2021届高考物理三轮冲刺重难点训练: 电学实验(解析版)
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电学实验【原卷】
1.(2020·山东省高三模拟)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为1.50V的电压表。
该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。
然后利用一标准电压表,对改装后的电表进行检测。
(1)将图(a)中的实物连线补充完整_______;
(2)当标准电压表的示数为1.00V时,微安表的指针位置如图(b)所示,由此可以推测出改装的电压表量程不是预期值,而是_______;(填正确答案标号)
A.1.20V B.1.25V C.1.30V D.1.35V
(3)产生上述问题的原因可能是______。
(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
2.(2020·安徽皖江名校联盟高三联考)导电玻璃是制造LCD的主要材料之一,为测量导电玻璃的电阻率,某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件,上面标有“3V,L”的字样,主要步骤如下,完成下列问题.
(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图甲所示,则直径d=________mm.
(2)然后用欧姆表×100档粗测该导电玻璃的电阻,表盘指针位置如图乙所示,则导电玻璃的电阻约为________Ω.
(3)为精确测量x R 在额定电压时的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的13
,滑动变阻器便于调节,他们根据下面提供的器材,设计了一个方案,请在答题卡上对应的虚线框中画出电路图,标出所选器材对应的电学符号_____________.
A .电流表1A (量程为60mA ,内阻1A R 约为3Ω)
B .电流表2A (量程为2mA ,内阻2A R =15Ω)
C .定值电阻1R =747Ω
D .定值电阻2R =1985Ω
E .滑动变阻器R (0~20Ω)一只
F .电压表V (量程为10V ,内阻1V R k =Ω)
G .蓄电池E (电动势为12V ,内阻很小)
H .开关S 一只,导线若干
(4)由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值ρ=______(用字母表示,可能用到的字母有长度L 、直径d 、电流表1A 、2A 的读数1I 、2I ,电压表读数U ,电阻值1A R 、2A R 、V R 、1R 、2R ).
3.(2020·江西南昌十中高三联考)为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:
待测电阻R (阻值约100Ω)、滑动变阻器R 1(0~100Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、电阻箱R 0(0~9999.9Ω)、理想电流表A (量程50mA )、直流电源E (3V ,内阻忽略)、导线、电键若干.
(1)甲同学设计(a )所示的电路进行实验.
①请在图(b )中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接______.
②滑动变阻器应选_________(填入字母).
③实验操作时,先将滑动变阻器的滑动头移到______(选填“左”或“右”)端,再接通开关S ;保持S2断开,闭合S 1,调滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I 1. ④断开S 1,保持滑动变阻器阻值不变,调整电阻箱R 0阻值在100Ω左右,再闭合S 2,调节R 0阻值使得电流表读数为______时,R 0的读数即为电阻的阻值.
(2)乙同学利用电路(c )进行实验,改变电阻箱R0值,读出电流表相应的电流I ,由测得的数据作出01R I
-图线如图(d )所示,图线纵轴截距为m ,斜率为k ,则电阻的阻值为______. (3)若电源内阻是不可忽略的,则上述电路(a )和(c ),哪种方案测电阻更好______?为什么?______________________________.
4.(2020·湖南长郡中学高三模拟)温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。
某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后,利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。
可供选择的实验器材如下:
A .直流电源,电动势E=6V ,内阻不计;
B .毫安表A 1,量程为600mA ,内阻约为0.5Ω;
C .毫安表A 2,量程为10mA ,内阻R A =100Ω;
D .定值电阻R 0=400Ω;
E .滑动变阻器R=5Ω;
F .被测热敏电阻R t ,开关、导线若干。
(1)实验要求能够在0~5V 范围内,比较准确地对热敏电阻的阻值R t 进行测量,请在图甲的方框中设计实验电路______。
(2)某次测量中,闭合开关S ,记下毫安表A 1的示数I 1和毫安表A 2的示数I 2,则计算热敏电阻阻值的表达式为R t =______(用题给的物理量符号表示)。
(3)该小组的同学利用图甲电路,按照正确的实验操作步骤,作出的I 2-I 1图象如图乙所示,
由图可知,该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大而____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。
将该热敏电阻接入如图丁所示电路,电路中电源电压恒为9V,内阻不计,理想电流表示数为0.7A,定值电阻R1=30Ω,则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______Ω,此时该金属热敏电阻的温度为______℃。
5.(2020·江苏省扬州市高三检测)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。
已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω。
在测电阻时,可供选择的器材有:
电源E:电动势3V,内阻约1Ω
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω;
电流表A2:量程0~3A,内阻约0.025Ω;
电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ;
电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω,允许最大电流2A;
滑动变阻器R2:最大阻值1000Ω,最大电流0.6A开关一个,导线若干。
(1)在上述器材中,应该选用的电流表是_______,应该选用的电压表是_______。
若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是_______(填写仪器的字母代号)。
(2)用所选的器材,在答题纸对应的方框中画出电路图_____________________。
(3)关于本实验的误差,下列说法正确的是____________。
A.对金属丝的直径多次测量求平均值,可消除误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C .利用电流I 随电压U 的变化图线求R x 可减小偶然误差
6.(2020·金太阳高三一模)图甲是简易多用电表的电路原理图,图中E 是电源,1R 、2R 、3R 、4R 、5R 是定值电阻,6R 是可变电阻,表头的满偏电流为200μA 、内阻为600 Ω,其表盘如图乙所示,最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。
图中虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表笔相连,该多用电表有5个挡位,分别为:直流电流1 A 挡和500μA 挡,欧姆“1k ⨯”挡,直流电压2.5 V 挡和10 V 挡。
(1)若用欧姆“1k ⨯”挡测二极管的反向电阻,则A 端所接表笔与二极管的________(填“正”或“负”)极相接触,测得的结果如图乙中a 所示,则该二极管的反向电阻为________kΩ。
(2)某次测量时多用电表指针位置如图乙中b 所示,若此时B 端是与“1”相连的,则多用电表的示数为________;若此时B 端是与“4”相连的,则多用电表的示数为________。
(3)根据题中所给的条件可得1R 、2R 的阻值之和为________Ω。
7.(2020·黑龙江大庆实验中学高二月考)举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破:它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器.图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能.
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U 与电流I 的关系,图中定值电阻
R0=5Ω,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表.(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合电键S,调节滑动变阻器R的阻值,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a(如图丁).由此可知,该电源内阻是否为常数_______(填“是”或“否”),某时刻电压表示数如图丙所示,读数为________V,由图像可知,此时电源内阻为_______Ω.
实验二:减小实验一光照的强度,重复实验,测得U-I曲线b(如图丁).
(2)在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为________W(计算结果保留两位有效数字).
8.(2020·黑龙江哈尔滨市三中高三模拟)有一电压表V,量程为3V,要求测量其内阻R V。
可选用的器材有:
滑动变阻器甲,最大阻值10Ω;
滑动变阻器乙,最大阻值10kΩ;
电阻箱2R,最大阻值9999.9Ω;
电源1E,电动势约为4V,内阻不计;
电源2E,电动势约为10V,内阻不计;
电压表V0,量程6V;
开关两个,导线若干;
(1)小兰采用如图甲所示的测量电路图,在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接________;
(2)连接好实验电路后,小兰进行实验操作,请你补充完善下面操作步骤:
①断开开关2S 和1S ,将1R 的滑片移到最左端的位置;
②闭合开关2S 和1S ,调节1R ,使V 满偏;
③断开开关2S ,保持________不变,调节2R ,使V 示数为2.00V ,读取并记录此时电阻箱的阻值为0R ,为使得测量结果尽量准确,滑动变阻器1R 应选择________(填“甲”或“乙”),电源应选择________(填“1E ”或“2E ”),小兰测出的电压表内阻R =测________,它与电压表内阻的真实值R V 相比,R 测________R V (选填“>”、“=”或“<”);
(3)小兵同学采用了如图乙所示的测量电路图,实验步骤如下:
①断开开关2S 和1S ,将1R 的滑片移到最左端的位置;
②闭合开关2S 和1S ,调节1R ,使V 满偏,记下此时V 0的读数;’
③断开开关2S ,调节1R 和2R ,使V 示数达到半偏,且V 0的读数不变;
读取并记录此时电阻箱的阻值为0R ',理论上分析,小兵测出的电压表V 内阻的测量值R '测
与真实值相比,R '测________R V (选填“>”“=”或“<”)。
9.(2020·宁夏石嘴山市第三中学高三一模)某同学研究小灯泡的伏安特性曲线,所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A),
电压表(量程3V,内阻为3kΩ),
电流表A(量程0.6A,内阻约0.5Ω),
定值电阻0R(阻值为1kΩ),
滑动变阻器R(阻值0~10Ω),
电源E(电动势5V,内阻很小)
开关S,导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,请将图甲电路补画完整______________;
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示,由曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻将_________;
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先增大后不变D.先减小后不变
(3)若用多用表直接测量该小灯泡的电阻,正确操作后多用表指针如图所示,则小灯泡的电阻
是_______Ω.
(4)用另一电源0E(电动势4V,内阻10Ω)和题中所给的小灯泡L、滑动变阻器R连接成如图所示的电路,闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值.在R的变化范围内,电源的最大输出功率为_______W,此时小灯泡的功率为_______W,滑动变阻器R接入电路的电阻为
_______Ω.
10.(2020·浙江高考考前冲刺二)在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中,小李同学采用了如图所示的可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究
(1)实验还需下列器材中的__________(多选);
(2)实验中,上图中变压器的原线圈接“0;8”接线柱,副线圈接线“0;4”接线柱,当副线圈所接电表的示数为5.0V,则所接电源电压档位为_______。
A.18.0V B.10.0V C.5.0V D.2.5V
11.(2020·安徽省滁州市育才学校高三模拟)某一小型电风扇额定电压为5.0V,额定功率为2.5W.某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。
实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势为6.0V)
B.电压表V(量程为0~6V,内阻约为8kΩ)
C.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
E.滑动变阻器R1(最大阻值5k,额定电流100mA)
F.滑动变阻器R2(最大阻值25Ω,额定电流1A)
(1)为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表应选用_____滑动变阻器应选用_____(填所选仪器前的字母序号)。
(2)请你为该小组设计实验电路,并把电路图画在甲图中的虚线框内(小电风扇的电路符号如图甲所示)_____。
(3)操作过程中发现,小电风扇通电后受阻力作用,电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。
该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示,由此可以判定,小电风扇的电阻为
_____Ω,正常工作时的发热功率为_____W,机械功率为_____W
12.(2020·四川省眉山市高三二诊)测定一个额定电压U L=2.5V,额定电流约为0.3~0.4A的小灯泡L在正常工作时的阻值。
供选择的器材有:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻r1约为0.5Ω)
B.电流表A2(量程30mA,内阻r2=30Ω)
C.电流表A3(量程60mA,内阻r3约为20Ω)
D.电压表V(量程15V,内阻r4约为15kΩ)
E.定值电阻R0=70Ω
F.滑动变阻器R1:0~5Ω,额定电流1A
G.滑动变阻器R2:0~1kΩ,额定电流0.2A
H.电源E:电动势为4.5V,内阻不计
I.开关S及导线若干
(1)测量时要求电表示数超过其量程的一半,需选用的实验器材是________和H、I(选填器材前对应的字母序号)。
(2)请在虚线框内画出合适的电路图(图中需标明所选器材的符号)。
(______)
(3)为保证小灯泡L正常工作,测量时要让其中哪一个电表的示数调到多少?________。
(4)测得小灯泡L在正常工作时的阻值R L=________(用实际所测物理量表示),并说明公式中各符号(题中已知的除外)的物理意义________。
13.(2020·安徽皖江名校联盟高三联考)学习了“测量电源的电动势和内阻”后,物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路,电路中电源电动势用E,内阻用r表示。
(1)若闭合电键S1,将单刀双掷电键S2掷向a,改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读
数U,处理数据得到图像如图乙所示,写出11
U R
-关系式___。
(不考虑电表内阻的影响)
(2)若断开S1,将单刀双掷电键S2掷向b,改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I,
处理数据得到图像如图丙所示,写出1
R
I
-关系式___。
(不考虑电表内阻的影响)
(3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析,发现将两个图像综合起来利用,完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。
已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2,斜率分别为k1、k2。
则电源的电动势E=____,内阻r=____。
(4)不同小组的同学用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成),按照(1)中操作完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大。
同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图丁所示的P—R和P—U图像。
若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是____(选填选项的字母)。
A.B.C.D.
14.(2020·福建省福清市高三质检)为了测量某金属丝的电阻率:
(1)如图a所示,先用多用电表“×1 Ω”挡粗测其电阻为_______Ω,然后用图b的螺旋测微器测其直径为______mm,再用图c的毫米刻度尺测其长度为________cm.
(2)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3 V,内阻约为15 kΩ;量程15 V,内阻约为75 kΩ)
B.电流表A(量程0.6 A,内阻约为1 Ω;量程3 A,内阻约为0.2 Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5 Ω,1 A)
D.滑动变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
E.1.5 V的干电池两节,内阻不计
F.电阻箱
G.开关S,导线若干
为了测多组实验数据,则滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”);请在方框内设计最合理的电路图________并完成图d中的实物连线________.
15.(2020·湖北高三模拟)某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻R v,从实验室找到实验器材如下:
A.待测电源(电动势E约为2V,内阻不计)
B.待测电压表V(量程为1V,内阻约为100Ω)
C.定值电阻若干(阻值有:50.0Ω,100.0Ω,500.0Ω,1.0kΩ)
D.单刀开关2个
(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图,请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。
(2)为了完成实验,测量中要求电压表的读数不小于其量程的1
3
,则图甲R1=_____Ω;
R2=_____Ω。
(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作,当电键S1闭合、S2断开时,电压表读数为0.71V;当S1、S2均闭合时,电压表读数为0.90V;由此可以求出R v=____Ω;电源的电动势E=_____(保留2位有效数字)。
16.(2020·福建省福清市高三质检)某同学用图甲所示的电路测量电阻R x的阻值(约几百欧)。
滑动变阻器R,电阻箱R0(0~9999Ω),S2是单刀双掷开关,量程3V的电压表(内阻约3kΩ),
电源电动势约6V
(1)根据图甲实验电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整______;
(2)正确连接电路后,断开S1、S2。
调节好多用电表,将两表笔接触R x两端的接线柱,正确操作后,使用×10的倍率粗测其电阻,指针指示如图丙,粗测得到R x=_______Ω;
(3)该同学通过下列步骤,较准确地测出R x的阻值
①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端。
闭合S1,将S2拨至1,调节变阻器的滑片P至某一位置,使电压表的示数满偏;
②断开S1,调节电阻箱R0,使其阻值最大;
③将S2拨至“2”,闭合S i,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,此时电阻箱示数为R1,则R x=________。
(4)关于本实验
①该同学在(3)②的步骤中操作不妥,可能会在步骤③中造成________;
②为了减小实验误差:下列方法最可行的是________。
(填正确答案标号)
A.选用量程不变,内阻更大的电压表
B.选用量程不变,内阻更小的电压表
C.选用总电阻远大于R x的滑动变阻器
D.选用总电阻远小于R x的滑动变阻器
电学实验
1.(2020·山东省高三模拟)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为1.50V的电压表。
该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。
然后利用一标准电压表,对改装后的电表进行检测。
(1)将图(a)中的实物连线补充完整_______;
(2)当标准电压表的示数为1.00V时,微安表的指针位置如图(b)所示,由此可以推测出改装的电压表量程不是预期值,而是_______;(填正确答案标号)
A.1.20V B.1.25V C.1.30V D.1.35V
(3)产生上述问题的原因可能是______。
(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
【答案】 B BC
【解析】
(1)[1]微安表与分压电阻串联可以改装成电压表,实物电路图如图所示。
(2)[2]微安表量程为250μA ,由图(b )所示表盘可知,其分度值为5μA ,其示数为200μA ,是
满偏量程的4 5,此时标准电压值为1.00V ,即满偏量程的4
5
对应着电压值为1.00V ,故改装后
的电压表最大量程为
1.00
V 1.25V 45
U =
=,B 正确,ACD 错误。
故选B 。
(3)[3]由微安表改装的电压表,示数偏大,说明其内阻偏小,原因有可能是微安表内阻值小于1200Ω,也有可能滑动变阻器R 的接入电阻偏小造成的,故BC 正确,AD 错误。
故选BC 。
2.(2020·安徽皖江名校联盟高三联考)导电玻璃是制造LCD 的主要材料之一,为测量导电玻璃的电阻率,某小组同学选取了一个长度为L 的圆柱体导电玻璃器件,上面标有“3V ,L”的字样,主要步骤如下,完成下列问题.
(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图甲所示,则直径d=________mm . (2)然后用欧姆表×100档粗测该导电玻璃的电阻,表盘指针位置如图乙所示,则导电玻璃的电阻约为________Ω.
(3)为精确测量x R 在额定电压时的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的1
3,滑动变
阻器便于调节,他们根据下面提供的器材,设计了一个方案,请在答题卡上对应的虚线框中画出电路图,标出所选器材对应的电学符号_____________. A .电流表1A (量程为60mA ,内阻1A R 约为3Ω) B .电流表2A (量程为2mA ,内阻2A R =15Ω) C .定值电阻1R =747Ω D .定值电阻2R =1985Ω
E .滑动变阻器R (0~20Ω)一只
F .电压表V (量程为10V ,内阻1V R k =Ω)
G .蓄电池E (电动势为12V ,内阻很小)
H .开关S 一只,导线若干
(4)由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值ρ=______(用字母表示,可能用到的字母有长度L 、直径d 、电流表1A 、2A 的读数1I 、2I ,电压表读数U ,电阻值1A R 、2A R 、V R 、1R 、2R ).
【答案】1.990 500
22222()
4(
)A V
d I R R U
L I R πρ+=
-
【解析】
(1)螺旋测微器的固定刻度为1.5mm ,可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm ,所以最终读数为1.5mm+0.490mm=1.990mm (1.989~1.991mm 均正确 ) (2)表盘的读数为5,所以导电玻璃的电阻约为5×100Ω=500Ω.
(3)电源的电动势为12V ,电压表的量程为10V ,滑动变阻器的电阻为20Ω,由于滑动变阻器的电阻与待测电阻的电阻值差不多,若串联使用调节的范围太小,所以滑动变阻器选择分压式接法; 流过待测电阻的电流约为:I=
3
500
=0.006A=6mA ,两电压表量程均不合适; 同时由于电压表量程为10V ,远大于待测电阻的额定电压3V ,故常规方法不能正常测量; 所以考虑用电流表改装成电压表使用,同时电压表量程为10V ,内阻R V =1kΩ,故满偏电流为10mA ,符合要求,故将电压表充当电流表使用,电流表A 2与R 2串联充当电压表使用,改装后量程为4V ,可以使用,由于改装后电表已知,故内外接法均可,故电路图如图所示;
(4)根据串并联电路的规律可知,待测电阻中的电流:I= V
U R -I 2 电压:U x =I 2(R 2+R A2)
由欧姆定律可知电阻:R x
= U I 根据电阻定律可知:R=ρ L
S
而截面积:S=π2
4
d
联立解得:ρ=
()222224A V d I R R U L I R πρ+=
⎛⎫- ⎪⎝⎭
3.(2020·江西南昌十中高三联考)为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:
待测电阻R (阻值约100Ω)、滑动变阻器R 1(0~100Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、电阻箱R 0(0~9999.9Ω)、理想电流表A (量程50mA )、直流电源E (3V ,内阻忽略)、导线、电键若干.
(1)甲同学设计(a )所示的电路进行实验.
①请在图(b )中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接______. ②滑动变阻器应选_________(填入字母).
③实验操作时,先将滑动变阻器的滑动头移到______(选填“左”或“右”)端,再接通开关S ;保持S2断开,闭合S 1,调滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I 1. ④断开S 1,保持滑动变阻器阻值不变,调整电阻箱R 0阻值在100Ω左右,再闭合S 2,调节R 0阻值使得电流表读数为______时,R 0的读数即为电阻的阻值.
(2)乙同学利用电路(c )进行实验,改变电阻箱R0值,读出电流表相应的电流I ,由测得
的数据作出01
R I
图线如图(d )所示,图线纵轴截距为m ,斜率为k ,则电阻的阻值为______.
(3)若电源内阻是不可忽略的,则上述电路(a )和(c ),哪种方案测电阻更好______?为什么?______________________________.
【答案】
R 2 左 I 1
m
k
方案(a)较好 原因是此方案不受电源内阻的影响 【解析】
(1)①连线图如图所示:
②因为变阻器采用分压式接法时,阻值越小调节越方便,所以变阻器应选2R ; ③实验操作时,应将变阻器的滑动触头置于输出电压最小的最左端;
④根据欧姆定律若两次保持回路中电流读数变,则根据电路结构可知,回路中总电阻也应该相等,结合回路中的电阻计算,可知R 0的读数即为电阻的阻值. (2)根据闭合电路欧姆定律应有()0E I R R =+ 解得
01R R I E E
=+ 结合数学知识可知
R
m E =
,1k E =
解得
1E k
=
m R Em k
==
(3)若电源内阻是不可忽略的,则电路(a)好,因为电源内阻对用(a)测电阻没有影响。
4.(2020·湖南长郡中学高三模拟)温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。
某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后,利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。
可供选择的实验器材如下:
A .直流电源,电动势E=6V ,内阻不计;
B .毫安表A 1,量程为600mA ,内阻约为0.5Ω;
C .毫安表A 2,量程为10mA ,内阻R A =100Ω;
D .定值电阻R 0=400Ω;
E .滑动变阻器R=5Ω
;
F .被测热敏电阻R t ,开关、导线若干。
(1)实验要求能够在0~5V 范围内,比较准确地对热敏电阻的阻值R t 进行测量,请在图甲的方框中设计实验电路______。
(2)某次测量中,闭合开关S ,记下毫安表A 1的示数I 1和毫安表A 2的示数I 2,则计算热敏电阻阻值的表达式为R t =______(用题给的物理量符号表示)。
(3)该小组的同学利用图甲电路,按照正确的实验操作步骤,作出的I 2-I 1图象如图乙所示,
由图可知,该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大而____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。
将该热敏电阻接入如图丁所示电路,电路中电源电压恒为9V ,内阻不计,理想电流表示数为0.7A ,定值电阻R 1=30Ω,则由以上信息可求出定值电阻R 2的阻值为______Ω,此时该金属热敏电阻的温度为______℃。
【答案】
()2A 012
I R R I I +- 增大 17.5 55 【解析】
(1)题目中没有电压表,可用已知内阻的电流表A 2与定值电阻R 0串联构成量程为
0()0.01(100400)V=5V g A U I R R =+=⨯+的电压表;滑动变阻器用分压电路,电路如图:
(2)由电流可知()2A 012
t I R R R I I +-=
(3)根据()2A 012t I R R R I I +-=可得021A 11t
I R R R I +=+ 则该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大,斜率A 01
1t
R R R ++ 变大,可知R t 变大。
(4)通过R 1的电流11
0.3A U I R == 则通过R 2和R t 的电流为0.4A ;由I 2-I 1图像可知,I 2=4mA ,此时R t 两端电压为2V ,则R 2两端电压为7V ,则2717.50.4R =
Ω=Ω 250.4
t R =Ω=Ω 根据R t -t 图像可知14153t R t =
+ 解得t=55℃
5.(2020·江苏省扬州市高三检测)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。
已知待测金属丝的电阻值Rx 约为5Ω。
在测电阻时,可供选择的器材有:
电源E :电动势3V ,内阻约1Ω
电流表A 1:量程0~0.6A ,内阻约0.125Ω;
电流表A 2:量程0~3A ,内阻约0.025Ω;
电压表V 1:量程0~3V ,内阻约3kΩ;
电压表V 2:量程0~15V ,内阻约15kΩ;
滑动变阻器R 1:最大阻值5Ω,允许最大电流2A ;
滑动变阻器R 2:最大阻值1000Ω,最大电流0.6A 开关一个,导线若干。
(1)在上述器材中,应该选用的电流表是_______,应该选用的电压表是_______。
若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是_______(填写仪器的字母代号)。
(2)用所选的器材,在答题纸对应的方框中画出电路图_____________________。