______V。
(2)保持电压表V的示数不变,反复调整电阻箱R的阻值和滑动变阻器滑片的位置,使电流表G的指针指到,此时电阻箱R的阻值为。
(3)由上可知电流表G的内阻______,满偏电流______。
(4)将电流表G改装成量程为3V的电压表,需将电阻箱R的阻值调为______,然后与电流表G串联。
27.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。
28.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r及电阻的阻值。实验器材有:待测电源,待测电阻,电压表V(量程0~3V,内阻很大可视为理想表),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)先测电阻的阻值。请将该同学的操作补充完整:
A.闭合,将切换到a,调节电阻箱,读出其示数和对应的电压表示数;
B.保持电阻箱示数不变,_____________,读出电压表的示数;
C. 电阻的表达式为=__________。
(2)该同学已经测得电阻,继续测电源电动势E和内阻r,其做法是:闭合,将切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=__________V,内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
29.现有两个完全相同的微安表(内阻约,量程为),电源电动势,要把其中一个微安表改成量程为的电流表,实验步骤如下:
(1)单刀双掷开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑至________(填“最左端”或“最右端”)
(2)单刀双掷开关拨向1,移动滑动变阻器发现电流表示数为;
(3)单刀双掷开关拨向2,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱,使得电流表示数仍为,此时电阻箱示数如图所示,该读数为________。
(4)微安表内阻为________。
(5)要把微安表改成量程为的电流表,需________(填“串联”或“并联”)阻值为________的定值电阻。
题型5:电桥法测电阻
30.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,为电阻箱,为半导体薄膜压力传感器,间连接电压传感器(内阻无穷大).
(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是____;
(2)适当调节,使电压传感器示数为0,此时,的阻值为_____(用表示);
(3)依次将的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制关系图线_____;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器示数为,则大小是_____(重力加速度取,保留2位有效数字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,此时非理想毫伏表读数为,则_____(填“>”“=”或“<”).
31.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”)。
32.测电阻有多种方法。
(1)甲同学用多用电表测量一电阻的阻值,他选用的电阻挡的倍率为“”,某次测量指针偏转情况如图甲所示。该电阻的测量值为________。如果用此多用电表测量一个阻值约为的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用电阻挡的倍率为________(填“”“”或“”)。
(2)乙同学用“伏安法”测量电阻的部分实验电路如图乙所示。某次测量时,电压表和电流表的示数分别为和,则电阻的测量值可表示为________;该测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)丙同学用如图丙所示的电路测量电流计的内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接好实验电路,调节电阻箱使其接入电路的阻值最大。
②将闭合、断开,调节电阻箱的阻值,使电流表满偏,此时电阻箱的电阻为。
③闭合,保持电阻箱的阻值不变,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值为时,电流表的指针刚好偏转到满偏刻度的,则电流表内阻的测量值为________;当________(填“远大于”或“远小于”)时,测量误差较小。
(4)丁同学设计了如图丁所示的电路测未知电阻。将电阻与另外两个已知阻值的定值电阻、和电阻箱相连接,、两点接检流计(可以检测微小电流)。闭合开关,调节电阻箱的阻值为时,检流计的示数为,则待测电阻________。
33.某物理兴趣小组用图甲所示的电路测量一段金属丝的电阻率ρ,其中R为滑动变阻器,R1、 R2为定值电阻,R3为电阻箱,G为灵敏电流表。实验的主要步骤如下:
(1)使用螺旋测微器在金属丝上的三个不同位置各测一次直径,某次测量结果如图乙所示,该读数为___________mm;
(2)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器R的滑片应置于___________(填“最左端”或“最右端”);
(3)反复多次测量待测金属丝接入电路中的长度,改变滑动变阻器R滑片的位置,调节电阻箱R3的阻值使灵敏电流表G示数为零。若调节电阻箱R3前,经灵敏电流表的电流由a流向b,则应调节电阻箱R3使其阻值逐渐___________(填“增大”或“减小”);
(4)实验中测得金属丝接入电路中长度的平均值为L,直径的平均值为d,据上述测量原理可知,金属丝的电阻率ρ=_______(用R1、R2、R3、L、d表示)。
题型6:半偏法测电阻
34.利用如图甲所示的电路测量电流表的内阻,实验仪器有:
待测电流表(量程,内阻约);电流表(量程,内阻约);直流电源(电动势1.5V,内阻不计);滑动变阻器(,额定电流);电阻箱(最大阻值)。主要实验步骤如下:(1)①开关闭合,断开,调节滑动变阻器的阻值,使电流表指针偏转到满刻度,读出此时电流表的示数;
②开关、均闭合,同时调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表的示数仍为,并使电流表指针偏转到满刻度的一半,记录此时电阻箱的阻值;若步骤②中记录的电阻箱的阻值为,则电流表内阻的测量值为_____。(2)若将该电流表改装成量程为的电流表A,则改装表A的内阻_____(结果保留2位有效数字)。
(3)为测量一节旧干电池的电动势E和内阻r,现利用电流表A和其他实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中,多次改变电阻箱阻值,记录每组的电阻箱阻值和电流表A的读数I,画出。图像为一条直线,如图丙所示,已知图线的斜率为,纵截距为a,则该电池的电动势______,内阻______。(结果均用字母k、a、表示)
35.小明同学要把一量程为0~100μA、内阻未知的微安表改装为量程为3V的电压表,他进行了如下实验操作,步骤如下:
(1)先用多用电表的欧姆挡粗测该微安表的内阻,选择开关拨至“×100”挡时,表盘示数如图1所示,则被测微安表的阻值约为______Ω。
(2)为了精确测量该微安表的内阻,他设计了如图2所示的电路图,图中定值电阻,电阻箱的阻值范围0~9999.9Ω,滑动变阻器阻值范围为0~20Ω。
①闭合,断开,调整滑动变阻器的滑片P,使微安表达到满偏,此后保持滑动变阻器的滑动片位置不变。
②保持闭合,再闭合,调整电阻箱的阻值R,当R=1000.0Ω时,微安表刚好半偏,则微安表内电阻的测量值=______Ω。
③将该微安表与一个阻值为______Ω的电阻串联,改装成量程为3V的电压表。
④用改装后的电压表某次测量电压时,指针指向“25μA”的刻度线,则被测电压的测量值为______V。
36.某同学利用半偏法测量量程为的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。
可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值) B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势) D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择__________(选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为__________;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值__________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
37.某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值)
B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择________(选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为________;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表________(选填“串”或“并”)联一个阻值为________的电阻(保留两位有效数字)。
题型7:测量电阻丝的电阻率
38.一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R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I=_______,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
()
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
()
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻。
(5)用米尺测得金属丝长度。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(b)所示,该读数为______mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率______。(保留2位有效数字)
39.某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高。
(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直流电源、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接_____。
(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达____________(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度____________(填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为____________m。(保留两位有效数字)
40.导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:
a.测得样品截面的边长a = 0.20cm;
b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;
c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I = 0.40A,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U—L图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
回答下列问题:
(1)L是丙到___________(填“甲”“乙”或“丁”)的距离;
(2)写出电阻率的表达式ρ = ___________(用k、a、I表示);
(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ = ___________Ω∙m(保留两位有效数字)。
41.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市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(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)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是________(填“偏大”或“偏小”);
(2)注水前,如图1所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm;如图2所示,用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0~6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图,请将图4电路连接完整____;
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像,求出该纯净水的电阻R=_______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____(用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
训练二:测量电源电动势和内阻
题型1:伏安法测电动势和内阻
42.为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻;
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为;
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知;
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知;
F.滑动变阻器1:,2A;
G.滑动变阻器2:,1A;
H.开关、导线若干。
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中应选择的器材为:电流表选择______、电压表选择______,滑动变阻器选______(填写选项前的字母);(2)实验电路图应选择下图中______(填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象,则干电池的电动势______V,内电阻______Ω。
43.实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为下图中的__________。(选填“A”或“B”)(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势__________V,内阻__________。
(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________,与纵坐标轴交点的数值将__________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
44.在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整_____。
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
⑤分别作出两种情况所对应的和图像
(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时_____V。
(4)根据测得数据,作出和图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势____________V,内阻____________Ω。(结果均保留两位小数)
(5)由图丁可知____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。
(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。
45.三元锂电池具有较高的能量密度,目前广泛应用于我国的新能源汽车。三元锂电池电动势和内阻与带电量和温度有关。某同学利用以下器材测量某单体三元锂电池在时的电动势和内阻。
A.三元锂电池(电动势约为,内阻为几十毫欧)
B.电流计G,内阻为)
C.电流表A(内阻约为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器(最大阻值为)
G.开关、导线若干
根据提供的器材,设计电路如图甲所示。
(1)将电流计G与定值电阻串联改装成电压表V,则改装后的电压表能测量的电压最大值为___________V。(结果保留两位有效数字)
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,多次记录改装后电压表V的示数、电流表A的示数,作出图线如图乙所示,该三元锂电池的电动势___________,内阻___________。(以上结果均保留两位有效数字)
(3)实验中,定值电阻的主要作用是___________。(填选项前的标号)
A.增大等效内阻,使得负载变化时电压变化更明显,便于电压表测量
B.保护电压表
C.消除系统误差
(4)利用图甲进行测量,该三元锂电池的电动势测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
46.磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度,广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下器材测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。
A.磷酸铁锂电池(电动势约为3V,内阻为几十毫欧)
B.电压表V(量程0~3V)
C.毫安表mA(量程200mA,内阻为1.5Ω)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)
G.开关、导线若干
根据提供的器材,设计电路如图甲所示。
(1)将毫安表与定值电阻并联改装成电流表Ⓐ,则改装后的量程为__________A(结果保留两位有效数字)
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,多次记录电压表的示数U、改装后电流表Ⓐ的示数I,作出U-I图线如图乙所示,该磷酸铁锂电池的电动势E=__________V,内阻r=__________mΩ。(以上结果均保留两位有效数字)
(3)利用图甲进行测量,该磷酸铁锂电池的电动势测量值__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
47.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.
48.现测量电源的电动势E(约为3V)和内阻r。可以选用的器材有:滑动变阻器R(最大阻值为15Ω),定值电阻(阻值4Ω),电压表V(量程0~3V,内阻很大),电流表(量程0~0.6A)和(量程0~3A),开关S,导线若干等。电路原理图如图1所示。
(1)将图2中的实物图连接完整___________,其中电流表应选择___________。(填“”或“”)
(2)实验中将滑动变阻器滑片置于两个不同位置时,电压表和电流表的示数分别为,则电源电动势___________,内阻___________(用和表示)
49.某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
题型2:用电流表和电阻箱测电动势和内阻
50.某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻,使用的器材还有开关一个,导线若干,实验原理如甲所示:
(1)在图乙的实物图中,已正确连接了电路;
(2)调节电阻箱,示数如图丙所示,读得电阻值是______;
(3)接通开关,多次改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流表的示数I,并作记录,画出关系图线,如图丁所示。若电流表内阻,由图线求得电源的电动势______V,内阻______。
51.随着智能手机耗电的增加,充电宝成了手机及时充电的一个重要选择,它可以看作一个可移动的直流电源。在某次科学研究中,一个实验小组对充电宝满电量时的电动势(约为5V)和内阻进行了研究。实验室可提供的实验器材如下:毫安表mA(量程为0~30mA,内阻为2Ω);电阻箱R0(量程为0~99.9Ω);定值电阻R1(阻值为10Ω);定值电阻R2(阻值为0.5Ω);开关、导线若干。据此回答下列问题:
(1)实验小组设计如图甲所示的实验电路图进行实验,则1处的定值电阻应选择________(选填“R1”或“R2”)。
(2)某次实验时,毫安表指针的位置如图乙所示,此时毫安表的示数为I=________mA,流过电阻箱R0的电流大小为________mA。
(3)改变电阻箱R0的阻值,得到多组电阻箱R0的示数R,电流表的示数I,在坐标纸上作出-R图像如图丙所示,可得该充电宝的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(计算结果均保留2位有效数字)
52.某实验小组要测量一款锂电池的电动势E和内阻r,设计了如图甲所示的电路,所用器材有电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)__________(用E、r、R、R0表示)。
(2)根据记录的数据作出图像,如图乙所示。已知R0=7.0Ω,可得E=_________V,r=________Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)电流传感器的电阻对本实验电池电动势的测量,结果__________(填“有”或“无”)影响。
题型3:用电压表和电阻箱测电动势和内阻
53.如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已知电池组的电动势约为3V,内阻约为1Ω。现提供的器材如下:
A.电池组;
B.电压表V(量程0~3V,内阻约为1000Ω);
C.电阻箱C(0~100Ω);
D.定值电阻R1=10Ω;
E.定值电阻R2=500Ω;
F.开关和导线若干。
(1)如果要准确测量电源的电动势和内阻,定值电阻R0应选择_________(选填“D”或“E”)。
(2)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的图像如图所示,图线与横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,定值电阻的阻值用R0表示,则可得该电池组的电动势为________,内阻为_________(用字母表示)。
54.如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图,已知电池组的电动势约3V,内阻约2Ω。现提供的器材如下:
A.电池组
B.电压表V1(量程0~10V,内阻约10000Ω)
C.电压表V2(量程0~3V,内阻约3000Ω)
D.电阻箱R(0~~99.9Ω)
E.定值电阻R1=20Ω
F.定值电阻R2=1000Ω
G.开关和导线若干
依据实验室提供的器材和实验电路图,回答下列问题:
(1)如果要准确测量电源的电动势和内阻,电压表V应选________,定值电阻R0应选________(填写仪器前面的字母序号)。
(2)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的图像如图乙所示,图线与横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,定值电阻的阻值用R0表示,则可得该电池组的电动势为_______,内阻为_______(用题目所给物理量的字母表示)。
(3)第(2)问中,利用图乙计算的电源电动势和内阻均存在系统误差,产生系统误差的原因是_____________。
55.(1)用20分度的游标卡尺测量某物体长度如图1所示,可知其长度为L=_______mm;用螺旋测微器测出其直径D如图2所示,则D=_______mm。
(2)实验室有量程为5V的电压表,内阻为RV,用其测量电源电动势和内阻。将电压表和电阻箱组成图(b)所示电路,调节电阻箱的阻值,记录多组电压表示数U和电阻箱读数R,描点后绘成图(c)所示一次函数图像,测出横轴截距为a,纵轴截距为-b,则电源电动势为______,内阻为________(用“a”、“b”和电压表电阻“RV”表示)。
56.一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约)和内阻r(小于)。图中电压表量程为,内阻:定值电阻;电阻箱R,最大阻值为;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:
(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选___________(填“5.0”或“15.0”);(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;(3)根据图(a)所示电路,用R、、、E和r表示,得___________;(4)利用测量数据,做图线,如图(b)所示:(5)通过图(b)可得___________V(保留2位小数),___________(保留1位小数);(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为,由此产生的误差为___________%。
57.新能源汽车使用的电源大多数由锂离子电池串联而成,某物理实验小组想通过实验测量某个新型锂电池组的电动势和内阻,具体进行了以下操作:
(1)为完成本实验,需要将实验室内量程为4V、内阻为4kΩ的电压表改装成量程为40V的电压表使用,则需串联一个阻值为________kΩ的定值电阻。
(2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验,正确进行操作,利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的的变化图像,其中U为图1中电压表的读数,R为电阻箱的读数,图中,b=0.3,。若忽略电压表分流带来的影响,由以上条件可以测出电池组的电动势________V,内阻________(计算结果均保留一位小数)。
(3)若考虑电压表分流带来的影响,则上述第(2)问中的测量值与真实值相比:电池组电动势的测量值________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),内阻的测量值________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
训练三:多用电表的原理及使用
58.(1)用多用电表的欧姆挡粗测一待测电阻,用“”挡正确测量,指针偏转如图甲所示,则多用电表的示数为________Ω。
(2)为测量一电阻的阻值,一物理兴趣小组的同学利用以下器材组装一个欧姆表:
灵敏电流计G(内阻,满偏电流μA)
定值电阻
滑动变阻器R(最大阻值为20kΩ)
电源(电动势,内阻不计)
导线若干
①该兴趣小组的同学将各元件按图乙电路连接(a、b为表笔端点),并进行调试。将a、b表笔短接,调节滑动变阻器R,使电流计G的示数为200μA,此时欧姆表的总内阻_________kΩ,滑动变阻器接入电路的阻值为________kΩ。
②用调试好的欧姆表测量待测电阻,表盘指针示数为50μA,可计算出______。
59.用如图甲所示的多用电表的欧姆挡来测量电阻时,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;将K旋转到电阻挡“”的位置;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”);将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏角过大,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,再完成测量读数。
A.将K旋转到电阻挡“”的位置
B.将K旋转到电阻挡“”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,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)若(1)中更换合适的倍率后,测量时多用电表的表盘如图乙所示,则待测电阻的阻值______。
(3)图1为多用电表的表盘,测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为______mA;测直流电压时,用的是50V量程,则指针所示的电压值为______V。
(4)如图2所示,发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。其“长脚”为正极,“短脚”为负极。当电流正向流经发光二极管时(从正极流入),其电阻较小,可以发光。现利用欧姆表测量发光二极管电阻,发现二极管可以发光,则可知红表笔连接二极管的______(填写“长脚”或“短脚”)。
60.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:
(1)将多用电表挡位调到电阻挡“×100”,再将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(2)将图甲中多用电表的红表笔和______(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端;
(3)测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小,需要将多用电表挡位调到电阻_____(填“×10”或“×1000”)挡。
(4)将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(5)测量时,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__________;
61.某实验小组的同学将一电流表改装为简易欧姆表,改装电路图如图所示,其中电流表的满偏电流,内阻,电池的电动势,内阻,为可变电阻。是两只表笔。
(1)欧姆调零时,应先将________,调节滑动变阻器,使电流表示数为________。
(2)实验小组的同学把未知电阻接在改装好的欧姆表红黑表笔之间,进行探究性实验。图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色(填“红”或“黑”)。
(3)按照正确操作步骤,该同学发现欧姆表指针恰好指在电流刻度的处,则该电阻阻值为________。
(4)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势不变、内阻略有增大,其他正常,按正确使用方法测量电阻时,测量结果与原测量结果相比会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
62.多用电表的原理及使用。
(1)如图甲所示的是多用电表内部结构示意图,通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连,以改变电路结构,分别成为电流表、电压表和欧姆表,下列说法正确的是______。
A.选择开关接2时量程比接1时量程小,选择开关接6时量程比接5时量程大
B.在使用欧姆表测量电阻阻值时,若红黑表笔接反了,测量值将偏大
C.用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,则测量值偏小
D.用多用电表的欧姆挡测电阻时,若指针偏转角度很小,则应换倍率较小的挡再进行测量
(2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,闭合开关S后,他用多用电表测量各点间的电压,。已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接c、e端时,指针指在如图丙所示的位置,则该电阻为______Ω,他将红黑表笔接e、f端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为______。
63.某实验小组计划将量程为、内阻的毫安表改装成简易欧姆表并测量电阻的阻值。
实验室提供以下器材:
(1)毫安表(参数如上)
(2)定值电阻若干
(3)滑动变阻器(最大阻值)
(4)电源(标称电动势1.5V,内阻未知)
(5)待测电阻
(6)红表笔、黑表笔、导线若干
实验步骤如下:
(1)按图1所示的电路连接实验器材,其中A表笔应接表笔______(填“红”或“黑”),定值电阻应选______(填“”“”或“”)。
(2)将两表笔短接,调节滑动变阻器,使毫安表指针指向______(填“0mA”“0.5mA”或“1mA”)处。
(3)将待测电阻接入两表笔之间,毫安表指针如图2所示,则待测电阻的测量值______。
(4)经检查,该实验小组发现所用电源的电动势小于1.5V,则该电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(5)更换电动势为1.5V的标准电源后,在毫安表表盘上标出对应的电阻数值,使此欧姆表的倍率为“”。
(6)按图3所示的电路改装欧姆表,可以将欧姆表的倍率变为“”,则图中阻值为______。
64.给下列器材,改装成一个欧姆表:
定值电阻
电表:内阻,G表的量程为0~100μA
电源:内阻不计,电源电压
(1)在测量前要将a,b点______,欧姆表调零让G表示数为______,滑动变阻器调为______。
(2)用调整好的欧姆表测量某个电阻,当欧姆表示数是60μA时,测量的电阻阻值是______。
65.某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻________,________。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值________。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为________(选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角________(选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为________。
66.某实验小组欲测量电流表A的内阻并将其改装成双倍率的欧姆表。该小组设计了如图甲所示电路。
(1)调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表示数保持不变,并记录电流表示数I和电阻箱的阻值R。
(2)重复步骤(1),记录多组实验数据。
(3)以为纵坐标,以R为横坐标,建立坐标系,并将实验数据描点、连线,得到一条倾斜的直线,直线的斜率为k,纵截距为b,则电流表的内阻___________,实验中电压表的示数___________。
(4)将电流表改装成倍率分别为“×10”和“×100”的双倍率欧姆表,电路如图乙所示。
①欧姆表中,___________(填“A”或“B”)接的是红表笔。
②当欧姆表的挡位为“×100”时,应将单刀双掷开关S与___________(填“1”或“2”)接通。
③在“×100”挡位进行欧姆调零后,在两表笔间接入阻值为1000Ω的定值电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的;取走电阻,在两表笔间接入待测电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的,则___________Ω。
训练四:基于传感器的电学现实应用类问题
67.光照强度简称照度,反映光的强弱,光越强照度越大,照度的单位为勒克斯()。为了控制蔬菜大棚内的照度,农技人员对大棚设计了图甲所示的智能光控电路,当照度低于某阈值时,启动照明系统进行补光。
(1)为了设定控制电路具体参数,需要获得不同照度下光敏电阻的阻值,现用如图乙所示的多用电表进行测量。步骤如下:
①机械调零后,选择开关拨至“”位置,红黑表笔短接,然后调节多用电表面板上的部件________(填“S”或“T”),直到指针停在表盘右端0刻度处。
②用可调照度的灯照射光敏电阻。某次测量中,指针指示如图丙所示,则光敏电阻的阻值________,并用照度传感器记录此时的照度值。
③改变照度多次重复步骤②,得到光敏电阻阻值与照度的对应关系,如表1所示。
表1 光敏电阻阻值与照度对应表
照度/
65890
41570
30840
20760
16040
12070
10530
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.0
(2)图甲电路中,电源电动势,内阻不计。定值电阻,电阻箱的阻值调节范围是,光敏电阻的电压增加到时,照明系统开始工作。现大棚内拟种植叶菜类蔬菜,农技人员设置照度阈值,当照度降低到时开始补光,电阻箱的阻值应调为________。
(3)当大棚内种植果菜类蔬菜时,需提高照度阈值,需要________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值。
68.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线如图a所示。
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致,实验可供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
B.毫安表A1(量程2mA,内阻为200Ω)
C.毫安表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
D.定值电阻R0(阻值2800Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流0.2A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω,额定电流0.2A)
G.开关、导线若干
探究小组根据器材设计了图b所示电路来测量不同甲醛浓度下气敏电阻的阻值,其中:
①滑动变阻器Rp应选用__________(填“R1”或“R2);
②开关S闭合前,应将滑动变阻器Rp的滑片置于__________端(填“a”或“b”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内浓度,记录不同浓度下电表示数,当甲醛浓度为时毫安表A1和毫安表A2的示数分别为1.51mA和3.51mA,此时测得该气敏电阻的阻值为____________kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)多次测量数据,得出该气敏电阻的参数与图a基本一致。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路,用来测定室内甲醛是否超标(国家室内甲醛浓度标准是),并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大,电源电动势E=3.0V(内阻不计),在接通电路时报警器两端电压大于2.0V时发出报警音“已超标”,小于等于2.0V时发出提示音“未超标”。则在电阻R3和R4中,___________是定值电阻,其阻值为___________kΩ(保留两位有效数字)。
69.测量竖直运动货物加速度的装置原理图如图所示。电路图中的器材有:电源E(E=6V,r=0.2Ω)、数字电压表(视为理想电压表)、定值电阻R1(R1=2.8Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为3Ω,长度为0.4m)。测量加速度的原理:滑动变阻器R的滑片一端固定在竖直固定的轻弹簧上端,弹簧上端固定一质量为m0=1kg的托盘、下端固定在竖直运动的升降装置底座上,弹簧劲度系数k=100N/m,升降装置静止且托盘上不放货物时,滑片静止于变阻器上端。请回答下列问题;
(1)升降装置静止且托盘不放货物时,电压表的示数为_______V。
(2)升降装置静止,将质量为m=1kg的货物P放在托盘上,P静止时,电压表的示数为_______V,货物P置于托盘上后,升降装置沿直线匀速向上运动。
①若升降装置向上运动过程中,电压表示数突然变小,则此时升降装置的加速度向_______(选填“上”或“下”);②若升降装置向上运动过程中,电压表示数增加了0.3V,则升降装置的加速度变化量的大小为_______m/s2。
70.某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为__________Ω。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最__________(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表的示数为2.25mA,的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为__________kΩ。经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示。
(3)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知通过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°C,油液外热敏电阻的温度为70°C,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为__________cm。
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《必修三实验(电学实验)》参考答案
1. 甲 ADCB C
【详解】(1)[1]因为待测电阻约为,而
故为了减小误差应该采用电流表的外接法,即选用甲图;
(2)[2]测量过程中应该先选择合适挡位,根据题意选择“”挡位,然后进行欧姆调零,再进行测量,测量完成后要将开关置于“”挡,故顺序为ADCB。
(3)[3]闭合电键后,却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表示数始终为零,可能是电路中出现断路,电压表的示数不变化,说明电压表串联在电路中;当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的,试触d时,电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路,故选C。
2.(1)
(2)
【详解】(1)[1]电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流
因此电流表应选电流表;
[2]待测电阻阻值约为,滑动变阻器 (,额定电流1A)和电阻箱 ()最大阻值均小于待测电阻阻值,若变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据。所以为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法,且
故电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
又
可得
变形得
可知图象的纵轴截距为
解得电动势为
图象的斜率
解得
3.(1)小
(2) 10.025 4.486/4.485/4.487
【详解】(1)此同学的接法为电流表外接法,电压测量准确,但是此时电流表测量的是通过电阻和电压表的电流之和,即电流表读数大于通过电阻的电流,由欧姆定律可知,电阻的测量值小于真实值。
(2)[1]图3游标卡尺分度值为0.05mm,长度读数为10cm+5×0.05mm=10.025cm
[2]图4螺旋测微器分度值为0.01mm,直径读数为4mm+48.6×0.01mm=4.486mm
4.(1) 甲 大于
(2) 并联 1.15
【详解】(1)[1]若测量阻值约为的电阻,则
应选用电流表内接,即甲图;
[2]由于电流表的分压作用,导致测量值大于真实值。
(2)[2][3]为了使改装后的新表量程为原来的3倍,则应将原电流表并联一个电阻,则
解得
5.(1)
(2) 左
(3)
【详解】(1)根据电路图可得实物连接如图所示
(2)[1][2]根据题意可知,滑动变阻器采用分压接法,为了方便调节,应选用较小的,为了保护电压表,闭合S前应将滑动变阻器的滑片调到最左端,使测量支路电流最小。
(3)根据电路图,由电流关系可得
解得
6.(1) B D
(2) 甲 小
【详解】(1)[1][2]电源电动势为3V,则电压表应选择D;待测电阻约为5Ω,根据
则电流表应选择B。
(2)[1]根据
为了减小实验误差,电流表应采用外接法,则应该选用图中的甲;
[2]电流表应采用外接法,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真实电流,根据欧姆定律可知,测量的结果与真实值相比偏小。
7.(1) ①B ②C ③F
(2)
【详解】(1)[1][2][3]若选用电源1.5V,由于被测电阻很大,电路中电流
电流很小,用哪个电流表测量都会造成读数误差较大,不利于实验,即电源选用12V的,即F,则电流
所以电流表选C,电压表就选B。
(2)因为所给滑动变阻器的最大阻值只有0~10Ω,若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压式接法,由于待测电阻远大于电流表C的内阻却接近电压表B的内阻,所以电流表采用内接法,电路如图所示
8.
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与并联扩大电流表量程,进而准确测量通过的电流,电压表单独测量的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从开始测量,满足题中通过的电流从连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过的电流最大为,需要将电流表量程扩大为原来的倍,根据并联分流的规律示意图如下
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
解得
(3)[4]电压表每小格表示,向后估读一位,即;
[5]电流表每小格表示,本位估读,即,电流表量程扩大倍,所以通过的电流为;
[6]根据欧姆定律可知
9.(1) A C
(2)6
(3)
【详解】(1)[1]电源电动势为3V,为了减小误差,电压表选用量程为3V的A;
[2]流过电阻的最大电流约为
为了减小误差,电流表选用量程为0.6A的C。
(2)电流表和电压表示数都为零,在不可能是4、5导线内部断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线6内部断开。
(3)根据电路图可得
整理可得
则
可得
10.(1) 49.20 4.700 5.0/5
(2)C
(3)
(4)偏小
【详解】(1)[1]游标卡尺(20分度)主尺读数+游标尺读数=49.0mm+0.05×4mm=49.20mm
[2]螺旋测微器读数方法是固定刻度+可动刻度=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
[3]多用电表(×1Ω挡)指针示数为5Ω,故
(2)较小,电流表应用外接法(减小系统误差);电压调节范围尽可能大,滑动变阻器应用分压式接法,选项C正确
(3)图线的斜率
横截面积
联立解得
(4)电流表外接法中,电压表测量值为真实电压,电流表测量值为与电压表的总电流,故,测量值偏小
11.(1)110
(2) 1000 右
【详解】(1)欧姆表读数为
(2)[1] 把量程为电压表改装成量程的电压表,应串联电阻箱,由串联电路的特点可得
解得
[2] 为了保证电路的安全,闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到右端,从而使待测电阻两端的电压为零。
[3] 依据电路原理图,对实物连线进行补充完善,如图所示:
[4] 某次测量时,电压表与电流表的示数分别为,通过电压表的电流为
通过的电流为
则待测电阻的阻值为
联立解得
12.(1) 非线性 140
(2)大于
(3)
【详解】(1)[1]根据线性元件与非线性原件的定义由图a可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件;
[2]由图a可知,当元件两端电压为1.925V时,电流约为13.75A,根据欧姆定律可得电阻为
(2)如图所示,将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
(3)根据并联电路电压相等有
可得
13.(1) 6.122/6.123/6.124 102.30
(2)
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺的读数为
(2)由串并联电路规律可得
解得
14. 260 250
【详解】[1]图甲中欧姆表的读数为
[2]图乙中滑动变阻器连接方式为分压式,为了调节方便,应选择总阻值较小的滑动变阻器,即选。
[3]由并联电路规律得
求得
[4]由图丙可知
所以
15. 4.486/4.485/4.487 140 R1
【详解】(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为4mm,可动刻度的读数为48.6××0.01mm=0.486mm,则读数为:4 mm+0.486mm=4.486mm。
(2)[2][3]指针偏转过大,说明所选挡位过大,导致示数偏小,为了使指针指向中间,应选用小挡位,故应选×10挡;由图示表盘可知,其读数为:14×10=140Ω;
(3)[4][5]电流表与定值电阻R2串联后所测的最大电压为
而电动势为4.5V,所以定值电阻R2小,应选定值电阻R1;
由电路图根据串并联规律应有
化简得
根据图像可知斜率
解得
(4)[6]根据电阻定律
其中
联立可得
16. /1.844/1.846 /42.35/42.45 A
【详解】(1)[1] 由甲图,读得圆柱体的直径为
[2]由乙图,读得圆柱体的长度为
(2)[3]指针偏角较大,说明圆柱体的阻值R比较小,需要换小倍率的电阻挡,换挡后需要欧姆调零,调零后再测,所以选A。
(4)[4]通过待测电阻的电流为
待测电阻两端的电压为
所以待测电阻
17.(1) 大于 大于 大于 小于
(2) 非线性 减小
(3)
【详解】(1)[1][2]若将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
[3][4]将电流表外接,电压表与元件并联,电压表的示数为元件两端的真实电压,而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流,所以I大于流过元件的电流。根据可知,此时U为真实值,I偏大,所以小于元件的电阻。
(2)[1]根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件。
[2]根据,在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,随着电流的增加,曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大,其倒数逐渐减小,所以元件的电阻减小。
(3)[1]将电流表A1与Rx并联,再与电流表A2、定值电阻R0串联接入电路。电路图如图所示
[2]根据并联电路电压相等有
可得
18. C 300 14.7 15.5
【详解】(1)[1]当电流表A1、A2满偏时,A1并联的电阻约为
图甲中的电阻应选用C;
(2)[2]根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线如图所示
(3)[3]根据串并联电路特点和欧姆定律有
整理得
根据图像可得
代入数据解得
(4)[4]将改装成量程为的电压表,需要串联的电阻为
(5)[5]当的示数为时,的示数为,当的示数为时,的示数为
则V的实际量程为
19.(1)E
(2) M
【详解】(1)由图可知,滑动变阻器采用了分压式接法,需要测量的范围更大,而滑动变阻器阻值越小,调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选最大值较小的,故滑动变阻器应选用E;
(2)[1]为保护并联部分电路中的仪器,故在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处在M处;
[2]根据欧姆定律可得
变形得
故图像的斜率为
解得
20.(1)左
(2) a
【详解】(1)为防止烧坏电表,电表两端的电压应从零开始,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最左端。
(2)[1][2]根据电路图的串并联关系,结合欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵截距为
图像的斜率为
解得,
21.(1)
(2)
(3)小于
【详解】(1)根据电路图,完整的实物连线如图所示
(2)根据欧姆定律可知通过电阻箱的电流为
则待测电阻的阻值为
(3)本次实验中,因未考虑电压表的分流影响,则通过电阻箱的电流大于通过待测电阻的电流,则导致待测电阻的测量值小于真实值。
22. 最右端 20
【详解】(1)[1]根据题意,由图甲电路图,补充完整的电路连线图如下
(2)[2]为了电路安全,防止电流过大,闭合开关前,将滑片置于最右端位置。
[3]由串联电路电流相等结合欧姆定律可得
整理可得待测电阻
(3)[4]根据上述分析可知
整理可得
则图像的斜率
[5]根据题意,由图乙可得
又有
联立解得
23.(1)
(2)
【详解】(1)根据电路图,连接实物图如图所示。
(2)[1][2]根据欧姆定律有
可得
结合题图丙有,
解得
24.(1)
(2) 大于
【详解】(1)根据电路图连接实物图,如图所示
(2)[1]根据串并联电路的特点有
所以有
可知在图像中斜率
解得
[2]根据电路得到的关系式是不考虑电压表V2分流的情况下等到的结果,即中的电流,所以。
25.(1)A
(2)157
(3)见解析
【详解】(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A;
(2)由电路可知
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变,先让S2接a,记录此时电压表读数为U,然后让S2接b,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数为U,记录此时电阻箱R1的阻值,热敏电阻Rt的阻值就等于此时电阻箱R1的阻值。
26. 1.50 200 2.5 1000.0
【详解】(1)[1]由题意可知,电源的电压为3V,则电压表使用小量程,故电压表的读数为1.50V;
(3)[2][3]由欧姆定律得
代入数据得
解得
(4)[4]要将电流表G改装成量程为的电压表,需串联一个电阻,阻值为
27.(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。
28.(1) 将切换到b
(2)
【详解】(1)[1][2]因电压表V内阻很大可视为理想表,保持电阻箱示数不变,将切换到b时,电路中的电流保持不变,由欧姆定律可知,
联立解得
(2)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可知,电压表的示数满足
对比图乙化简得
结合图像,截距,斜率
解得电源电动势,内阻
29. 最左端 1987 1987 并联 20.07
【详解】(1)[1]闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处,即最左端;
(3)[2]电阻箱的读数为
(4)[3]单刀双掷开关拨向1和2时,电流表示数相同且滑动变阻器滑片位置不动,说明电阻箱阻值等于微安表内阻,所以微安表内阻为;
(5)[4]把微安表改成大量程电流表需并联电阻。微安表满偏电压
则并联电阻的阻值为
30.(1)1000
(2)
(3)
(4)1.7×10-2
(5)>
【详解】(1)欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω
(2)当电压传感器读数为零时,CD两点电势相等,即
即
解得
(3)绘出U-m图像如图
(4)由图像可知,当电压传感器的读数为200mV时,所放物体质量为1.75g,则
(5)可将CD以外的电路等效为新的电源,电动势E',内阻r',CD两点电压看作路端电压,因为换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大,此时电压传感器读数
当读数为U'=200mV时,实际CD间断路(接理想电压传感器时)时的电压等于E'大于200mV,则此时压力传感器的读数F1>F0。
31.(1) 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。
32.(1) 120
(2) 偏大
(3) 远小于
(4)
【详解】(1)[1]电阻的测量值为指针示数乘以倍率,指针指在12的位置,倍率为“”,所以测量值为;
[2]测量阻值约为的电阻时,为使指针指在表盘中央附近测量更精确,应选用“”的倍率。
(2)[1]根据欧姆定律,可得电阻的测量值为
[2]测量值等于电阻和电流表内阻之和,故测量值大于真实值。
(3)③[1]闭合、断开时,调节电阻箱使电流表满偏,设满偏电流为。闭合,保持电阻箱的阻值不变,此时电流表偏转到满偏刻度的,若认为干路电流不变,仍为,则说明通过电阻箱的电流为,根据并联电路电压相等,可得电流表内阻的测量值等于电阻箱阻值的一半,即。
[2]闭合后,总电阻减小,总电流增大,大于原来的满偏电流,而电流表中电流为,则通过电阻箱的电流大于,当远小于时,总电流变化小,测量误差较小。
(4)当检流计示数为0时,说明M、N两点电势相等。
设通过与的电流为,通过与电阻箱的电流为,则两端的电压
两端的电压
两端的电压
两端的电压
又因为,所以
代入后可推导出。
33.(1)0.519/0.520/0.521
(2)最右端
(3)增大
(4)
【详解】(1)由图乙可知,金属丝的直径为d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm(0.519~0.521);
(2)从保护电表角度考虑,滑动变阻器R的滑片在开关闭合前应置于最右端;
(3)电流计中的电流方向从a流向b时,a点电势高于b点电势,可通过增大R₃升高b点电势;
(4)由欧姆定律知,电流计示数为零时,有,解得,又,金属丝的电阻率。
34.(1)9.9
(2)0.30
(3)
【详解】(1)由于两次测量过程中,电流表的示数始终不变,而当开关、均闭合,电流表指针偏转到满刻度的一半,此时通过电阻箱的电流与通过的电流相等;电阻箱的阻值为,则电流表内阻的测量值也为。
(2)若将该电流表改装成量程为的电流表A,根据欧姆定律则有
代入数据解得
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律则有
整理可得
故在图像中其斜率为
解得
纵截距为
联立解得
35.(1)1400
(2) 1500 28500 0.75
【详解】(1)由图1可知,被测微安表的阻值约为
(2)[1]由题意可知,QP之间的电压不变,即
代入数据,解得
[2]改装成量程为3V的电压表,设需串联电阻的阻值为,则
解得
[3]用改装后的电压表某次测量电压时,指针指向“25μA”的刻度线,则
解得
36. A 小于
【详解】(1)[1]当电流表满偏时电流为,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[2] 闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,回路中总电流为,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为
[3]由于接入电阻箱,导致干路上电流变大,当电流表示数为,则流过变阻箱的电流大于,这样导致测量值小于真实值。
37.(1)A
(2) 75.0 小于
(3) 并 0.25
【详解】(1)当电流表满偏时电流为2mA,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[1]闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为2mA,保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,回路中总电流为2mA,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联,导致干路上电流变大,当电流表示数为1mA,则流过变阻箱的电流大于1mA,这样导致测量值小于真实值。
(3)[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,由并联电阻分流作用可知,则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍,则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍,所以并联的电阻阻值
38. 0.150/0.151/0.149 5.0
【详解】(1)[1]根据题意可知,两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流
[2]金属丝的电阻
联立可得
(5)[3]螺旋测微器的读数为
(6)[4]根据电阻定律
又
代入数据联立解得
39. 高 0.46
【详解】(2)[1]电源电动势为,故电压表量程选择;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图如下:
(4)[2]根据电阻定律
故可得
得
[3]电阻率越小更容易导电,根据图像可知的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。
(5)[4]根据前面分析可知的水的电阻率为
故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,接入电压时,得
解得水管的长度至少应设计为
40. 乙 6.7 × 10-5
【详解】(1)[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压,则L是丙到乙的距离。
(2)[2]根据电阻定律有
再根据欧姆定律有
联立有
则
(3)[3]根据图像可知
k = 6.7V/m
则根据(2)代入数据有
ρ = 6.7 × 10-5Ω∙m
41.(1)偏大
(2) 6.124(6.123~6.126) 10.225
(3) 2.0×103
(4)
【详解】(1)不合格的纯净水电阻较小,电阻率较小,所以电导率偏大;
(2)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
(3)[1]根据电路图进行实物连接,如图所示
[2]根据欧姆定律可得
(4)根据电阻定律可得,
所以
42. B D F 甲 1.5 0.7
【详解】(1)[1]电流表B的内阻是已知的,故选B;
[2]被测干电池一节,电动势约为1.5V,电压表选择量程0~3V,故选D;
[3]被测干电池的内阻较小,为方便调节,滑动变阻器选择阻值较小的,故选F;
(2)[4]因电流表的内阻已知,故实验电路图应选择图甲;
(3)[5][6]根据闭合电路欧姆定律
即
则,图像的纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示内阻
43. B 4.5 1.8 不变 变大
【详解】(1)[1]通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B;
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律
有
则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5,横轴截距为2.5,结合上述分析可知电池电动势;内阻
(3)[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻的影响,流过电压表的电流为
可知流过电池的电流为
,
因电压表内阻不变,随着电压值减小,电压表电流减小,当电压值趋于0时,I趋于,在图2中重新绘制的图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。
44. 1.30 1.80 2.50 接法Ⅱ 接法Ⅱ
【详解】(1)[1]根据图甲所示的电路图,实物连接如图所示
(3)[2]量程为的电压表分度值为,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知电压表读数为
(4)[3]当单刀双掷开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势为的纵轴截距,则有
[4]当单刀双掷开关接2时,电压表示数为零时,电流表测量准确,由图像可知此时电路电流为,根据闭合电路欧姆定律可知
解得内阻为
(5)[5]由图丁可知图像的斜率为
解得
由图丁可知图像的斜率为
解得
可得
故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。
(6)[6]由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压,接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流,由于电源内阻较小,远小于电压表内阻,结合(5)问分析可知,若只能选择一种接法,应选择接法Ⅱ更合适。
45.(1)5.0
(2) 4.2 50
(3)A
(4)小于
【详解】(1)电流计的满偏电压为
则改装后
即改装后的电压表量程为。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
由图乙可知图像的截距
图像斜率的绝对值
解得。
(3)在电压表外与电源串联,其主要作用是使电源的等效内阻变大,使得负载变化时,电压表示数变化更加明显,便于测量记录数据。
故选A。
(4)考虑到电压表的分流作用,根据闭合电路欧姆定律有
整理得
所以图像的截距
故,即利用题图甲进行测量,三元锂电池的电动势测量值小于实际值。
46.(1)1.2
(2) 3.2 83
(3)偏小
【详解】(1)毫安表的满偏电压为
则改装后干路最大电流为
即改装后的电流表量程为1.2A。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
由图乙可知图像的截距
图像斜率的绝对值
解得
(3)考虑到电压表的分流作用,根据闭合电路欧姆定律有
整理得
所以图像的截距
故
即利用题图甲进行测量,磷酸铁锂电池的电动势测量值偏小。
47.(1)
(2) 11323.5 1.00 3.33/3.30/3.31/3.32/3.34/3.35/3.36
(3)D
【详解】(1)根据电路图连接实物图如图
(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
变形可得
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。
48.(1)
(2)
【详解】(1)[1]根据电路图可得实物连接图如图所示
[2]电路中的最大电流
为了减小误差,电流选择量程为0~0.6A的。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
联立可得
49.(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
【详解】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
50. 2.3 1.4 0.6
【详解】(2)[1]由图可知,电阻箱挡,示数为3,电阻箱挡,示数为2,其他挡示数为0,则电阻值为。
(3)[2]由闭合电路欧姆定律可知
变形得
由此可知,图线斜率的物理意义是表示电源的电动势;则有
[3]图线的阻值截距为
代入得
51.(1)R2
(2) 23.0 115.0
(3) 5.1 0.13
【详解】(1)实验中毫安表量程偏小,需要对毫安表改装后进行实验,R1的阻值太大,改装后的表量程仍然不满足实验要求,故1处的定值电阻应选择R2。
(2)[1][2]根据电表改装原理,改装后的电流表量程为
由题图乙可知此时电流表的示数为I=23.0mA,由于改装后的电流表量程变为原来的5倍,因此流过电阻箱R0的电流大小为115.0 mA。
(3)[1][2]由闭合电路欧姆定律得E=5I(R+r+0.4)
整理可得
因此图像中,图线斜率表示,纵截距表示,结合题图丁可得E=5.10 V,r=0.13 Ω。
52.(1)
(2) 4.5 2.0
(3)无
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律有
整理得
(2)根据闭合电路欧姆定律有
变形得
可知图像的斜率
解得E=4.5V
坐标轴上的截距为,则有
解得
(3)若考虑电流表内阻的影响,根据闭合电路欧姆定律可得
变形得
可知图像的斜率仍为
所以在本实验中电动势的测量值与真实值相等,即电流传感器的电阻对本实验电池电动势的测量无影响。
53.(1)D
(2)
【详解】(1)的定值电阻过大,使得电压表指针的偏角太小,在改变电阻箱阻值时,电压表的示数变化不明显,故定值电阻R0选择D。
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律得
整理得
结合图像可得
,
解得
,
54.(1) C E
(2)
(3)由于电压表的分流引起
【详解】(1)[1]电源电动势约为3V,电压表应选择C;
[2]的定值电阻太大,电路中的电流太小,使得电压表指针的偏角太小,且改变电阻箱阻值时,电压表的示数变化不明显,故定值电阻选择E。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
其中
整理得
则图线的斜率为
纵截距为
解得
(3)实验中使用的电压表不是理想电压表,电路中真实的电流为电阻箱和电压表的总电流,所以计算的电源电动势和内阻均存在系统误差,产生系统误差的原因是电压表的分流引起的。
55. //
【详解】(1)[1]游标卡尺的固定刻度读数为42mm,游标尺上第8个刻度线与主尺对齐,则游标卡尺读数为
[2]根据螺旋测微器的读数规则可知读数为
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
由图(c)可知
,
解得
,
56. 15.0 1.58 2.0 5
【详解】(1)[1]为了避免电压表被烧坏,接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大,则由并联电路分压可得
代入数据解得
因此选。
(3)[2]由闭合回路的欧姆定律可得
化简可得
(5)[3][4]由上面公式可得
由图象计算可得
代入可得
将代入解析式可得
解得
(6)[5]如果电压表为理想电压表,则可有
则此时
因此误差为
57.(1)36
(2) 33.3 1.2
(3) 偏小 偏小
【详解】(1)串联的电阻。
(2)[1][2] 根据电路规律可知
变形可得图像方程
则
故
且
故。
(3)[1][2] 考虑电压表分流,
则
则
故,偏小
且
故,偏小。
58.(1)
(2) 15 10 45
【详解】(1)多用电表用“”挡,则读数为
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律,调零时总内阻为
[2]由总内阻
解得滑动变阻器阻值
[3]根据闭合电路欧姆定律得
解得
59.(1) S T 0刻线 BDCE
(2)150
(3) 48 24.0
(4)短脚
【详解】(1)[1]机械调零,应旋动部件S;
[2][3]欧姆调零时需要旋动T,使指针对准电阻的“0刻线”;
[4]由题可知,选用“”挡时发现指针偏角过大,说明电阻较小,应更换小倍率的挡位,两表笔短接进行欧姆调零,再测量电阻,完毕后将选择开关调到“OFF”挡,故顺序为BDCE。
(2)由图可知,待测电阻的阻值
(3)[1]用100mA的量程,电流的大小为48mA;
[2]用50V的量程,电压的大小为24.0V
(4)结合题意,根据欧姆表“红进黑出”的原理可知,二极管发光,黑笔接长脚,红笔接短脚。
60. 2 ×10 160
【详解】(2)[1]电流从多用电表红表笔流入、黑表笔流出,从待测毫安表正接线柱流入、负接线柱流出,所以应将图甲中多用电表的黑表笔和1端相连,红表笔与2端相连。
(3)[2]测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小,说明所选挡位相对待测毫安表的内阻而言偏大,需要将多用电表挡位调到更高的电阻×10挡。
(5)[3]由图乙可知毫安表的内阻为16×10Ω=160Ω
61.(1) 短接 1
(2)红
(3)375
(4)不变
【详解】(1)[1][2]欧姆调零时,应先将红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使电流表满偏,示数为1。
(2)欧姆表电流方向为红进黑出,所以与接线柱A相连的是电源的负极,则与接线柱A相连的表笔颜色应是红色。
(3)欧姆表的指针恰好指在电流刻度的0.80mA处,则
根据
(4)电池电动势不变,内阻变大,欧姆表仍能调零
可知,总内阻不变,按正确使用方法在测电阻时,指针偏转角度与内阻较小时相同,其测量结果与原结果相比将不变。
62.(1)AC
(2) 18 R 断路
【详解】(1)A.对电流表来说,分流电阻越小量程越大,由图可知接2时分流电阻更大,所以1比2量程大,对电压表来说,分压电阻越大量程越大,由图可知接6时分压电阻更大,所以6比5量程大,故A正确;
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,不会影响测量结果,故B错误;
C.人是导体,双手捏住两表笔金属杆,测量的是电阻与人体的并联电阻阻值,测量值将偏小,故C正确;
D.用欧姆挡测电阻时,如果指针偏转过小,说明待测电阻大,应将选择开关拨至倍率更大的挡位,故D错误。
故选AC。
(2)[1] 将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接c、e端时,由图可知读数为 18;
[2]再测 e、f 时几乎不动表针,说明从 e 到 f 已开路。结合电路图可判定是电阻 R 断路。
63. 红 1mA 2250 大于 120
【详解】(1)[1] [2] 由图1知,欧姆表内部电流方向为顺时针方向,电流从B表笔流出,从A表笔流入,故A为红表笔。欧姆表中值电阻为
又,滑动变阻器的最大阻值为,故定值电阻应选即选。
(2)[3] 电阻调零时,两表笔短接,指针指向欧姆零刻度处,即电流表的满偏电流处,故为1mA。
(3)[4] 由图2可得,电路中的电流为,
(4)[5] 假设,则
故,可得:测量值大于真实值。
(6) [6] 原欧姆表的中值电阻为,倍率为“”,欧姆表中央刻度为“15”,要将欧姆表的倍率改为“”,中值电阻为,改装后电流表的满偏电流为10mA,并联电阻阻值为:。
64.(1) 短接 100μA 14.4
(2)10
【详解】(1)[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的a,b点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
65.(1) 8 72
(2)5.2mA/5.20mA
(3)B
(4) ×100 太小 1427Ω
【详解】(1)由电路图可知,接1时为电流表,接2时为电流表,于是可得,
代入数据可得,
解得,
(2)接,接1时,多用电表为量程为10mA的电流表,由图乙可知,每个小格为0.2mA,所以读数为5.2mA
(3)欧姆表需要进行欧姆调零,所以单刀双掷开关接,接1时,欧姆表的内阻
单刀双掷开关接,接2时,欧姆表的内阻,
为改装后电流表的内阻。
故选B。
(4)单刀双掷开关接1时为大量程电流表,所以接、接1时即为小倍率欧姆表,对应的挡位是。接2为大倍率欧姆表,因为需要调换挡位说明现在测量的是一个大电阻,此时量程太小,所以出现的情况应该是指针偏角太小。调整好倍率进行欧姆调零,开关接2时,电流表内阻
滑动变阻器的阻值
66. A 2 4000
【详解】[1][2]由题意有
所以
所以有,
解得,
[3]欧姆表中电流从黑表笔流出,经待测电阻后,从红表笔流进欧姆表,黑表笔与内部电池正极相连,红表笔与内部电源负极相连,因此图中A接的是红表笔。
[4]欧姆表内阻越大,中值电阻越大,欧姆表的倍率越大,根据闭合电路的欧姆定律,欧姆表内阻
当开关S拨向2时,根据并联电路电流的分配原则可知,与表头并联的电阻越大,该支路的电流越小,回路中满偏电流越小,则欧姆表内阻越大,即为“×100”挡位。
[5]根据闭合电路的欧姆定律,在“×100”挡位进行欧姆调零后,在两表笔间接入阻值为1000Ω的定值电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的,有
在两表笔间接入待测电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的,可知有
联立解得
67.(1) T /800.0/800
(2)1700
(3)减小
【详解】(1)[1]选择倍率后,需要将红黑表笔短接,然后调节多用电表面板上的欧姆调零旋钮T进行欧姆调零;
[2]多用电表的读数为
(2)由表1可知,当照度时,
电流
根据欧姆定律,电阻箱接入的阻值
(3)由表1可知,光敏电阻阻值随照度的增大而减小。提高照度,光敏电阻减小,在电路中分得的电压减小,为了分得和没有提高照度阈值前相同的电压,需要提高其阻值在总电阻中的占比,因此需要减小电阻箱的阻值。
68.(1) R2 a
(2)2.27
(3) R3 1.3
【详解】(1)①[1]根据图b可知,滑动变阻器采用了分压接法,为了调节方便,本来应该选择最大阻值较小的R1;但是考虑到若选择R1=10Ω,电源电动势为6V,则可能会超过滑动变阻器的最大电流0.2A,所以选择R2。
②[2]开关S闭合前,应将滑动变阻器Rp的滑片置于a端。
(2)该气敏电阻的阻值为
(3)[3][4]因甲醇浓度越大,则Rq阻值越大,回路总电阻越大,总电流越小,则定值电阻上的电压越小,Rq上的电压越大,当超过2.0V时发出报警音,可知R4为气敏电阻,R3为定值电阻;当室内甲醛浓度是时Rp=2.6kΩ,可知定值电阻
69.(1)0/零
(2) 0.75 下 2
【详解】(1)当托盘没有放货物时,滑片处于变阻器R上端,电压表被短路,示数为0。
(2)[1]当P放在托盘上静止时,弹簧向下移动
变阻器R两端总的电压为
此时电压表示数为
[2]电压变小,根据
不变,变小说明 减小,即滑片下移量变小,弹簧压缩量减小,弹力小于总重力,合力向下,则此时升降装置的加速度向下:
[3]电压增加 ,由
可得下移量变化
由牛顿第二定律有
可得加速度
即加速度变化量大小为
70.(1)
(2) 左 3.0/3
(3)10
【详解】(1)[1]由多用电表欧姆表的读数规则可知,此时热敏电阻的阻值为
(2)[2][3]滑动变阻器采用分压式接法,为保护电路安全,在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端,由于和并联,故有
代入数据解得
(3)[4]设警戒液面到油箱底部的距离为x,温度为30℃时热敏电阻的阻值为,则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理,可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中,由闭合电路欧姆定律有
其中、、
代入解得
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