2012年高中物理经典电学实验题大全(含答案)
Zengqing整理
一、选择题
1. 图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流IR=300?A,内阻Rg=100 ?,可变电阻R的最大阻值为10 k?,电池的电动势E=1.5
V,内阻r=0.5 ?,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色,接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,
则Rx= k?.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999?,科当标准电阻用) 一只电流表(量程IR=0.6A,内阻rg?0.1?)和若干导线
①请根据测定电动势E内电阻r的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值
R?2.6?时,其对应的电流表的示数如图5所示。处
理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数制作R-1I1I;再
1I坐标图,如图6所示,图中已标注出了(R,)
的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点练成图线
④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻r? ?。) 3. 某同学利用多用电表做了以下实验:
(1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下 ①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小; ④换用“×10”的欧姆档,随即记下欧姆数值;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原处,实验完毕。
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)
错误一:_______________错误二:_______________错误三:___________
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是×100量程,这时表针所示被测电阻的阻值应为_________ 欧;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为_________毫安;测直流电压时,用的是50V量程,则指表针所示的电压值为_________伏。
(3)用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管,其结果依次如图甲、乙、丙所示。由图可知,图中______的二极管是好的,该二极管的正极是____端。
4. 有一根细而均匀的导电材料样品(如图a所示),截面为同心圆环(如图b所示),此样品长L约为3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为法直接测量.现提供以下实验器材: A.20等分刻度的游标卡尺 B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)
D.电流表A2(量程100mA,内阻r2大约为40Ω) E.电流表A3(量程3A,内阻r3大约为0.1Ω) F.滑动变阻器R(0-10Ω,额定电流2A) G.直流电源E(12V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx(长L约为3cm,电阻Rx约为100Ω) I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题: (1)(4分)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其示数L= mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示,其示数D= mm.
,因该样品的内径太小,无
(2)(4分)请选择合适的仪器,画出最佳实验电路图,并标明所选器材前的字母代号。
(3)(4分) 说明各测量的物理意义,并用符号表示,然后用已知物理量的符号和测量量
的符号来表示样品的内径d. d=
5. 在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx 约为5下列实验器材
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15KB.电压表V2 (量程15V,内阻约为75KC.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2
)
) ) )
.实验室备有
D.电流表A2(量程600mA.,内阻约为1E.变阻器R1 (0~100F.变阻器R2 (0~2000
,0.3A) ,0.1 A)
)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3H.开关S,导线若干
(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有 。
(2)为减小实验误差,应选用下图中 (填“a”或“b”)为该实验的电原理图,并按所洗择的电原理图把实物图用导线连接起来.
(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm,两电表的示数分别如下图所示,则电阻值为
,电阻率为 ___________。
6. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。 实验可供选择的器材有:
D.滑动变阻器 (0~10Ω, 额定电流1A ) E.滑动变阻器 (0~5Ω, 额定电流0.5A ) F.电源 (E=3V , 内阻不计) G.定值定阻R0 (阻值R0=6Ω ) H.开关一个和导线若干
(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化,且能尽量消除系统误差,在方框内画出实验电路图。
(2)实验中,应该选用的滑动变阻器是 (填写器材前字母代号)。 (3)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:(I是
灯
的示数,U是的示数,U
是小灯泡两端的实际电压)。请通过计算补全表格中的空格,然后在方格图中画出小灯泡的
伏安特性曲线。
7. 气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响,因此成为重要的实验器材,气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。 现提供以上实验器材:(名称、图像、编号如图所示)
(1)要完成《验证牛顿第二定律》实验
某同学在进行此实验中,在实验中测得了滑块通过光电门1和光电门2的时间分别为t1和 t2,则滑块经过光电门1和光电门2时的速度表达式分别是= ,
= 。为了测定
滑块在此装置上运动的加速度大小,还需要测量相关物理量是: (同时写出表示该物理量的字母)。 根据以上实验数据,则加速度的表达式为: 。 (2)利用以上实验器材还可以完成《验证动量守恒定律》的实验。 为完成此实验,某同学将实验原理设定为:m1v0=(m1+m2)v ①针对此原理,我们应选择的器材编号为: ;
②在我们所选的器材中: 器材对应原理中的m1 (填写器材编号) 8. 用如图所示的装置做《探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系》的实验。
(1)为了检验木板的倾角是否达到了平衡掉摩擦力的效果,某同学在三种不同倾角下做了三次实验,得到的三条纸带如图所示,则哪一条纸带所对应的斜面倾角是合适的( )
(2)甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线,即
图,如图甲,并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据
实验数据作出了功与速度平方的关系图线,即图,如图乙,并由此也得出“功与速
度的平方一定成正比”的结论。关于甲、乙两位同学的分析,你的评价是( ) A. 甲的分析正确,乙的分析不正确 B. 甲的分析不正确,乙的分析正确 C.甲和乙的分析都正确 D.甲和乙的分析都不正确
9. 用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。为了消除系统误差,某研究性学习小组设计了如图所示的测量电路。
①请完成下列操作过程:
第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2合向a,然后闭合电键S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变, 。 ②根据以上记录数据写出被测电阻③根据实验原理图连接好实物图
的表达式= 。
10. 某同学在实验室先后完成下面两个实验:①测定一节干电池的电动势和内电阻;②描绘小灯泡的伏安特性曲线。 (1)用①实验测量得到数据作出U—I图线如图中a线,实验测得干电池电动势为 V,内电阻为 Ω。
(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上. 应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取 。
E. 总阻值15 Ω,最大允许电流2 A的滑动变阻器 F. 总阻值200 Ω,最大允许电流、2 A的滑动变阻器 G. 总阻值1000 Ω,最大允许电流1 A的滑动变阻器
(3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U—I坐标系内描点作图,得到如图所示的图线b,如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为 W。
11. 如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,图中R0表示0℃时的电阻,k表示图线的斜率.若用该电阻与电池(电动势E、内阻r)、电流表A(内阻Rg)、滑动变阻器R′ 串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.使用“金属电阻温度计”前,先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t1<t2,则t1的刻度应在t2的 侧(填“左”或“右”);在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t= 。
12. 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池),如图甲所示。为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室提供了下列器材:
A.电流表G(滿偏电流10mA,内阻10Ω) B.电流表A(0~0.6 A~3A,内阻未知) C.滑动变阻器R(0~100Ω,1A) D.定值电阻R0(阻值990Ω) E.开关与导线若干
(1)请根据实验器材,自行设计电路画在方框乙中.
(2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E= V ,内阻r= Ω。
13. 用DIS描绘电场等势线的实验中,在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸.在导电纸上平放两个圆柱形电极A与B,分别与直流电源的正、负极相连,如图所示.若以A、B连线为x轴,A、B连线的中垂线为y轴.将一个探针固定在y轴上的某一点,沿x轴移动另一个探针,发现无论怎样移动,计算机屏幕上电压测量值始终为零,
若电源及连线都是完好的,可能的故障是________.将实验故障排除后,探针从BO间某处沿x轴向电极A移动的过程中,计算机屏幕上电压测量值的变化情况是___________。
14. 有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图甲所示。此金属管线长约30㎝,电阻约10
。已知这种金属的电阻率为
,因管内中空部分
截面积形状不规则,无法直接测量,请你设计一个实验方案,测量中空部分的截面积
。
)、蓄电池E(6V,0.05
)、
现已提供有如下器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(3V,6K开关一个,带夹子的导线若干:
(1)上列器材中,还缺少电流表和滑动变阻器,现提供以下一些器材供选择,请选出合适的器材,电流表应为 ,滑动变阻器应选用 (只填代号字母)。 A.电流表A1(600mA, 1.0 B.电流表A2(3A,0.1 C.滑动变阻器R1(2K D.滑动变阻器R2(10
) ) ,0.5A) ,2A)
(2)在下面方框中画出你所设计的电路图,要求尽可能测出多组有关数值,并把图乙的实物连成实际测量电路。
(3)实验中要测量的物理量有: ,计算金属管线内部空间截面积
的表达式为:
。
15. 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现在器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表,待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等. ....⑴(2分)若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性,请你在下图的实物图上连线。
⑵(2分)实验的主要步骤:
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值; ②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关, , ,断开开关; ③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
⑶(2分)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得上图的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R= + t(Ω)(保留3位有效数字)
16. 要测量内阻较大的电压表的内电阻,可采用“电压半值法”,其实验电路如图所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程,电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R1的滑动头c调至最左端,将R2的阻值调至最大,依次闭合S2和S1,调节R1使电压表满偏,然后断开S2,保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变,调节R2使电压表半偏,此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。
(1)实验时,在断开S2调节R2过程中,a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应:_____。 (2)实验室备有如下四个滑动变阻器,它们的最大阻值分别为 A.10Ω B.1kΩ C.10kΩ D.100kΩ
为减小测量误差,本实验中的滑动变阻器R1应选择_______。(填序号)
参考答案
1.解:欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R内此时有关系 Ig?EIgER内得
R内??5kΩ;当指针指在刻度盘的正中央时I=Ig/2,有
Ig2?ER内?Rx,代入数据可得
Rx?R内?5kΩ;当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流Ig不
变,由公式Ig?ER内E,欧姆表内阻 R内得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现
出来的,由I?R内?Rx?IgR内R内?Rx?Ig1?RxR内,可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的
位置相比偏左
了,欧姆表的示数变大了。
2.解:根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压,通过电流表的电流也是通过电源的电流,所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有:
E =I(R+r+rg),解得:R?E?1I?(r?rg),根据R-1/I图线可知:电源的电动势等于图线
的斜率,内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。
答案:① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④1.5(1.46~1.54);0.3(0.25~0.35) 3.答案: (1)错误一:换用“×10”的欧姆挡,应该换用 “×1K”的欧姆挡。错误二:换挡后没有进行欧姆调零。错误三:使用完后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡。
(2)1650Ω,47mA,23.5V 。 (3)乙;a
4. 答案:(1)30.35 3.206±0.002 (2)如右图
(3)电流表A1读数为I1,电流表A2读数为I2
d=
5. 答案:(1)A D E G H (2)b 实物连接如图 (3)2.4
;1.27×10—6 Q
·m(答1.25×10-6~1.30×106
·m均按正确.)
6. 答案:(1)如图 (2)D (3)
(4)在同一坐标系中作出
的图线,根据此图线与灯泡的U-I图线的交点可得
此时灯泡的电压U=0.6V,电流I=0.3A。所以,灯泡的实际功率为 P=UI=0.18W。
7. 答案:(1) ,。 两光电门之间的间距L
;(2)ABC;B
8. 答案:(1)C;(2)B
9. 答案:①第二步:将单刀双掷开关S2合向b,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
②当S2合向a时有:;当S2合向b时有:
;解上两式
得:
③如图所示。
。
10. 答案:(1)1.5,0.75;(2)C,E;(3)0.72
11. 答案:右 t=
12. 答案:(1)电路图 ;(2)9.0,10.0
13. 答案:导电纸的涂导电物质的一面朝下了;先负的绝对值逐渐减小后正的逐渐增大 14. 答案:(1)A\\D;(2)电路及实际测量电路如图所示。(3)用螺旋测微器测横截面边长,用毫米刻度尺金属管线长度
,电压表示数
,电流表示数
15. 答案:(1)图略 ;(2)记录电压表电压值 , 温度计数值;(3)R=100+0.395 t 16. 答案:(1)保持基本不变(或保持不变);(2)A
一、选择题(每小题6分,共18分)
1.一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如图1—32—1所示.若在使用中发现此电压表的计数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进
A.在R上串联一个比R小得多的电阻 B.在R上串联一个比R大得多的电阻 C.在R上并联一个比R小得多的电阻 D.在R上并联一个比R大得多的电阻
图1—32—1
2.如图1—32—2所示,三个电压表用满度电流相同的电流表改装而成,已知电压表V1
的示数为8 V,电压表V3的示数为5 V,则关于电压表V2的示数,下列判断中正确的是
图1—32—2
A.电压表V2的示数必为3 V B.电压表V2的示数必为5 V
C.若三个电压表量程相同,则电压表V2的示数必为3 V
D.即使三个电压表量程相同,电压表V2的示数也可能不等于3 V
3.如图1—32—3所示,在研究电源的内、外电压的实验装置中,玻璃容器盛有稀硫酸,稀硫酸中插入石墨棒M、锌棒N作为电源的两极,A、B是位于两极内侧的探针,电压表V1、V2分别接在电源的两极和探针上,下列说法中正确的是
图1—32—3
A.M极为电源正极,电压表V2的正接线柱应与探针B相连
B.当滑动变阻器滑动触头向左移动时,电压表V1、V2的示数均减小 C.当滑动变阻器滑动触头向右向左移动时,电源的功率不变,滑动变阻器消耗的电功率一定减小
D.无论滑动变阻器滑动触头向右或向左移,滑动变阻器上通过相同的电量时,电源释放的化学能相等
二、非选择题(共82分)
4.(6分)如图1—32—4所示,在测定电流表的内阻的实验中要进行的步骤有:
图1—32—4
A.合上S1. B.合上S2.
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
E.调节R2的阻值,使电流表的指针偏到满刻度的一半
F.记下R2的阻值
把以上步骤合理顺序填在以下横线空白处___________.
5.(8分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6 V 3 W”,其他供选择的器材有:
电压表V1(量程6 V,内阻20 kΩ)
电流表A1(量程3 A,内阻0.2 Ω) 电流表A2(量程0.6 A,内阻1 Ω) 变阻器R1(0~1000 Ω,0.5 A) 变阻器R2(0~20 Ω,2A) 学生电源E(6 V~8 V) 开关S及导线若干
实验中要求在电压表0~6 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选_______,变阻器应选_______.
在右边方框中画出此实验的原理图.
6.(8分)黑箱上有三个接线柱A、B、C(如图所示);已知里面装的元件只有两个(可能的元件是电池、电阻或二极管),并且两个接线柱间最多只接一个元件,现测量结果如下:
图1—32—5
①用直流电压档测量,A、B、C三点间均无电压
②用欧姆档测量,A、C间正、反接阻值不变
③用欧姆档测量,黑表笔接A点,红表笔接B点,有阻值;反接阻值较大
④用欧姆档测量,黑表笔接C点,红表笔接B点,有阻值,阻值比第②步测得的大;反接阻值很大.
画出箱内两个元件的接法.
7.(10分)(2000年天津高考试题)图1—32—6为示波器面板,图1—32—7为一信号源.
图1—32—6 图1—32—7
(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形(正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图象如图1—32—9所示),应将信号源的a端与示波器面板上的_______接线柱相连,b端与_______接线柱相连.
(2)若示波器所显示的输入波形如图1—32—8所示,要将波形上移,应调节面板上的_______旋钮;要使此波形横向展宽,应调节_______旋钮;要使屏上能显示3个完整的波形,应调节_______旋钮.
图1—32—8 图1—32—9
8.(8分)如图1—32—10所示为一测定角度的传感器,当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之间的角度发生变化时,试析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的.
图1—32—10 图1—32—11
9.(8分)如图1—32—11所示,一暗盒外有四个接线柱A、B、C、D,盒内有四个阻值都是6 Ω的电阻,分别通过导线接在接线柱上,今用万用表欧姆挡R×1档测得各接线柱间的电阻值如下:RAB=6 Ω,RAC=RAD=10 Ω,RCD=RBC=RBD= 4 Ω,试画出暗盒内电阻的连接图.
10.(8分)将量程为100 μA的电流表改装成量程为1 mA的电流表,并且一标准电流表与改装后的电流表串联,对它进行校准(核对).改装及校准所用器材的实物如图1—32—12所示(其中标准电流表事先已与一固定电阻串联,以防烧表).校准时要求通过电流表的电流能从0连续调到1 mA.试按实验要求在所给的实物上连线.
图1—32—12
11.(12分)(2000年理科综合能力测试题)电阻R1、R2、R3连结成如图1—32—13所示的电路,放在一个箱中(虚框表示),箱面上有三个接线柱A、B、C,请用多用表和导线设计一个实验,通过在A、B、C的测量,确定各个电阻的阻值,要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R1、R2、R3.
图1—32—13
12.(14分)一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变.某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得出如下一组数据:
I/A I/A 0 0.040 0.072 0.094 0.116 0.156 0.182 0.75 6.10 1.38 7.20 1.80 8.30 2.30 3.20 4.30 U/V 0 U/V 5.00 请回答下列问题: 0.195 0.210 0.220 0.230 0.248 0.264 0.280 10.30 12.30 14.30 (1)在图1—32—14甲的方格纸中画出电流和电压的关系图线. (2)实验过程中用到下列器材(图1—32—14乙中给出):直流电源、滑动变阻器(最
4
大值为30 Ω)、电压表(量程15 V,内阻约10Ω)、电流表(量程0.6 A,内阻约0.01 Ω),以及开关一只,导线若干.请按实验要求连接图1—32—14乙所给实物图.
(3)从图线和实验数据均可看出,当该灯泡两端的电压大于3.2 V时,灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2 V的图线区域叫做线性区域,大于3.2 V的图线区域叫做非线性区域.当该灯泡正常发光时,其电压值是在线性区域,还是在非线性区域,为什么?
图1—32—14
参考答案
一、1.D 2.C 3.AD 二、4.CADBEF 5.A2;R2;图略 6.图略
7.(1)Y输入;地(2)竖直位移;X增益;扫描范围和扫描微调 8.略 9.略 10.略
11.比较灵活地用导线短接电路进行测量,实验步骤如下: (1)用导线连结BC,测出A、B两点间的电阻值x; (2)用导线连结AB,测出B、C两点间的电阻值y (3)用导线连结AC,测出B、C两点间的电阻值z. 则有:
1x?1R11R31R3?1R2 ①
1y1z?1R21R1? ②
?? ③
联立①②两式得:
1x?1y?1R1?1R3 ④
联立③④两式得: R1=
2xyzxy?yz?xz
同理可解得: R2=
2xyzyz?xz?xy,R3=
2xyzxy?xz?yz
12.(1)选定坐标,描点画图(图略)
(2)滑动变阻器采用分压式接法,电流表内接法.(图略) (3)非线性区域,灯泡发光是高温区,而高温区是非线性区域.
1.给你一只内阻不计的恒压电源,但电压未知,一只已知电阻R,一只未知电阻Rx,一只内阻不计的电流表但量程符合要求,以及开关、导线等,用来测Rx接在该恒压电源上时的消耗功率Px,画出测量线路图并写出简要测量步骤,以及Px的表达式. 2.如图3-94所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路.(1)电压表V的 (填“正”或“负”)接线柱应接在电源正极A上,电压表V′的 (填
“正”或“负”)接线柱应接在探针D上.(2)当滑片P向右移动时,V′的示数将 (填“变大”、“变小”或“不变”).
图3-94 图3-95
3.有一只电压表,量程已知,内阻为RV,另有一电池(电动势未知,但不超过电压表的量程,内阻可忽略).请用这只电压表和电池,再用一个开关和一些连接导线,设计测量某一高值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和RV相差不大)
(1)在如图3-95线框内画出实验电路.
(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高值电阻Rx的计算式.
4.在“测定金属的电阻率”的实验中,用电压表测得金属丝两端的电压U,用电流表测得通过金属丝中的电流I,用螺旋测微器测得金属的直径d,测得数据如图3-96(1)、(2)、(3)所示.请从图中读出U= V,I= A,d= mm.
图3-96
5.如图3-97所示,是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管,管长L约40cm,直径D约8cm.已知镀膜材料的电阻率为ρ,管的两端有导电箍M、N,现有实验器材:米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根,请你设计一个测定电阻膜膜层厚度d的实验,实验中应该测定的物理量是 ,计算镀膜膜层厚度的公式是 .
图3-97
6.用万用表的欧姆挡测电阻时,下列说法中正确的是 .(填字母代号) A.万用电表的指针达满偏时,被测电阻值最大
B.万用电表的指针指示零时,说明通过被测电阻的电流最大
C.测电阻前,把面板上的选择开关置于相关的欧姆挡上,将两表笔的金属杆直接短接,调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在电流的最大刻度处
D.用欧姆表的R×10Ω挡时,指针指在刻度20~40的正中央,则被测电阻的阻值为300Ω
E.测量前,待测电阻应跟别的元件和电源断开
F.用欧姆表的R×100Ω挡测电阻时,若指针指在零处附近,则应换用R×1kΩ挡 7.在“测定金属的电阻率”的实验中,电阻丝的电阻值约为40~50Ω,可供选择的主
要器材如下:
A.电压表(内阻20kΩ,量程0~10V) B.电流表(内阻约20Ω,量程0~50mA) C.电流表(内阻约4Ω,量程0~300mA) D.滑动变阻器(额定电流1A,阻值为100Ω) E.滑动变阻器(额定电流0.3A,阻值为1700Ω) F.电池组(电动势为9V,内阻为0.5Ω)
(1)电流表应选 ,滑动变阻器应选 .
(2)把如图3-98甲所示的器材连接成测电阻值的实验电路.
(3)用螺旋测微器测电阻丝的直径,读数如图3-98(乙)所示,则电阻丝的直径d= mm.
图3-98
8.要用伏安法测定一个阻值只有几欧的待测电阻Rx,现提供了以下器材: A.量程分别是0.6A、3A,内阻分别为几欧、十分之几欧的电流表1只; B.量程分别是3V、15V,内阻分别为1kΩ、几千欧的电压表1只; C.总阻值为20Ω的滑动变阻器1只; D.6V的蓄电池1只; E.开关1只和导线若干.
为使电阻的测量较为准确,并使电表能从零值开始读数,根据提供的实验器材,在如图3-99甲的方框内,画出符合要求的实验电路图.
图3-99
用笔画线代替导线,将如图3-99乙所示的实物图连成实验电路.
如果其中一次测量电表的读数如图399丙所示,则由这个测量算得电阻值Rx= . 9.现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧).要求: (1)在如图3-100所示的方框中画出实验电路图. (2)简要写出完成接线后的实验步骤:
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= .
图3-100
10.使用如图3-101所示器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方(U2)的关系曲线,已知小灯泡标有“6V,3W”的字样,电源是两个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器有两种规格,R1标有“5Ω,2A”,R2标有“100Ω,20mA”.各电表的量程如图3-101所示,测量时要求小灯泡两端的电压从零开始,并测多组数据.
(1)把图中实物连成实验电路,滑动变阻器应选用 . (2)测量时电压表示数如图3-101所示,则U= V.
(3)在如图3-101所示的P-U图象中,可能正确的是 ,理由是 .
2
图3-101
11.在用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为2~20Ω,要求变阻器的滑动头在右端时,其所用阻值最大.线路连接图如图3-102所示,其中连线有错误的导线编号为 ;应改正的接线端为(说明由哪个接线端改为哪个接线端) .
图3-102
12.利用电压表和电流表测1节干电池的电动势和内阻r,电路如图3-103所示,图中R1为粗调滑动变阻器,R2为微调滑动变阻器,实验得到四组数据如表中所示. (1)表中数据经处理后,可以确定电动势= V,内阻r= Ω.
(2)现有滑动变阻器:A(10Ω,1A),B(500Ω,0.5A),C(500Ω,0.1A).那么在本次实验中,滑动变阻器R1应选用 ,R2应选用 .(填“A”、“B”或“C”)
U/V 1.35 1.35
I/mA 50.0 75.0 100.1.20 0 150.1.00 5 图3-103
13.如图3-104为“研究电磁感应现象”的实验装置. (1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后[]
图3-104
A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下
B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零刻线右侧
C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下 D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下
14.用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内电阻,如图3-105中给出了A、B两个供选用的电路图,为了较精确地测定电动势和内电阻,实验中应选用 电路,正确选用电路后,试根据实验数据画出的U-I图线,得到电池的电动势= V,内电阻R= Ω.
图3-105
15.如图3-106为“研究电磁感应现象”的装置示意图.已知电流从正接线柱流入电流表时,指针向右偏转.
(1)闭合开关S稳定后,将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动,发现电流表指针向右偏转,则可断定电源的正极是 .
(2)以下做法能使电流表指针向左偏转的是 . A.闭合开关S的瞬间
B.保持开关S闭合,将原线圈从副线圈中迅速抽出 C.将开关S断开的瞬间
D.保持开关S闭合,将原线圈中的铁芯迅速抽出
图3-106
16.如图3-107是研究自感现象的演示电路图,电感线圈L的直流电阻与R相同,A1、A2是相同的电流表,当两电流表中的电流从右端流入时,指针均向右偏;从左端流入时,指针均为向左偏.则当开关S闭合瞬间,A1与A2中电流的大小关系是I1 I(填“>”、2
“<”或“=”);当开关S闭合一段时间再断开的瞬间,表A1和A2的指针偏转方向是:A1 ,A2 ;此时通过A1、A2的电流大小关系是:I1 I2.(填“>”、“<”或“=”)
图3-107
17.一灵敏电流表,当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联,试就如图3-108中各图指出:
图3-108
(1)图甲中电表指针的偏转方向是. (2)图乙中磁铁下方的极性是.
(3)图丙中磁铁的运动方向是.
(4)图丁中线圈从上向下看的绕制方向是.
18.现有阻值为10.0Ω的定值电阻两个,两个开关,若干根导线和一个电流表,该电流表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电流表内阻可忽略不计,电源内阻约为几欧,电流表量程满足测量要求).
(1)在上边方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后实验步骤_________________.
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_________________. 19.一同学用如图3-73所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系.已知电流从a接线柱流入电流表时,电流表指针右偏.实验时,磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况均记录在下表中.
图3-73
实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向下 向上 向上 磁铁运动情况 插入 拔出 插入 拔出 指针偏转情况 右偏 左偏 左偏 右偏 (1)由实验1、3得出的结论是________. (2)由实验2、4得出的结论是________.
(3)由实验1、2、3、4得出的结论是________.
20.有一只电压表,量程已知,内电阻为RV,另有一电池组(电动势未知,但不超过电压表的量程,内电阻可忽略),请用这只电压表和电池组,再用一个开关和一些连接导线,
设计测量某一高阻值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和电压表的内电阻RV相差不大) (1)在下面方框内画出实验电路.
(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高阻值电阻Rx的计算表达式. 21.用如图3-74所示电路测量电源的电动势和内阻r,改变R的阻值,得到一系列I、U值,最后用U-I图象来处理实验数据,得到和r的值.由于实验原理带来的系统误差,使得求得的值偏________,内阻值r偏________,为了减小误差,必须选用内阻________的电压表和阻值________的电阻R.
图3-74
22.把一只量程为300μA的电流表改装成一只欧姆表,使电流表表盘上原100μA刻线改为10kΩ;则200μA的刻线改为________kΩ,该欧姆表内电路的电阻是________kΩ,电源电动势是________V.
23.如图3-75为测量电源电动势和内阻的一种电路
图3-75
(1)在图中标出各表符号及正、负接线柱.
(2)R0在电路中的作用是________;在合上开关前,变阻器的滑动片应放在________端.(填左、右)
(3)用此电路测得的电源电动势和内电阻与真实值比较应该是测________真,r测________r真.(填“大于”、“小于”或“等于”)
24.如图3-76所示是打点计时器的简易构造,电源是________压________流电流,分析说明振针打点原理.
图3-76
25.现有以下器材
灵敏电流表:满偏值为6mA,内阻为100Ω; 电池:电动势为3V,内阻为10Ω;
另有可变电阻分别为R1:0~10Ω的滑动变阻器;R2:0~9999Ω的电阻箱:R3:0~1kΩ的电位器.
要求用上述器材组装一个欧姆表,电路如图3-77所示,回答下列问题:
图3-77
(1)需要的可变电阻是________.(填代号)
(2)该欧姆表正中间的刻度值是________.
(3)若某次测量中发现指针在1500Ω处,则表明此时流过灵敏电流表的电流值是________.
26.如图3-78实物分别为开关,两个电池串联的电源,电压表,电阻箱,还有导线若干(图中未画出).现用这些器材来测量电源的电动势和内电阻r.
图3-78
(1)在上面右边线框内画出实验电路图并按电路图在实物图上连接导线.
(2)若要测得、r的值,电阻箱至少需取________个不同数值.
(3)若电压表每个分度表示的电压值未知,但指针偏转角度与电压表两端电压成正比,能否用此电路测量?答:________.能否用此电路测r?答:________.
27.发光二极管是电器、仪器上作指示灯用的一种电子元件,正常使用时带“+”号的一端要与电源正极相对(即让电流从元件带“+”号的一端流入).现要求用实验测出该元件两端的电压U和通过的电流I,并据此描绘该元件U-I图线(伏安特性曲线).
图3-79
(1)在图3-79方框内画出实验电路图(要求二极管两端电压能在0~2.5V间变化) (2)实验测得发光二极管U-I图象如图3-79所示,若发光二极管的正常工作电压为
2.0V,而电源是由内阻不计、电动势均为1.5V的两节干电池串联而成,则应该串一个大小为________Ω的电阻才能使发光二极管正常工作.
28.利用如图3-80所示电路对电流表进行校对.图中Ax为待校对电流表,A0为标准电流表,E为电源,R1为一限流电阻,R为一可变电阻,S为开关,为这一实验准备了如下器材:
图3-80
蓄电池(电动势6V,内阻约0.3Ω)
待校对电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω) 标准电流表(量程0~0.6~3A,内阻不超过0.04Ω) 定值电阻甲(阻值8Ω,额定电流1A)
定值电阻乙(阻值15Ω,额定电流1A)
滑动变阻器甲(阻值范围0~15Ω,额定电流1A) 滑动变阻器乙(阻值范围0~100Ω,额定电流1A)
已知两电流表的刻度盘都将量程均分为6大格,要求从0.1起对每条刻度一一进行校对.为此,定值电阻R0应选用________,变阻器R应选用________.
29.如图3-81所示是“用伏安法测量电阻”实验的电路图,只是电压表未接入电路中.图3-82是相应的实验器材,其中待测量的未知电阻Rx阻值约为1kΩ,电流表量程20mA、内阻小于1Ω,电压表量程15V、内阻约1.5kΩ,电源输出电压约12V,滑动变阻器甲的最大阻值为200Ω,乙的最大阻值为20Ω.
图3-81
(1)在图3-81的电路图中把电压表连接到正确的位置. (2)根据图3-81的电路图把图3-82的实物连成实验电路.
图3-82
(3)说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同?
答:________.
30.用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下: 待测电阻Rx(阻值约200Ω,额定功率0.05W) 电压表V1(量程0~1V,内阻10kΩ)
电压表V2(量程0~10V,内阻100kΩ) 电流表A(量程0~50mA,内阻30Ω)
电源E1(电动势3V,额定电流1A,内阻不计) 电源E2(电动势12V,额定电流2A,内阻不计) 滑动变阻器(电阻0~10Ω,额定电流2A) 开关及导线若干
为使测量尽量准确,要求进行多次测量,并取平均值,请你在方框中画出实验电路原理图,其中,电源选用________,电压表选用________.
31.利用电流表和两个阻值不同的定值电阻,可以测定电源的电动势和内电阻.在所用器材中电流表A量程为0~0.6~3A,定值电阻R1和R2的阻值都约在5~10Ω之间.电源为一节干电池,还有开关S1、单刀双掷开关S2及电线若干.
图3-83
图3-84
(1)请按如图3-83所示电路图要求在如图3-84所示实物图上连线. (2)若考虑到电流表内阻rA对测量的影响,那么测量值与真实值相比,有真,r测________r真(选填“>”、“<”或“=”)
测
________
32.用图3-85所示的电路(R1、R2为标准定值电阻)测量电源的电动势和内电阻r时,如果偶然误差可忽略不计,则下列说法中正确的是________.(填字母序号)
图3-85
A.电动势的测量值等于真实值 B.内电阻的测量值大于真实值
C.测量误差产生的原因是电流表具有内阻
D.测量误差产生的原因是测量次数太少,不能用图象法求和r
若将图3-85中的电流表去掉,改用量程适中的电压表来测定电源的电动势和内电阻
r.
(1)需要读取的数据是___________________. (2)其计算公式是___________________. (3)在下面虚线框内画出实验电路图.
33.用如图3-86甲中所给的实验器材测量一个“12V、6W”的小灯泡在不同电压下的功率,其中电流表有3A、0.6A两挡,内阻可忽略,电压表有15V、3V两挡,内阻很大,测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0调到12V.
图3-86
(1)按要求在实物图上连线.
(2)某次测量时电流表的指针位置如图3-86乙所示,其读数为________A.
参考答案 1.(如图6)①先用电流表与R串联测出通过R的电流IR;②再用电流表与Rx串联测出通过Rx的电流IRx. Px=IRRIRx=IRIRxR 2.正,正,变小
3.(1)实验电路如图7(甲)、(乙).(2)测量步骤:A.按(甲)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U1.B.按(乙)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U2.C.根据闭合电路欧姆定律得=U1,
=U2+RxU2/RV,
联立求解得Rx=(U1-U2)RV/U2.
4.1.74V 0.452A 1.834mm
5.管长L,管直径D,MN两端电压U,及通过MN的电流I,d=ρIL/πDU 6.BCE
7.(1)C,D (2)如图8所示 (3)0.680
图7 图8
8.实验电路图如图9(甲)所示,实物电路图如图9(乙)所示,Rx=4.58Ω.
图9
9.(1)如图10所示
(2)①断开开关,记下电压表偏转格数N1, ②合上开关,记下电压表偏转格数N2, ③r=R=(N1-N2)/N2.
图10 图11
10.(1)R1;实验电路如图11(电压表选0~15V,电流表选0.6A)(2)8.0(3)D;电压增大,灯丝温度升高,灯丝的电阻变大. 11.③④⑤,D改B,3改0.6,+改0.6 12.(1)1.5,3(2)B,A
13.(1)如图12所示 (2)A,D
图12
14.B,1.50,0.50
15.(1)A,(2)A 16.>,向左,向右,=
17.(1)偏向正极(2)S极(3)向上(4)顺时针绕制
18.(1)实验电路如图7所示.
图7
(2)实验步骤:①合上开关S1、S2,记下电流表指针偏转格数N1;②合上开关S1,断开开关S2,记下电流表指针偏转格数N2.
(3)((2N2-N1)/N1-N2)R或((N1-2N2)/(N2-N1)R. 或实验电路如图8所示.
图8
(2)实验步骤:①合上开关S1,断开S2,记下电流表指针偏转格数N1;②合上开关S1、S2,记下电流表指针偏转格数N2.
(3)((2N1-N2)/2(N2-N1))R或((N2-2N1)/2(N1-N2))R. 19.(1)穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反. (2)穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同. (3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化. 20.(1)实验电路如图9的甲和乙所示
图9
(2)测量步骤:
A.按(甲)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U1.
B.按(乙)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U2.
C.根据闭合电路欧姆定律:=U1,=U2+(U2/RV)Rx 联立解得:Rx=((U1-U2)/U2)RV. 21.小 小 大 小 22.2.5 5 1.5
23.(1)略 (2)限流作用 最右 (3)< <
24.①当左接线柱为“+”时,由安培定则判断知线圈右端为N极,此时指针落下 ②当左接线柱为“-”时,由安培定则判断知线圈右端为S极,此时指针抬起 由①、②知交流电每变化一个周期,指针将打一个点 25.(1)R3 (2)500Ω (3)1.5mA
26.(1)电路图如图10甲所示 实物图如图10乙所示
图10
(2)2 (3)不能 能 27.(1)如图11所示
图11
(2)77
28.固定电阻甲 滑动变阻器乙
29.(1)如图12所示 (2)如图13所示(注:实物图只要与答案图2一致)(滑动变阻器甲为粗调;滑动变阻器乙为细调.
3)
图13
30.电路原理图如图14所示 E1 V2 31.(1)如图15所示
图14 图15
(2)= >
32.A、B、C (1)两次电压表的读数U1和U2 (2)E=((U2-U1)R1
R2/(U1R2-U2R1))+U1,r=((U2-U1)/(U1R2-U2R1))R1R2 (3)电路图略(将电压表接在电源两极上) 33.①如图16所示
图16
②0.28(或0.280)
2009年高考试题汇编(电学实验汇集)
1、(2009年高考试题上海卷第15小题)(1)用多用表的欧姆档测量阻
值约为几十k?的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔 c.旋转S使其尖端对准欧姆档?1k d.旋转S使其尖端对准欧姆档?100
e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
根据右图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为___________?。 (2)(多选题)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是( 零后测量
(B)测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
(C)测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
(D)测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
)
(A)测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的档位,重新调
2、(2009年高考试题广东卷第16小题)某实验小组
利用实验室提供的器材探究一种金属丝的
电阻率。所用的器材包括:输出为3V的直
流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。 (1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹,金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图14
(2)实验的主要步骤如下:
①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关; ②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关,_________________,合上开关,重复②的操作。 (3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出了
图15的关系图线,其斜率为________A·m(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示。
金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势
-1
-1
图 14
和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________(保留三位有效数字)。
3、(2009年高考试题福建卷第19[2]小题)某研究性学习小组为了制
作一种传感器,需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质
疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
器材(代号) 电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V1) 电压表(V2) 滑动变阻器(R1) 滑动变阻器(R2) 直流电源(E) 开关(S)
规格 量程0~50mA,内阻约为50? 量程0~200mA,内阻约为10? 量程0~3V,内阻约为10k? 量程0~15V,内阻约为25k? 阻值范围0~15?,允许最大电流1A 阻值范围0~1k?,允许最大电流100mA 输出电压6V,内阻不计
导线若干 ①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点? 相同点: , 不同点: 。
4、(2009年高考试题宁夏卷第23小题)
青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0:照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时,
电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。
(1) 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图。
光敏电阻R1,符号
R1 ,灯泡L,额定功率40W,额定电压36V,符号
保护电阻R2,符号,
R2
,电磁开关,符号 ,蓄电池E,电压36V,内
阻很小;开关S,导线若干。 (2) 回答下列问题:
①如果励磁线圈的电阻为200?,励磁线圈允许加的最大电压为 V,保护电阻R2的阻值范围为 ?。
②在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱3、4之
间从断开变为接通。为此,电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开关内部结构图说明。
答: 。 ③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。
答: 。
5、(2009年高考试题安徽卷第21小题)Ⅰ. (6分)用多用电表进
行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。
Ⅱ. (6分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有: (a) 电流表(量程0.6A、3A); (b) 电压表(量程3V、15V)
(c) 定值电阻(阻值1?、额定功率5W) (d) 定值电阻(阻值10?,额定功率10W) (e) 滑动变阻器(阴值范围0--10?、额定电流2A) (f) 滑动变阻器(阻值范围0-100?、额定电流1A) 那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A; R0应选择 ?的定值电阻,R应选择阻值范围是 ?的滑动变阻器。 (2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
6、(2009年高考试题全国卷I第22小题)如图所示的电路中,1、2、
3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。
(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的 挡。
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明___ 可能有故障
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。 7、(2009年高考试题全国卷II第22小题)某同学利用多用电表测
量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤:
(1) 检查多用电表的机械零点。
(2) 将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拔至电阻测量挡适当的量
程处。 (3) 将红、黑表笔____①_______,进行欧姆调零。 (4) 测反向电阻时,将____②______表笔接二极管正极,将____③_____表笔接二极管负极,读出电表示数。
(5) 为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘____④_______(填“左
侧”、“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4)。 (6) 测量完成后,将选择开关拔向_____________⑤________________位置。
8、(2009年高考试题山东卷第23小题II)为了节能和环保,一些
公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随
着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表: 照度(lx) 电阻(k?) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 75 40 28 23 20 18 ①根据表中数据,请在给定的坐标系(见答题卡)中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。
(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下:
光敏电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:R1=10k?,R2=20k?,R3=40k?(限选其
中之一并在图中标出) 开关S及导线若干。
9、(1)如图甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导
线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接。
(2)某同学从标称为“220 V 25 W”、“220 V 500 W”的3只灯泡中任选一只,正确使
用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是___________?,标称的额定功率为______________W。
10、(2009年高考试题江苏卷第10小题II)测量该合金棒
电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为
Rd=13.3Ω、
2
RD=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒
的电阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述)
答 案 1、【答案】(1)c、a、b、e,30k,(2)A、C,
【解析】(1)测量几十k?的电阻Rx我们一般选择较大的档位先粗测,使用前应先进行调零,然后依据欧姆表的示数,在更换档位,重新调零,在进行测量;使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档,拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值30k?。w
(2)欧姆档更换规律“大小,小大”,即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的档位;反之应还较大的档位。电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业。
2、【答案】⑴电路图如图所示
⑵③读出接入电路中的金属丝的长度
⑶1.63 电源的内阻与电阻箱
E,r mA Rx
R0
s ⑷0.200mm 金属丝的电阻率 1.54×10-7Ω·m
【解析】依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率,电路图如图所示;电路实物图如图所示,依据闭合电路欧姆定律得E?I(r?R0?Rx),参照题目给出的图像可得
1I?r?R0E??ES?L,可见直线的斜率k??ES,可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积
的乘积代表的物理量是金属的电阻率?,其数值和单位为1.54×10-7Ω·m;依据直线可得其斜率为1.63A-1·m-1,截距为金属丝的直径是0.200mm。
r?R0E,则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为(r?R0);
3、①A
2
V1 R1
②如图
③相同点:通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系,该元件的电阻随电压的增大而减小,而笑电珠的电阻值随电压的升高而增大。 【解析】(1)①游标卡尺方便地测量内径、外径和深度,而螺旋测微器只能测外径。故选A
②多次测量取平均值的目的就是减小偶然误差。
(2)①图像中电流0~0.14A,电流表选A2;电源电压6V,但图像只要求电压在0~3V之间调整,为了测量准确电压表选V1;由于绘制图像的需要,要求电压从0~3V之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R1。
②该元件约几十Ω,
RVR?RRA,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;
实验数据的采集要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法。 ③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是“非线性”,图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。
4、答案:
(1)电路原理如图所示。(4分) (2)①20 (2分) 160~520(2分)
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通:不吸合时,3、4之间断开。 ③电磁起重机
【解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制,且有光照时路灯熄灭,光敏电阻应与1,2串联,3,4与路灯串联;则电路图如图所示。
(2)①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=ImR=0.1×200V=20V;依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R2min?此保护电阻R2的阻值范围为160~320?;
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通:不吸合时,3、4之间断开。 ③电磁起重机
160.1??160?,R2max?160.05??320?,因
5、答案:I.
指针位置
选择开关所处的档位
直流电流100mA
读 数 23.0mA
直流电压2.5V 0.57V
b 电阻×100 320Ω
解析:直流电流100mA档读第二行“0~10”一排,最小度值为2mA估读到1mA就可以了;直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排,最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了;电阻×100档读第一行,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。
II.答案:
(1)3,0.6,1,0~10。(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
解析:由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测 a 6、答案(1)电压;欧姆 (2)开关或连接点5、6 (3)①调到欧姆档 ②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作 ③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障. 【解析】(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档 (2)表明5、6两点可能有故障. (3) ①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障. 7、答案(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF 【解析】本题考查多用电表的使用.首先要机械调零.在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到off档. 8、①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。 特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 ②电路原理图如图所示。 解析:当,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求 当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20k?,两端电压为2V,电源电动势为3V,所以应加上一个分压电阻,分压电阻阻值为10k?,即选用R1。 【考点】验证平行四边形定则实验、闭合电路欧姆定律 9、(1)如图; 4?L10、(2)⑥ (3) (2)150,“220V 300W” ?dD