2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十五 電學(xué)實(shí)驗(yàn)精練(含解析)
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1、專題十五 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 『經(jīng)典特訓(xùn)題組』 1.某同學(xué)用伏安法測(cè)某定值電阻的阻值,所用電壓表內(nèi)阻約1000 Ω,所用電流表內(nèi)阻約20 Ω,電流表的量程為3 mA,由于被測(cè)電阻的阻值大小未知,他先后采用了如圖甲和乙所示的電路分別進(jìn)行測(cè)量,每次實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄測(cè)得的多組電壓表和電流表的讀數(shù),作出U-I圖象,如圖丙和丁。 (1)根據(jù)電路圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)作出的U-I圖象應(yīng)是________(填“丙”或“丁”)圖。 (2)由測(cè)量結(jié)果判定電路圖________(填“甲”或“乙”)圖測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確,根據(jù)該電路得到電阻的測(cè)量值Rx=________ Ω(保留兩位有效數(shù)字),Rx的測(cè)量值___
2、_____(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。 (3)該同學(xué)為了減小系統(tǒng)誤差,設(shè)計(jì)了如圖戊所示的電路測(cè)上述電流表(圖中A)的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有: A.電流表量程0~6 mA B.電流表量程0~4 mA C.滑動(dòng)變阻器0~10 Ω D.滑動(dòng)變阻器0~1000 Ω E.定值電阻阻值R=20 Ω F.電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干 電流表A1應(yīng)選________(選填“A”或“B”);滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(選填“C”或“D”)。 若某次測(cè)量得到電流表A的示數(shù)為2.0 mA,電流表A1的示數(shù)為3.9 mA,則此次測(cè)量得到電流表的內(nèi)阻為________ Ω(保留兩位有效
3、數(shù)字)。 答案 (1)丁 (2)乙 1.1×103 大于 (3)A C 19 解析 (1)根據(jù)兩電路圖可知甲電路中電阻的測(cè)量值偏小,畫出的U-I圖象的斜率偏小,則根據(jù)電路圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)作出的U-I圖象應(yīng)是丁圖。 (2)由丁圖可知,電阻R的測(cè)量值為 R== Ω≈722 Ω,則R?RA,可知應(yīng)該采用電流表內(nèi)接電路,即乙電路;根據(jù)該電路得到的U-I圖象是丙圖,可得電阻的測(cè)量值R== Ω≈1.1×103 Ω;因測(cè)量值中包括電流表的內(nèi)阻,則Rx的測(cè)量值大于真實(shí)值。 (3)電流表A1應(yīng)選量程較大的A;滑動(dòng)變阻器用分壓電路,故應(yīng)選C。根據(jù)歐姆定律可得(I1-I)R=IRA,解得電流表的內(nèi)阻:RA=
4、=19 Ω。 2.為測(cè)定金屬絲的電阻率ρ,某同學(xué)把一段粗細(xì)均勻的金屬絲拉直并固定在帶有毫米刻度尺的木板上。用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻Rx約為5 Ω,實(shí)驗(yàn)室有以下器材可選用: 電流表A1(量程300 mA,內(nèi)阻r1=5 Ω); 電流表A2(量程600 mA,內(nèi)阻r2約為1 Ω); 電壓表V(量程20 V,內(nèi)阻r3約為3 kΩ); 滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,額定電流為1 A); 滑動(dòng)變阻器R2(0~250 Ω,額定電流為0.01 A); 電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻較小); 導(dǎo)線、開關(guān)若干。 (1)如圖1,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑d=________ mm。 (2)為準(zhǔn)
5、確測(cè)出該金屬絲的電阻,要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)幫該同學(xué)在方框內(nèi)(圖2)畫出測(cè)量該電阻R的電路原理圖(標(biāo)出所用儀器的代號(hào)),寫出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式Rx=________,表達(dá)式中各物理量的含義:____________________________。 (3)如果用符號(hào)d表示測(cè)得金屬絲的直徑、L表示金屬絲的長(zhǎng)度、Rx為金屬絲電阻值,則該金屬的電阻率ρ=________(用d、L、Rx表示結(jié)果)。 答案 (1)2.150 (2)電路圖見解析 I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù),r1為電流表A1的內(nèi)阻 (3) 解析 (1)螺旋測(cè)微器的固定刻度為2 mm,可動(dòng)刻度為15.0×0.01 m
6、m=0.150 mm,故金屬絲直徑d=2 mm+0.150 mm=2.150 mm。 (2)實(shí)驗(yàn)要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù),由題給數(shù)據(jù),可知滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,故選電阻較小的滑動(dòng)變阻器R1;題中所給電壓表量程太大,故不選用;要測(cè)量金屬絲的阻值,可以把電流表A1作為電壓表使用,故實(shí)驗(yàn)電路圖如圖; 根據(jù)歐姆定律,有:Rx=① 其中I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù),r1為電流表A1的內(nèi)阻。 (3)根據(jù)電阻定律,有:Rx=ρ② 由②代入數(shù)據(jù),得:ρ=。 3.某同學(xué)做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn),已知小燈泡標(biāo)稱值為“2.5 V 1.25 W”,實(shí)驗(yàn)室中除導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下
7、器材可供選擇: 電壓表V1(量程為3 V,內(nèi)阻為3 kΩ) 電流表A1(量程為100 mA,內(nèi)阻為10 Ω) 電流表A2(量程為3 A,內(nèi)阻為0.1 Ω) 滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,額定電流為2 A) 滑動(dòng)變阻器R2(0~1 kΩ,額定電流為0.5 A) 定值電阻R3(阻值為2.5 Ω) 定值電阻R4(阻值為10 Ω) 定值電阻R5(阻值為1 kΩ) 電源E(E=3 V,內(nèi)阻不計(jì)) 實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測(cè)量。 (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________,并________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)定值電
8、阻。(均填器材的符號(hào)) (2)在圖1中的虛線框內(nèi)畫出電路圖。(圖中標(biāo)出選用的器材的符號(hào)) (3)實(shí)驗(yàn)中得到的該燈泡的伏安特性曲線如圖2所示,如果將小燈泡與另一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為2 V、內(nèi)阻為4 Ω的電源直接相連,則小燈泡的實(shí)際功率為________ W。(保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)R1 A1 并聯(lián) (2)電路圖見解析 (3)0.25 解析 (1)為了使小燈泡兩端的電壓從零開始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值較小的R1;燈泡額定電流為:I===0.5 A=500 mA,電流表A2量程太大,不能用它測(cè)電流,把電流表A1與定值電阻R3并聯(lián)擴(kuò)大其量程測(cè)電流。 (2)描繪燈泡的
9、伏安特性曲線,電壓與電流應(yīng)從零開始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻,電流表采用外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。 (3)在燈泡I-U坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的I-U圖線如圖所示: 由圖示圖線可知:U=0.9 V,I=0.28 A 燈泡實(shí)際功率為:P=UI=0.9×0.28 W≈0.25 W。 4.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,其中R0為定值電阻,R為阻值可調(diào)可讀的電阻箱。 (1)實(shí)驗(yàn)中電源電動(dòng)勢(shì)E、電壓傳感器讀數(shù)U、電阻箱讀數(shù)R、定值電阻阻值R0、電源內(nèi)阻阻值r之間的關(guān)系式為E=________。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得多組電阻箱讀數(shù)R及對(duì)應(yīng)的電壓傳感器
10、讀數(shù)U,選取電阻箱讀數(shù)R(Ω)為橫坐標(biāo),選取y為縱坐標(biāo),由計(jì)算機(jī)擬合得到如圖(乙)所示的實(shí)驗(yàn)圖象,則縱坐標(biāo)________。 A.y=U(V) B.y=U2(V2) C.y=(V-1) D.y=(V) (3)若R0=1 Ω,根據(jù)在(2)中選取的縱坐標(biāo)y,由實(shí)驗(yàn)圖象(乙)可得電源電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)U (2)C (3)3.0 2.9 解析 (1)利用閉合電路歐姆定律可得:E=(R+R0+r)。 (2)根據(jù)表達(dá)式:E=(R+R0+r)可得:=R+,所以縱坐標(biāo)y應(yīng)為,其單位為V-1,故C正確,A、B
11、、D錯(cuò)誤。 (3)根據(jù)表達(dá)式=R+,圖象斜率:k== V-1·Ω-1= V-1·Ω-1,可得電源電動(dòng)勢(shì):E=3.0 V;圖象截距:=1.3 V-1,可得電源內(nèi)阻:r=2.9 Ω。 5.指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器。 (1)如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的多用電表的原理示意圖。虛線框中S為一個(gè)單刀多擲開關(guān),通過操作開關(guān),接線柱B可以分別與觸點(diǎn)1、2、3接通,從而實(shí)現(xiàn)使用多用電表測(cè)量不同物理量的不同功能。關(guān)于此多用電表,下列說法中正確的是________(選填選項(xiàng)前面的字母)。 A.當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí),多用電表處于測(cè)量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆 B.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),多用電表處于
12、測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆 C.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),多用電表處于測(cè)量電阻的擋位,其中接線柱B接的是紅表筆 D.當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí),多用電表處于測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是紅表筆 (2)用實(shí)驗(yàn)室的多用電表進(jìn)行某次測(cè)量時(shí),指針在表盤的位置如圖所示。 a.若所選擋位為直流50 mA擋,則示數(shù)為________ mA; b.若所選擋位為電阻×10 Ω擋,則示數(shù)為________ Ω。 (3)用該多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約15 Ω的電阻后,需要繼續(xù)測(cè)量一個(gè)阻值約2 kΩ的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個(gè)電阻兩端之前,請(qǐng)選擇以下必須的步驟,并按操作順序逐一寫出步驟序號(hào):_______
13、_。 A.將紅表筆和黑表筆接觸 B.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置 C.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1 k”位置 D.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn) (4)某小組同學(xué)們發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻度線不均勻,分析在同一個(gè)擋位下通過待測(cè)電阻的電流I和它的阻值Rx關(guān)系,他們分別畫出了如圖所示的幾種圖象,其中可能正確的是________。 答案 (1)A (2)21.0 190 (3)BAD (4)AC 解析 (1)由圖示電路圖可知,當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí),表頭與分壓電阻串聯(lián),此時(shí)多用電表處于測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故D錯(cuò)誤;由圖示電路圖可知,當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),表頭與電源相連,此時(shí)多用
14、電表處于測(cè)量電阻的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故B、C錯(cuò)誤;由圖示電路圖可知,當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí),表頭與分流電阻并聯(lián),此時(shí)多用電表處于測(cè)量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故A正確。 (2)若所選擋位為直流50 mA擋,由圖所示可知,其分度值為1 mA,則示數(shù)為21.0 mA;若所選擋位為電阻×10 Ω擋,由圖所示可知,示數(shù)為19×10 Ω=190 Ω。 (3)用多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約15 Ω的電阻后,要繼續(xù)測(cè)量一個(gè)阻值約2 kΩ的電阻,首先要把選擇開關(guān)置于×100擋位位置,然后進(jìn)行歐姆調(diào)零,把紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向歐姆零刻度線位置,最后再測(cè)電阻,故合理的步驟是B
15、AD。 (4)設(shè)歐姆表內(nèi)電池電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電流表內(nèi)阻與調(diào)零電阻的和為Rg,則有:I=,由此可知,隨著Rx的增大,I減小,且趨向于0,故C正確,D錯(cuò)誤;上式的倒數(shù):=,可知-Rx是線性函數(shù),Rx=0時(shí),>0且有最小值,隨著Rx的增大而增大,故A正確,B錯(cuò)誤。 6.電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下: 待測(cè)電壓表(量程3 V,內(nèi)阻約為3000 Ω),電阻箱R0(最大阻值為99999.9 Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 Ω,額定電流2 A),電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干。
16、 (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。 (2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟是:移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在的支路分壓________(填寫“最大”或“最小”);閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針________(填寫“滿偏”或“半偏”);保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表的指針________(填寫“滿偏”或“半偏”);讀取電阻箱所示的電阻值,此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。 (3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV′,與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,RV′________(填“>”“=”或“<”)
17、RV。 答案 (1)電路圖見解析 (2)最小 滿偏 半偏 (3)> 解析 (1)待測(cè)電壓表電阻(3000 Ω)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器R1的電阻值(100 Ω),故滑動(dòng)變阻器R1采用分壓式接法;電路圖如圖所示: (2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟是:移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在的支路分壓最小;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值,此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。 (3)電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變,而實(shí)際該支路電壓變大,則電阻箱分壓大于計(jì)算值,則會(huì)引起測(cè)量值偏大,故RV
18、<RV′。 7.為了將一電流表改裝成歐姆表,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖。實(shí)驗(yàn)中用到的器材如下: A.電池:電動(dòng)勢(shì)E=3.0 V,內(nèi)阻r=1.2 Ω B.電流表一個(gè):量程為3 mA,內(nèi)阻200 Ω C.電阻箱R:阻值范圍0~999.9 Ω (1)操作時(shí),先歐姆調(diào)零將電阻箱的阻值R調(diào)至最大,并將紅、黑兩表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表指針滿偏,則電阻箱阻值R=________ Ω。 (2)若將電流表示數(shù)范圍限制在1.0 mA到2.0 mA之間,則該歐姆表可測(cè)量的電阻范圍為________ Ω。 (3)如果將定值電阻R0=50 Ω的電阻與電路圖中的電流表串聯(lián),重新調(diào)零,該歐
19、姆表的中值電阻為________ Ω。 答案 (1)798.8 (2)500~2000 (3)1000 解析 (1)指針指到最大刻度時(shí):Ig= 代入數(shù)據(jù)解得:R=798.8 Ω。 (2)歐姆表調(diào)零后,其內(nèi)阻: R內(nèi)===1000 Ω, 電流表示數(shù)為:I=1.0 mA,則:I=, 代入數(shù)據(jù)解得:R1=2000 Ω; 電流表示數(shù)為:I=2.0 mA時(shí),則:I=, 代入數(shù)據(jù)解得:R2=500 Ω; 則:歐姆表的測(cè)量范圍是:500~2000 Ω; (3)將定值電阻R0=50 Ω的電阻與電路圖中的電流表串聯(lián),重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,歐姆表中值電阻不變,仍為1000 Ω。 『真題調(diào)研題組
20、』 1.(2019·全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)要將一量程為250 μA的微安表改裝為量程為20 mA的電流表。該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1200 Ω,經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,根據(jù)圖a所示電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。 (1)根據(jù)圖a和題給條件,將圖b中的實(shí)物連線。 (2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0 mA時(shí),微安表的指針位置如圖c所示。由此可以推測(cè)出所改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA (3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是
21、________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻大于1200 Ω B.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻小于1200 Ω C.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏小 D.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏大 (4)要達(dá)到預(yù)期目的,無論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測(cè)量,只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可,其中k=________。 答案 (1)圖見解析 (2)C (3)AC (4) 解析 (1)微安表改裝為大量程的電流表,應(yīng)并聯(lián)電阻R,實(shí)物連線如圖所示。 (2)串聯(lián)電路中電流處處相等,毫安表示數(shù)為16.0 mA時(shí),對(duì)應(yīng)微安表的示數(shù)為160 μA,根據(jù)比例關(guān)系
22、得,當(dāng)微安表指針指到滿量程250 μA時(shí),毫安表的示數(shù)應(yīng)為25 mA,即為改裝后電表的量程,C正確。 (3)根據(jù)IgRg=(I-Ig)R,得I=+I(xiàn)g。產(chǎn)生上述問題的原因可能是微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻大于1200 Ω,或者并聯(lián)的電阻R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏小,A、C正確。 (4)設(shè)微安表的滿偏電壓為U,則對(duì)并聯(lián)的電阻R有 U=(25-0.25)×10-3 A×R 對(duì)并聯(lián)的電阻kR有 U=(20-0.25)×10-3 A×kR 解得k=。 2.(2019·全國(guó)卷Ⅱ)某小組利用圖a所示的電路,研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系,圖中和為理想電壓表;R為滑動(dòng)變
23、阻器,R0為定值電阻(阻值100 Ω);S為開關(guān),E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)(圖中未畫出)測(cè)出。圖b是該小組在恒定電流為50.0 μA時(shí)得到的某硅二極管U-t關(guān)系曲線。回答下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)中,為保證流過二極管的電流為50.0 μA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電壓表的示數(shù)為U1=________ mV;根據(jù)圖b可知,當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí),硅二極管正向電阻________(填“變大”或“變小”),電壓表示數(shù)________(填“增大”或“減小”),此時(shí)應(yīng)將R的滑片向________(填“A”或“B”)端移動(dòng),以使示數(shù)仍為U1。 (2)由圖b可以看
24、出U與t成線性關(guān)系。硅二極管可以作為測(cè)溫傳感器,該硅二極管的測(cè)溫靈敏度為=________×10-3 V/℃(保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)5.00 變小 增大 B (2)2.8 解析 (1)、是理想電壓表,則R0與硅二極管串聯(lián),電流相等,R0兩端電壓U1=IR0=50.0×10-6×100 V=5.00×10-3 V=5.00 mV。由U-t圖象知,當(dāng)控溫爐內(nèi)溫度t升高時(shí),U變小,又I=50.0 μA不變,故硅二極管正向電阻變??;當(dāng)控溫爐內(nèi)溫度升高時(shí),硅二極管電阻變小,反過來影響電路中電流,由閉合電路歐姆定律知,電路中電流增大,示數(shù)增大;要保持示數(shù)不變,需增大滑動(dòng)變阻器的阻值,即將滑
25、片向B端移動(dòng)。 (2)由U-t圖象的斜率可知:= V/℃=2.8×10-3 V/℃。 3.(2019·全國(guó)卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度??蛇x用的器材還有:定值電阻R0(阻值14 kΩ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1500 Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500 Ω),電阻箱(0~99999.9 Ω),干電池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。 (1)歐姆表設(shè)計(jì) 將圖a中的實(shí)物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后,滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為
26、________ Ω;滑動(dòng)變阻器選________(填“R1”或“R2”)。 (2)刻度歐姆表表盤 通過計(jì)算,對(duì)整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度,如圖b所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為________、________。 (3)校準(zhǔn) 紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指針指向________ kΩ處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量。若校準(zhǔn)某刻度時(shí),電阻箱旋鈕位置如圖c所示,則電阻箱接入的阻值為________ Ω。 答案 (1)如圖所示 900 R1 (2)45 5 (3)0
27、35000.0 解析 (1)歐姆表內(nèi)各元件串聯(lián),且紅表筆接電源負(fù)極,黑表筆接電源正極。歐姆表的中值刻度為歐姆表的內(nèi)阻,即R內(nèi)=r+R0+RA+R=15 kΩ,解得R=900 Ω。由于滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為500 Ω,所以滑動(dòng)變阻器選R1。 (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,得Ia=和Ib=,代入數(shù)據(jù)解得Ra=45 kΩ,Rb=5 kΩ。 (3)使用歐姆表測(cè)量電阻時(shí),首先要進(jìn)行電阻調(diào)零,此時(shí)應(yīng)將紅、黑表筆短接,調(diào)整滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指針指向0 kΩ處。電阻箱的阻值為(0.1×0+1×0+10×0+100×0+1000×5+10000×3) Ω=35000.0 Ω。 4.(2019·天
28、津高考)現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。 (1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)是________ mm。 (2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路,盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100 Ω,畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明器材代號(hào)。 電源E(電動(dòng)勢(shì)10 V,內(nèi)阻約為10 Ω) 電流表A1(量程0~250 mA,內(nèi)阻R1=5 Ω) 電流表A2(量程0~300 mA,內(nèi)阻約為5 Ω) 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10 Ω,額定電流2 A) 開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確,測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,則這段金屬絲電阻的計(jì)算式R
29、x=________。從設(shè)計(jì)原理看,其測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案 (1)0.200(0.196~0.204均可) (2)圖見解析 (3) 相等 解析 (1)d=20.0×0.01 mm=0.200 mm。 (2)本題要測(cè)量金屬絲的電阻,無電壓表,故用已知內(nèi)阻的電流表A1充當(dāng)電壓表,由于電流表A1的滿偏電壓UA1=ImR1=1.25 V,比電源電動(dòng)勢(shì)小得多,故電路采用分壓式接法,電路圖如圖所示。 (3)當(dāng)電流表A1、A2讀數(shù)分別為I1、I2時(shí),通過Rx的電流為I=I2-I1,Rx兩端電壓U=I1·R1,故Rx==。不考慮讀數(shù)誤差,從設(shè)
30、計(jì)原理看,測(cè)量值等于真實(shí)值。 5.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖a所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100 μA,內(nèi)阻大約為2500 Ω)的內(nèi)阻。可使用的器材有:兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20 Ω,另一個(gè)阻值為2000 Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9 Ω);電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。 (1)按原理圖a將圖b中的實(shí)物連線。 (2)完成下列填空: ①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。 ②為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖a中滑動(dòng)變阻器的________端(填
31、“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。 ③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)________(填“相等”或“不相等”)。 ④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0 Ω時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測(cè)微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)。 (3)寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議:________________________。 答案 (1)
32、圖見解析 (2)①20?、谧蟆、巯嗟取、?550 (3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程 解析 (1)根據(jù)原理圖a,將圖b中的實(shí)物連線如圖所示。 (2)①滑動(dòng)變阻器R1在實(shí)驗(yàn)中為控制電路,且為分壓接法,應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器,故R1的阻值為20 Ω。 ②為了保護(hù)微安表,S1閉合時(shí),微安表上的電壓為零,故開始時(shí)應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動(dòng)變阻器的左端。 ③接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,說明S2閉合后,沒有電流流過S2,故B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。 ④實(shí)驗(yàn)過程中,由于測(cè)量電路,即由Rz、、R2組成的電路的阻值很大,可認(rèn)為測(cè)量電路兩端的電壓不變,故與Rz互換后通過R2、R
33、z和的電流不變,電路如圖所示。 由于B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,對(duì)于圖甲,I1RμA=I2R′ I1Rz1=I2R,即= 對(duì)于圖乙,I1Rz2=I2R′ I1RμA=I2R,即= 所以= 所以RμA== Ω=2550 Ω。 (3)提高測(cè)微安表內(nèi)阻的精度,可減小系統(tǒng)誤差,如調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程。 『模擬沖刺題組』 1.(2019·河南百師聯(lián)盟高三上學(xué)期七調(diào))某同學(xué)在做完“描繪小燈泡的伏安特性曲線”后,又對(duì)一個(gè)標(biāo)有“6 V 3.5 W”小電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(線圈電阻恒定)的伏安特性曲線進(jìn)行了研究,同研究小燈泡一樣,要求電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)兩端的電壓能從零逐漸增加到6 V,實(shí)
34、驗(yàn)室備有下列器材: A.電流表(量程Ⅰ:0~0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω;量程Ⅱ:0~3 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω) B.電壓表(量程為0~6 V,內(nèi)阻幾千歐) C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 Ω,額定電流2 A) D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1750 Ω,額定電流0.3 A) E.電池組(電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻小于1 Ω) F.開關(guān)和導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“C”或“D”),電流表的量程應(yīng)選________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖甲連接成符合這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的電路。 (3)閉合開關(guān)前,為防止電動(dòng)機(jī)輸入電壓過高
35、而損壞,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)滑到________(填“M”或“N”)端。 (4)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,改變加在電動(dòng)機(jī)上的電壓,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表示數(shù)大于1 V時(shí)電風(fēng)扇才開始轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線如圖乙所示,則電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為________ Ω,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率為________ W。(保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)C?、瘛?2)圖見解析 (3)M (4)2.5 2.6 解析 (1)電風(fēng)扇的額定電流I=≈0.58 A,從減小讀數(shù)誤差的角度考慮,電流表選擇量程Ⅰ。因電動(dòng)機(jī)兩端電壓需從零可調(diào),滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,R2的額定電流小于電風(fēng)扇的額定電流,不滿足實(shí)驗(yàn)
36、要求,則滑動(dòng)變阻器選擇最大阻值為10 Ω的R1,即選擇C。 (2)因?yàn)殡妷骸㈦娏餍鑿牧汩_始測(cè)起,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,屬于小電阻,電流表采用外接法,根據(jù)(1),選量程Ⅰ。實(shí)物圖如圖所示。 (3)閉合開關(guān)前,為防止電動(dòng)機(jī)輸入電壓過高而損壞,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)滑到M端。 (4)電壓表讀數(shù)小于1 V時(shí)電風(fēng)扇沒啟動(dòng),根據(jù)歐姆定律得,電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R== Ω=2.5 Ω。正常工作時(shí)電壓為6 V,根據(jù)圖象知電流為0.57 A,則電風(fēng)扇發(fā)熱功率P=I2R=0.572×2.5 W=0.81 W,則機(jī)械功率P′=UI-I2R=(0.57×6-0.81) W≈
37、2.6 W。 2.(2019·廣東華附、省實(shí)、廣雅、深中高三上期末聯(lián)考)如圖甲所示是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖,請(qǐng)完成下列問題。 (1)多用電表的紅表筆應(yīng)是圖甲中的________端(填“A”或“B”)。 (2)測(cè)量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個(gè)量程。當(dāng)選擇開關(guān)S旋到位置5、6時(shí),電表用來測(cè)量________;當(dāng)S旋到位置________時(shí),電表可測(cè)量直流電流,且量程較大。 (3)某同學(xué)用此多用電表測(cè)量某電學(xué)元件的電阻,選用“×10”倍率的歐姆擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小,因此需選擇________(填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋。若該多用表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)
38、勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能歐姆調(diào)零,用正確使用方法再測(cè)量同一個(gè)電阻,則測(cè)得的電阻值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (4)某實(shí)驗(yàn)小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理,組裝了如圖乙所示的簡(jiǎn)易歐姆表。實(shí)驗(yàn)器材如下: A.干電池(電動(dòng)勢(shì)E為3.0 V,內(nèi)阻r不計(jì)); B.電流計(jì)G(量程300 μA,內(nèi)阻99 Ω); C.可變電阻器R; D.定值電阻R0=1 Ω; E.導(dǎo)線若干,紅黑表筆各一只。 ①表盤上100 μA刻度線對(duì)應(yīng)的電阻刻度值是________ Ω; ②如果將R0與電流計(jì)并聯(lián),如圖丙所示,這相當(dāng)于歐姆表換擋,則換擋后可變電阻器R阻值應(yīng)調(diào)為___
39、_____Ω,換擋前、后倍率之比為________。 答案 (1)A (2)直流電壓 1 (3)×100 偏大 (4)①2×104 ②99.01 100∶1 解析 (1)多用電表的紅表筆應(yīng)該接歐姆擋的內(nèi)部電源的負(fù)極,則應(yīng)是圖甲中的A端。 (2)由圖甲所示可知,當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置5、6時(shí),表頭G與電阻串聯(lián),此時(shí)可用來測(cè)量直流電壓;由圖甲所示電路圖可知,當(dāng)S旋到位置1時(shí),與表頭G并聯(lián)的電阻阻值較小,此時(shí)電流表量程較大。 (3)測(cè)量某電學(xué)元件的電阻,選用“×10”倍率的電阻擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小,說明所選擋位太小,為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值,需選擇“×100”倍率的電阻擋,重新歐姆調(diào)零后
40、再測(cè)量。當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大時(shí),需重新歐姆調(diào)零,由于滿偏電流Ig不變,由公式:Ig=,歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)需調(diào)小,待測(cè)電阻的測(cè)量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的,由I==,可知當(dāng)R內(nèi)變小時(shí),I變小,指針跟原來的位置相比偏左了,故歐姆表的示數(shù)變大了,測(cè)得的電阻值將偏大。 (4)①歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻,則中間刻度值對(duì)應(yīng)示數(shù)為:R中=R內(nèi)== Ω=1×104 Ω;由Ig=,Ig=,解得:R=2×104 Ω; ②電流計(jì)內(nèi)阻為99 Ω,給電流計(jì)并聯(lián)1 Ω的電阻,則電流計(jì)滿偏時(shí)兩端的電壓為300×10-6×99 V=2.97×10-2 V,此時(shí)通過變阻器的電流為300×10-6 A+ A=3×10-
41、2 A;則變阻器的阻值為 Ω=99.01 Ω;因電流表量程擴(kuò)大100倍,用該電流表改裝成歐姆表,同一刻度對(duì)應(yīng)的電阻值變?yōu)樵瓉淼?,故歐姆表換擋前、后倍率之比等于100∶1。 3.(2019·貴陽一模)如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)室的一直流電流表,其使用說明書上附的該電流表的內(nèi)部電路如圖乙所示。 (1)某次用0~3 A量程測(cè)量時(shí),示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為________ A。 (2)該電流表0~0.6 A量程對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻約為________ Ω(結(jié)果保留兩位小數(shù))。 (3)若電阻R1斷路,則電流表允許通過的最大電流約為________ mA(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)1.20 (2)0
42、.50 (3)5.0 解析 (1)電流表量程為0~3 A,由圖丁所示表盤可知,其分度值為0.1 A,示數(shù)為1.20 A。 (2)由圖乙所示電路圖可知,電流表量程為0~0.6 A時(shí),電流表內(nèi)阻為:R=,代入數(shù)據(jù)可得:R≈0.50 Ω。 (3)由圖乙所示電路圖可知,電流表量程為0~3 A時(shí):3 A=Ig+,解得:Ig≈0.0050 A=5.0 mA。分析可知,若電阻R1斷路,電流表允許通過的最大電流為Ig,為5.0 mA。 4.(2019·江西景德鎮(zhèn)高三下學(xué)期十校聯(lián)合模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用如下器材來測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。 A.待測(cè)電壓表(量程3 V,內(nèi)阻約幾千歐) B.電流表(量程0.6 A,
43、內(nèi)阻約0.1 Ω) C.電池組(電動(dòng)勢(shì)約3 V,內(nèi)阻可忽略) D.滑動(dòng)變阻器R0 E.變阻箱R(0~9999 Ω) F.開關(guān)和導(dǎo)線若干 (1)圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路,大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行,你認(rèn)為原因是________。 A.R0阻值較小 B.電流表存在內(nèi)阻 C.電壓表無法準(zhǔn)確讀數(shù) D.電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù) (2)同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測(cè)量,設(shè)電阻箱的阻值R,電壓表的示數(shù)為U,為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻,應(yīng)該作________圖線。 (3)請(qǐng)根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù),在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線。 R/kΩ 0.6 1.5 2 3 4
44、 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 /kΩ-1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 /V-1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.78 0.88 (4)根據(jù)你所畫出的圖線,求出電源的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,電壓表內(nèi)阻RV=________ kΩ。(保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)D (2)-R (3)圖見解析 (4)2.9 3.2 解析 (1)運(yùn)用圖甲測(cè)量電壓表的內(nèi)阻,由于電動(dòng)勢(shì)大約為3 V,電壓表的內(nèi)阻大約為幾千歐,則電流表的示數(shù)非常小,無法準(zhǔn)確讀數(shù),故選D。 (2)根據(jù)閉合電路
45、歐姆定律得:E=U+R,整理得:=+,作-R圖線,圖線的縱軸截距等于電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù),根據(jù)圖線的斜率可以求出電壓表的內(nèi)阻。 (3)-R圖線如圖所示。 (4)由圖象可知,當(dāng)R=0時(shí),=0.34 V,則E= V≈2.9 V,圖線的斜率k== V-1/kΩ,得RV≈3.2 kΩ。 5.(2019·湖南長(zhǎng)沙第一中學(xué)高三下學(xué)期模擬卷一)小明要利用多用電表和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)如圖甲所示是多用電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化電路圖,內(nèi)有3個(gè)擋位,對(duì)應(yīng)3種測(cè)量功能。小明現(xiàn)要將其作為電流表使用,選擇開關(guān)S應(yīng)接________(選填“1”“2”或“3”)。小明調(diào)節(jié)好多用電表后連接電路,如圖乙所示是他
46、正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材連接或操作上存在的兩個(gè)不妥之處:________________;________________。 (2)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數(shù)R和多用電表示數(shù)I,作出R-的圖線如圖丙所示。由此可求得電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (3)本實(shí)驗(yàn)方案存在系統(tǒng)誤差,這是由于多用電表________(選填“分流”或“分壓”)而引起的,測(cè)得的E測(cè)、r測(cè)與真實(shí)值比較:E測(cè)________E真,r測(cè)________r真。(選填“<”“=”或“>”) 答案 (1)1 開關(guān)未斷開
47、多用電表(或電源)正負(fù)極接反 (2)2.9 1.2 (3)分壓 =?。? 解析 (1)由圖所示可知,作為電流表使用時(shí),應(yīng)將電阻與表頭并聯(lián),故黑表筆應(yīng)接1;由圖可知,實(shí)驗(yàn)前開關(guān)沒有斷開;同時(shí)多用電表紅表筆應(yīng)接電源的正極,故多用電表(或電源)的正負(fù)極接反。 (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得:E=IR+I(xiàn)r,解得:R=E-r,可知圖線斜率表示電動(dòng)勢(shì),縱軸截距的絕對(duì)值表示內(nèi)阻,則有:E= V≈2.9 V,內(nèi)阻為:r=1.2 Ω。 (3)由電路圖可知,本實(shí)驗(yàn)中多用電表串聯(lián)在電路中,故由于其分壓而產(chǎn)生誤差,將多用電表的內(nèi)阻等效到電源的內(nèi)部,則有:R=E-(RA+r),則可知測(cè)量的內(nèi)阻等于電源的實(shí)際內(nèi)阻與多
48、用電表的內(nèi)阻之和,測(cè)量值偏大;而電流表內(nèi)阻對(duì)圖象的斜率沒有影響,故電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確。 6.(2019·安徽皖江名校聯(lián)盟高三下學(xué)期開學(xué)摸底聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表,他們正確連接好電路,如圖甲所示。閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R0,燈泡都不亮,電流表無讀數(shù),他們判斷電路可能出現(xiàn)故障。經(jīng)小組討論后,他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測(cè)電路。已知保護(hù)電阻R=15 Ω,電流表量程為50 mA。操作步驟如下: ①將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1”擋,再將紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零; ②斷開甲圖電路開關(guān)S,將多用電表兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉(zhuǎn); ③將多用電表兩表筆分別接在
49、b、c上,多用電表的示數(shù)如圖乙所示; ④將多用電表兩表筆分別接在c、e上,調(diào)節(jié)R0=20 Ω時(shí),多用電表示數(shù)如圖丙所示,電流表的示數(shù)如圖丁所示。 回答下列問題: (1)圖丙中的多用表讀數(shù)為________ Ω;圖丁中的電流表讀數(shù)為________ mA。 (2)操作步驟④中,多用電表紅表筆應(yīng)接________(選“c”或“e”)點(diǎn)。 (3)電路的故障可能是________。 A.燈泡短路 B.燈泡斷路 C.保護(hù)電阻R短路 D.保護(hù)電阻R斷路 (4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù),同學(xué)們還計(jì)算出多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)E′=________ V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
50、。 答案 (1)24 38.0 (2)e (3)B (4)1.48 解析 (1)電阻擋倍率采用×1,故多用電表讀數(shù)為24×1 Ω=24 Ω;電流表量程為50 mA,所以分度值為1 mA,所以電流表讀數(shù)為38.0 mA。 (2)因?yàn)橛枚嘤秒姳頊y(cè)電阻時(shí),電流方向?yàn)榧t進(jìn)黑出,即紅表筆是流進(jìn)歐姆表的,而電路中電流表在e端為負(fù)極,即電流經(jīng)過電流表的方向?yàn)閐→e,所以紅表筆接e端。 (3)因?yàn)槎嘤秒姳須W姆擋的指針不偏轉(zhuǎn),說明指在無窮大的刻度處,所以a、c間斷路,而b、c間正常,所以只有燈泡斷路,B正確。 (4)根據(jù)操作③可知電表指針正好指在中間刻度,即根據(jù)中值電阻規(guī)律可知?dú)W姆擋電路內(nèi)阻為r=15
51、 Ω,根據(jù)操作④可知E′=(24+15)×0.038 V≈1.48 V。 『熱門預(yù)測(cè)題組』 1.(2019·河北唐山一模)實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,已知電池組的電動(dòng)勢(shì)約為4.5 V、內(nèi)阻約幾歐姆,可用的實(shí)驗(yàn)器材有: 待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約4.5 V,內(nèi)阻約幾歐姆): 電壓表V1(量程0~6 V) 電壓表V2(量程0~3 V) 滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5.0 Ω) 滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~15.0 Ω) 開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)小組的某同學(xué)利用以上器材,設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路,M、N分別是電壓表________、________,P、Q分別是滑動(dòng)變阻器
52、________、________;(填器材對(duì)應(yīng)符號(hào)) (2)按照電路將器材連接好,先將P、Q均調(diào)節(jié)到最大值,閉合電鍵S,然后________(填寫對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作過程),依次記錄M、N的示數(shù); (3)根據(jù)M、N數(shù)據(jù)作出如圖2的M-N圖象,由M-N圖象得到的電池電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω。(保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)V1 V2 R2 R1 (2)保持Q不動(dòng),不斷調(diào)節(jié)P (3)4.5(4.4~4.6均可) 2.0(1.9~2.1均可) 解析 (1)由電路圖可知電壓表M測(cè)量P、Q總電壓,電壓表N測(cè)量Q的電壓,故M為大量程的電壓表V1,而N為小量程的
53、電壓表V2,根據(jù)部分電路歐姆定律可知P為大量程滑動(dòng)變阻器R2,Q為小量程滑動(dòng)變阻器R1。 (2)按照電路將器材連接好,先將P、Q均調(diào)節(jié)到最大值,閉合電鍵S,然后保持Q不動(dòng),不斷調(diào)節(jié)P,同時(shí)依次記錄M、N的示數(shù)。 (3)設(shè)電壓表M的示數(shù)為U1,電壓表N的示數(shù)為U2,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知:E=U1+r,整理可以得到:U1=E-·U2,將U1=4.0 V、U2=1.25 V和U1=3.5 V、U2=2.5 V代入整理可以得到:E=4.5 V,r=2.0 Ω。 2.(2019·山東省實(shí)驗(yàn)、淄博實(shí)驗(yàn)、煙臺(tái)一中、萊蕪一中四校聯(lián)合一模)某同學(xué)為了將一量程為3 V的電壓表改裝成可測(cè)量電阻的儀表歐姆表
54、; (1)先用如圖a所示電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻,圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì),閉合開關(guān),將電阻箱阻值調(diào)到3 kΩ時(shí),電壓表恰好滿偏;將電阻箱阻值調(diào)到12 kΩ時(shí),電壓表指針指在如圖b所示位置,則電壓表的讀數(shù)為________ V。由以上數(shù)據(jù)可得電壓表的內(nèi)阻RV=________ kΩ; (2)將圖a的電路稍作改變,在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆,就改裝成了一個(gè)可測(cè)量電阻的簡(jiǎn)易歐姆表,如圖c所示,為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度,進(jìn)行了如下操作:將兩表筆斷開,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,使指針指在“3.00 V”處,此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為________(填“0”或“∞”);再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接
55、不同阻值的已知電阻找出對(duì)應(yīng)的電壓刻度,則“2.00 V”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為________ kΩ; (3)若該歐姆表使用一段時(shí)間后,電池內(nèi)阻不能忽略且變大,電動(dòng)勢(shì)不變,但將兩筆斷開時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱,指針仍能滿偏,按正確使用方法再進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)量結(jié)果將________。 A.偏大 B.偏小 C.不變 D.無法確定 答案 (1)1.50 6 (2)∞ 4 (3)C 解析 (1)由圖b表盤知,電壓表的分度值是0.1 V,電壓表示數(shù)為1.50 V。電源內(nèi)阻不計(jì),由圖a所示電路根據(jù)閉合電路歐姆定律得:E=U+·R,代入兩組數(shù)據(jù)得:E=3+×3000,E=1.5+×12000,解得:RV=6000 Ω=6 kΩ,E=4.50 V。 (2)圖c中兩表筆斷開,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,電壓表示數(shù)為3 V時(shí),電阻箱電阻R=3000 Ω,與電壓表并聯(lián)部分相當(dāng)于斷路,電壓表“3 V”處刻度應(yīng)標(biāo)記為∞;當(dāng)電壓表示數(shù)為2 V時(shí),電壓表與外接電阻并聯(lián),設(shè)并聯(lián)電阻為R并,則R并=,并聯(lián)部分的電壓U=2.00 V,由U=·R并,聯(lián)立得Rx=4000 Ω=4 kΩ。 (3)電動(dòng)勢(shì)不變,僅內(nèi)阻變化,將兩筆斷開時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱,指針滿偏時(shí),電阻箱與電源內(nèi)阻的和等于原來電阻箱的電阻,則按正確使用方法再進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)量結(jié)果不變,故C正確。 - 26 -
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