内容正文:
电学实验
1.(2018·全国卷I ·T23) 某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25℃ ~80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃。实验得到的R2-t数据见下表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端。
(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线。
(3)由图乙可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性。当t=44.0 ℃时,可得RT=
Ω。
(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为 Ω,则手心温度为 ℃。
【解析】(1)为了保护测量电路,在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到b端。
(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,做出R2-t曲线如图所示。
(3)由作出的R2-t曲线可知,当t=44.0 ℃时,可得RT=450 Ω。
(4)根据图丙所示读数为6×100 Ω+2×10 Ω+1×0 Ω+0.1×0 Ω=620.0 Ω,由作出的R2-t曲线可知,当RT=620.0 Ω时,可得t=33.0 ℃。
答案: (1)b (2)图见解析 (3)450 (4)620.0 33.0
【易错警示】解答此题常见错误主要有:
(1)没有掌握滑动变阻器的分压接法和限流接法在开关闭合前滑动头的位置。
(2)没有认真阅读题述的实验过程,导致不能把电阻箱R的读数与热敏电阻阻值联系起来。
2.(2018·全国卷II·T22)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值应取R1= Ω,R2= Ω。(保留到个位)
【解析】(1)先并联改装电流表,再串联改装电压表。
(2)R1=
=100 Ω,R2=
=2 910 Ω
答案:(1)图见解析 (2)100 2 910
3.(2018·全国卷Ⅲ ·T23)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω);可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图甲,将图乙中实物连线。
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1。
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2。
(4)待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次测量所得
的平均值,求得Rx= Ω。(保留1位小数)
【解析】(1)依电路图连接实物图如图
(4)由于电压表可视为理想电压表且滑动变阻器滑动端的位置不变时,通过R0和Rx电流不变,因此有
,待测电阻阻值的表达式
(6)将数据代入Rx=
,求平均值得Rx=48.2 Ω
答案:(1)见解析图 (4)
(6)48.2
4.(2018·天津高考·T9(3)