2020年高考物理实验题强化专练-电表改装解析版
- 格式:pdf
- 大小:230.76 KB
- 文档页数:6
2020年高考物理实验题强化专练-测电阻率含答案实验题强化专练-测电阻率一、实验题(本大题共5小题,共50.0分)1.欲测量某种材料的电阻率ρ.现提供以下实验器材A.20分度的游标卡尺;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约为40Ω);E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A);F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小);G.导电材料R2(长约为5cm,电阻约为100Ω);H.开关一只,导线若干。
回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其示数L=______cm,用螺旋测微器测得该样品的外直径如图乙所示,其示数D=______mm。
(2)为尽可能精确地测量该样品电阻率ρ,某小组设计了如图丙、丁两种实验方案的电路中应选图______。
(3)某次实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2,用所测得的物理量符号和已知的物理量的符号表示这种材料的电阻率为ρ=______。
2.某同学要测定某金属丝的电阻率。
(1)如图1是用游标卡尺测量其长度,为______cm,如图2是用螺旋测微器测量其直径,为______mm,如图3是用多用表×1挡粗测其电阻,为______Ω。
(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V1(量程3V,内阻约为15kΩ);电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ)B.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1Ω);电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)E.1.5V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”)______。
(3)请设计合理的实验电路,将电路图完整地画在实线框中。
(4)用上面测得的金属丝的长度l、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式ρ=______算出所测金属的电阻率。
2. 电表的改装(1)电流表扩大量程:并联小电阻1-=n r r G ,其中G I In =为电流表量程扩大的倍数。
(2)电流表改装为电压表或电压表扩大量程:串联大电阻)1(-=n r R G ,其中GG r I Un =为电压表量程扩大的倍数。
习题精练1.2019年高考全国1卷第23题.(10分)某同学要将一量程为250μA 的微安表改装为量程为20 mA 的电流表。
该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R 的电阻与微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图(a )所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是。
(填正确答案标号)A.18 mA A.21 mAC.25mA D.28 mA(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1 200 ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 ΩC.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(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是都正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。
【答案】23.(1)连线如图所示(2)C (3)AC (4)99 79【解析】(2)微安表的指针指160Ma,m.16250160I =,解得mA I m 25= (3)因为扩大量程是按内阻等于1 200 Ω算的,如果实际内阻大于1 200 Ω,则量程大于20mA. R 值计算错误,接入的电阻偏小,量程也会大于20mA. (3)计算并联的电阻方法如下:1-=n R R G,其中n 为扩大量程的倍数。
要扩大至20mA ,801025010206-31=⨯⨯=-n ,并联的电阻为791g R R =要扩大至25mA ,1001025010256-32=⨯⨯=-n ,并联的电阻为992g R R =,所以要把量程为25 mA 的电流表改完20 mA 的电流表,并联的电阻由R 2改为R 1,只需要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR 的电阻即可,其中k=7999。
2020年高考物理专题精准突破专题实验:测定电源的电动势和内阻一、伏安法测定测定电源的电动势和内阻1、实验原理闭合电路欧姆定律:E=U外+U内.如果电表器材是电压表和电流表,可用U-I法,即E=U+Ir.原理图如图甲,实物连接图如图乙.2、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等.3、数据处理设计表格,将测得的六组U、I值填入表格中.方法一:计算法.(1)联立六组对应的U、I数据,数据满足关系式:U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r…(2)让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E、r,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小.方法二:图象法.(1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系.(2)在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧.(3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线斜率的绝对值即为电池的内阻r 的大小,即r =IU∆∆. 4、误差分析 偶然误差(1)读数不准引起误差.(2)用图象法求E 和r 时,由于作图不准确造成误差. 系统误差(1)若采用甲图电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I 真与I 测的差越大.其U -I 图象如乙图所示.结论:E 测<E 真,r 测<r 真.(2)若采用丙图电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流越大,电流表分压越多,对应U 真与U 测的差越大.其U -I 图象如丁图所示.结论:E 测=E 真,r 测=r 真. 5、注意事项(1).为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池). (2).在实验中不要将I 调得过大,每次读完U 和I 的数据后应立即断开电源,以免干电池在大电流放电时,E 和r 明显变化.(3).要测出不少于6组的(I 、U )数据,且变化范围要大些.(4).画U -I 图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I 必须从零开始),但这时图线与横轴的交点不再是短路电流,而图线与纵轴的交点仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻.例1.(2019·河北唐山一模)实验小组要测定一个电池组的电动势E 和内阻r ,已知电池组的电动势约为4.5 V 、内阻约几欧姆,可用的实验器材有: 待测电源(电动势约4.5 V ,内阻约几欧姆); 电压表V 1(量程0~6 V); 电压表V 2(量程0~3 V); 滑动变阻器R 1(阻值0~5.0 Ω); 滑动变阻器R 2(阻值0~15.0 Ω); 开关S 一个,导线若干。
《测定电源的电动势和内阻》一、实验题1.如图a所示,是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图,为防止短路,接入一保护电阻R0,其阻值为2Ω.通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据,并作出如图b所示的U−I图象:①根据U−I图象,可知电电动势E=______V,内阻r=______Ω.②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)2.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以1U 为纵坐标,以1R为横坐标,画出1U −1R的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势E=______V,内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。
3.实验室中准备了下列器材:待测干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω),电流表G(满偏电流1.5mA,内阻10Ω)电流表A(量程0~0.60A,内阻约0.10Ω),滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)滑动变阻器R2(0~100Ω,1A),定值电阻R3=990Ω,开关S和导线若干①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻.为了能较为准确地进行测量和操作方便,实验中选用的滑动变阻器,应是______.(填代号)②请在如图1方框中画出他的实验电路图.③如图2为该同学根据实验数据作出的I1−I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可得:被测干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.4.为了较精确地测量一节干电池的内阻,可用以下给定的器材和一些导线来完成实验:量程3V的理想电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R0(R0=1.5Ω),滑动变阻器R1(0~10Ω),滑动变阻器R2(0~200Ω),电键S.实验电路原理图如图(a)。
拾躲市安息阳光实验学校实验十三把电流表改装为电压表考纲解读1.掌握电流表的三个参数,学会用“半偏法”测量电流表的内阻.2.学会把电流表改装为电压表.基本实验要求1.实验目的(1)了解电流表构造,明确满偏电流I g,表头内阻R g,满偏电压U g的意义.(2)进一步理解串联的分压作用.(3)掌握把电流表改装为电压表的方法.(4)理解半偏法测电阻的原理.2.实验器材电流表、电阻箱、开关、电池组、滑动变阻器(大阻值)、电压表、导线.3.实验步骤(1)半偏法测电流表内阻①按照实验原理图甲所示的电路图连接成实验电路,开关S1、S2都处于断开状态,使滑动变阻器在电路中的阻值最大.②闭合开关S1,调节滑动变阻器使电流表的指针满偏.③闭合开关S2,调节电阻箱R′使电流表示数从满偏电流I g减小到半偏电流12I g,读出此时电阻箱的阻值R′,就是电流表的内阻r g.④断开电键.(2)改装电压表①计算出电流表改装成电压表需要串联的电阻值R1=UI g-r g.②将电阻箱R′的阻值调到R1,与电流表串联构成量程为U的电压表.规律方法总结1.“半偏法”测电流表的内阻电路图如实验原理图甲所示,合上S1,调整滑动变阻器,使电流表恰好满偏;再闭合S2,调整R′,使电流表恰好半偏.当R≫R′时,r g=R′.2.电流表改装为电压表,根据串联电阻分压的原理可知,把电流表串联一个电阻R组成电压表,二者承受的最大电压(改装后量程)U=I g(r g+R),或U =U g+I g R.其阻值为:R0=U-U gI g.其原理如实验原理图乙所示.3.校表(1)按如实验原理图丙所示的电路图连接电路,与电压表进行核对.改变滑动变阻器的滑片位置,使○V的示数分别为0、U4、U2、3U4、U,并核对改装的电压表的示数是否正确. (2)R 表=nr g ,其中n 为U U g =U I g r g ,所以nr g =UI g=R 表.4.误差分析(1)在用半偏法测表头内阻的过程中,当闭合开关S 2后,由于R ′与电流表并联.R 并<R g ,所以电路中的总电流比S 2闭合前要大一些,即此时总电流I >I g ,导致流过电阻箱的电流I R ′=⎝⎛⎭⎪⎫I ′-12I g >12I g .因为12I g R g =I R ′R ′,所以R ′<R g ,即表头内阻的测量值小于真实值.(2)根据电流表改装为电压表的原理,与电流表串联的分压电阻阻值R =UI g -R g ,由于内阻R g 的测量值小于真实值,使R 的计算值偏大,所以改装后的电压表的量程U 也偏大一些.考点一 实验步骤与误差分析例1 图1是半偏法测定电流表内阻r g 的电路图,图中的R 实物用______,R ′实物用____________.正确连接实物后,实验步骤如下:A .闭合开关S 1,调整R 的阻值,使电流表指针偏转到满刻度 图1B .断开S 1,记下R ′的值C .闭合开关S 2,调整R 和R ′的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半D .断开S 1、S 2,将R 阻值调到最大上述__________项步骤有错误,应________才正确,改正后正确操作步骤的顺序编码为________,只有当R ′比R ________时才可认为r g =R ′,因为并入R ′后电路的总电流会变________,故r g 的真实值比R ′要稍________.解析 题图中的R 应用滑动变阻器,R ′用电阻箱,因为R 是为了调整G ,而R ′是为了调整电流表半偏时读出电阻值.步骤C 项有错误,R 调整至G 满偏后不能再动,闭合S 2后,通过调整R ′来使G 达到半偏,这样r g =R ′.正确的操作顺序应为DACB ;只有当R ′比R 小的多时,闭合S 2后R ′的接入对电路的影响才可忽略,从而近似认为r g =R ′,因为并入R ′后电路总电阻变小故电流会变大,因此r g 的真实值比R ′要稍大.答案 滑动变阻器 电阻箱 C 只调整R ′的阻值 DACB 小得多 大大考点二 对实验原理及实验方案的选取例2 用半偏法测量电流表内阻的电路如图2所示.已知电流表的满偏电流I g =100 μA.(1)有四位学生对图中电源电动势E 及R 1、R 2的取值提出了下面四个不同的方案,最佳应选择______.A .E =3 V ,R 1为0~9 999.9 Ω的电阻箱,R 2为0~999.9 Ω的电阻箱 图2B.E=3 V,R1为0~9 999.9 Ω的电阻箱,R2为0~9 999.9 Ω的滑动变阻器C.E=1.5 V,R1为0~999.9 Ω的电阻箱,R2为0~9 999.9 Ω的电阻箱D.E=1.5 V,R1为0~9 999.9 Ω的电阻箱,R2为0~999.9 Ω的滑动变阻器(2)某同学在一次实际操作中闭合S1(S2不闭合),调节R1使电流表满偏,然后保持R1不变,闭合S2,调节R2=50 Ω时电流表读数为25 μA,则此电流表的内阻为________.A.25 Ω B.50 Ω C.150 Ω D.480 Ω(3)图3用该电流表改装成一只两用表(如图3所示),其中AB为改装后的电流表接线端,已知R1′=0.03 Ω.则改装后的电流表的量程为________ A.解析(1)首先从原理上弄清两个电阻的作用,R1是为了使电流表满偏,而R2是为了测量电流表的内阻值,故R2必须是电阻箱,而R1可为电阻箱也可以是滑动变阻器;其次要考虑实验原理带来的误差,要使误差小,应尽可能使R1接入电路的电阻大,则要求电源电动势大,故选A.(2)R2与电流表并联,电压相同,则电流与电阻成反比,得出电流表内阻为150 Ω.(3)由并联电路的规律可得:I=I1+I g=10-4 A+10-4×1500.03A≈0.5 A.答案(1)A (2)C (3)0.5例3 一直流电压表○V,量程为1 V,内阻为1 000 Ω.现将一阻值在5 000 Ω~7 000 Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确性,再给定一直流电源(电动势E为6~7 V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2 000 Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线.(1)为达到上述目的,将图4连成一个完整的实验电路图.图4(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V.由此可以计算出改装后电压表的量程为________ V,电源电动势为________ V.解析(1)实验电路如图所示(2)当S1与S2闭合时:ER1+R V·R V=U1当S 1闭合、S 2断开时: ER 1+R 2+R V ·R V =U 2由以上两式得R 1=6 000 Ω,E =6.3 V改装后的电压表量程为U g ′=U gR V(R 1+R V )=7 V答案 (1)见解析图 (2)7 6.31.一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成,如图5所示.若在使用中发现此电压表的示数总是比准确值稍小一些,采取下列哪种措施可以加以改 进 ( )A .在R 上串联一个比R 小得多的电阻 图5B .换用比R 大点儿的电阻C .换用比R 小点儿的电阻D .在R 上并联一比R 大得多的电阻 答案 CD解析 改装后的表示数稍小,说明通过表头的电流小,串联的电阻太大,要改进该表,只要能使串联电阻减小的方法均可.2.将两个相同的小量程电流表,分别改装成了一只电流表和一只电压表,某同学在做实验时将这两只表串联起来接入一正常发光的灯泡两端,则 ( )A.表和表的指针偏角相同B.表和表的指针都不偏转C.表指针几乎不偏转,表指针有偏转D.表指针有偏转,表指针几乎不偏转 答案 C解析 表针是否偏转,要看通过表头的电流,改装的电流表因并联了小电阻,而使通过表头的电流小,所以几乎不偏转;改装的电压表,是串联了电阻,所以可以偏转.3.如图6所示,用半偏法测电流表G 内阻R g ,下列说法中正确的是 ( ) 图6A .电键K 1接通前,R 1必须调节到高阻值处B .电键K 2接通前,R 2的阻值无需调节C .当电流表示数从满偏电流I g 调到半偏电流I g 2时,R 2中电流强度稍大于I g2D .R 1阻值的大小,对实验误差没有影响答案 ABC解析 半偏法的步骤是①闭合K 1,调节R 1,使达到满偏;②闭合K 2,调R 2,使的示数变为I g2,此时R 2的示数就是R g .半偏法的前提是R 1≫R g ,因而在实验前需将R 1调到高阻值处,A 正确.由于K 2闭合前电流为I g ,闭合K 2后,电路中总电阻要小,因而总电流要比I g 略大,因而C 正确.4.一毫安表头满偏电流为9.90 mA ,内阻约为300 Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1 A 的电流表,其电路原理如图7所示.图中○A 是量程为2 A 的电流表,R 0为电阻箱,R 为滑动变阻器,S 为开关,E 为电源.(1)完善下列实验步骤: 图7①将图8实物图按电路原理图连线;图8②将滑动变阻器的滑动头调至________端(填“a ”或“b ”),电阻箱R 0的阻值调至零;③闭合开关;④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使电流表读数为1 A ; ⑤调节电阻箱R 0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时电流表的读数会________(填“增大”、“减小”或“不变”);⑥多次重复步骤④⑤,直至电流表的读数为________,同时毫安表指针满偏.(2)回答下列问题:①在完成全部实验步骤后,电阻箱的阻值读数为3.1 Ω,由此可知毫安表头的内阻为________.②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为________ A.③对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素:________________________________________________________________________.答案 (1)①实物图连线如图所示②b ⑤减小 ⑥1 A(2)①310 Ω ②0.495 ③例如:电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等解析 由于电路采用限流式接法,所以开始时要使滑动变阻器阻值最大,即把触头调至b 端,对于改装好的电流表它是一个量程为1 A 的电流表,原毫安表与电阻箱并联,则I g ·R g =(1-I g )·R ,所以R g =1-0.009 90.009 9×3.1 Ω=310 Ω.改装后的电流表指针半偏,说明此时的总电流为0.5 A ,所以通过电阻箱的电流为0.5-12I g =0.495 A.5.将满偏电流I g =300 μA、内阻未知的电流表G 改装成电压表并进行校对.(1)利用如图9所示的电路测量电流表G 的内阻(图中电源的 电动势E =4 V).先闭合S 1,调节R ,使电流表指针偏转到 满刻度;再闭合S 2,保持R 不变,调节R ′,使电流表指 针偏转到满刻度的23,读出此时R ′的阻值为200 Ω,则电流表内阻的测量值R g =______ Ω. 图9(2)将该表改装成量程为3 V 的电压表,需________(填“串联”或“并联”)阻值为R 0=________ Ω的电阻.(3)把改装好的电压表与电压表进行校对,在图10中试画出实验电路图和实物连接图.图10答案 (1)100 (2)串联 9 900 (3)见解析图解析 (1)闭合S 2后,电流表G 与R ′并联,流过电流表的电流为23I g ,则流过R ′的电流为13I g ,由并联电路的分流特点知:R g =12R ′=100 Ω.(2)将该表改装为量程为3 V 的电压表,需串联一个分压电阻R 0,则R 0=U -I g R g I g =3-300×10-6×100300×10-6Ω=9 900 Ω (3)6.用如图11所示仪器测量量程为800 mV 的电压表,内阻为R V ,R V 约为900 Ω,某同学的实验步骤是: 图11a .按电路图正确连接好电路.将滑动变阻器滑片移至最右端,电阻箱阻值调至最大.b .合上开关S 1,打开开关S 2,调节电阻箱R 的阻值和滑动变阻器R 1的滑片位置,使得电压表指针指到满刻度的一半.c .合上开关S 1和S 2,调节滑动变阻器R 1的滑片位置,使电压表的指针指到满刻度.d .读出电阻箱接入电路中的电阻值R ,即为电压表内阻R V 的大小.e .断开开关S 1和S 2.可供选择的器材有:A .待测电压表:量程为800 mV ,内阻约为900 ΩB .滑动变阻器:最大阻值200 Ω,额定电流1 AC .滑动变阻器:最大阻值10 Ω,额定电流2 AD .电阻箱:最大阻值999.9 Ω,阻值最小改变量为0.1 ΩE.电阻箱:最大阻值99.9 Ω,阻值最小改变量为0.1 ΩF.电池组:电动势约为12 V,内阻约为1 ΩG.导线和开关等按照这位同学的设计方法,回答下列问题:(1)为了使测量比较准确,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,从上述器材中还应选用的器材是________(用器材前的序号字母表示).(2)在这些器材的实物图上,用笔画线表示导线,连接成测量电路.(3)在上述实验步骤中,有遗漏或错误的步骤,请改于下面:________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _______,请将正确的实验步骤按合理的顺序排列________.(4)对于用上述方法测出的电压表内阻的测量值R测和真实值R V及测量误差,下列说法中正确的是( )A.R测>R VB.R测<R VC.若R V越大,测量值R测相对于真实值R V的误差就越大D.若R V越大,测量值R测相对于真实值R V的误差就越小答案(1)CD (2)见解析图(3)见解析acbde (4)AD解析该题要求根据实验步骤设计出实验原理、画出实验电路并进行实物连线,属于有一定提示的设计型实验.由实验步骤b、c、d可知其测量原理是串联分压,开始时电压表指针满偏而后指针半偏,从电阻箱上直接读出电压表的内阻,说明电阻箱与电压表串联且分去了一半的电压,故测量电路如图甲所示,考虑到电压表的量程太小而电池组的电动势较大,滑动变阻器采用分压式连接,其完整的实验电路如图乙所示.甲乙(1)因滑动变阻器采用分压式连接,其阻值尽可能小些会使实验的调节更方便,故选C.因R V的阻值约为900 Ω,故电阻箱应选D.(2)按电路原理图连成的实物连线图如图所示(3)步骤b中不能再调节滑动变阻器使电压表指针半偏,而只调节变阻箱.其正确的实验步骤按合理的顺序排列为:acbde.(4)因合上开关S2后,图乙中b P之间的总电阻变大,此时b P间在电路中分得的电压将大于电压表的量程,此时电阻箱分得的电压将大于电压表的电压,由串联分压可知电阻箱的有效电阻大于电压表的内阻,选项A正确.电压表的内阻越大,图乙中b P间的总电阻越接近于滑动变阻器的b P间的电阻,合上开关S2后b P间总电阻的变化越小,b P间的电压变化越小,电阻箱两端的电压越接近电压表的电压,误差也越小,选项D正确.。
《电学实验》一、实验题1.某实验小组计划进行“测定电源电动势E和内阻r”的实验,他们首先分析并设计合理的实验方案。
(1)同学A认为通过闭合电路欧姆定律的学习,大家知道电源电动势E=U内+U外,U内=Ir,U 外=IR(其中I为干路电流,R为外电路的总电阻,U内为内阻分压,U外为路端电压),在以上涉及的除电动势和内阻外的四个物理量中,除U内不能直接测量外,其他的三个物理量I、R、U外均可测得,同学A建议通过实验测得一组I、R、U外的数据,代入上述三个方程即可求解E、r 和U内。
请简要评价同学A的方案是否可行:________________________________________。
(2)同学B设计了如图甲所示的电路进行实验。
实验过程中,闭合开关,调节电阻箱的阻值,读取电压表的示数U及电阻箱的阻值R,然后断开开关,记录U及R,重复上述操作,得到多组电压表示数及电阻箱的阻值,以1U为纵轴,以X(未知)为横轴描点作图,得到如图乙所示的图像,X应为________,结合图乙可得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。
由于电压表不是理想电表,故电动势的测量值________,内阻的测量值________。
(后两空均选填“偏大”或“偏小”)2.某型号多用电表欧姆档的电路原理图如图甲所示。
微安表是欧姆表表头,其满偏电流I g=500μA,内阻R g=950Ω。
电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω。
电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0∼9999Ω。
甲(1)甲图中的a端应与___________(红或黑)表笔连接。
(2)某同学将图甲中的a、b端短接,为使微安表满偏,则应调节R1=__ Ω;然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表半偏,则接入的电阻阻值为Rx=______Ω。
(3)如图乙所示,该同学将微安表与电阻箱R2并联,利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表,要求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R2=________Ω;用此欧姆表测量一个阻值约2000Ω的电阻,测量前应调节R1=________Ω。
练习使用多用电表1.在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选)用多用表测电流或电阻的过程中( )A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图1所示位置。
若选择开关处于“10 V”挡,其读数为________ V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为________200 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”)。
图1解析(1)多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项B错误;在测量未知电阻时,必须先用电压表测试电阻内是否带有电源,再大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行试测,避免电表烧坏,故选项D正确。
(2)若选择开关处于“10 V”挡,则电表的最小刻度为0.2 V,此时读数为5.4 V;若选择开关处于“×10”挡,欧姆表的中央刻度为15,此时指针指示未知但小于15,所以读数应该小于150 Ω,故小于200 Ω。
答案(1)AD (2)5.4 小于2.(2019·盐城高三第三次模拟)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5 V)时的电阻。
他选择的器材有:滑动变阻器(0~10 Ω);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电动势为3.0 V的电源;多用电表(电流挡;量程1 mA,内阻40 Ω;量程10 mA,内阻4 Ω;量程100 mA,内阻0.4 Ω)。
(1) 在判断LED极性时,小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡,调节好多用电表,将二极管两极与表笔相接,多用电表的示数如图2甲所示时,多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。
半偏法测定电表内阻一、实验题1.电学实验补充题把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流I g为200μA,内阻r g估计在400Ω−600Ω之间.现用如图1的电路测定电流表的内阻r g,其供选用的器材如下:A.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)B.滑动变阻器(阻值范围0~40KΩ)C.滑动变阻器(阻值范围0~60KΩ)D.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)E.电阻箱(阻值范围0~99.9Ω)F.电源(电动势6V,内阻约为0.3Ω)G.电源(电动势12V,内阻约为0.6Ω)H.电源(电动势20V,内阻约为1Ω)I.校对电流表G′(满偏电流为500μA,内阻未知)(1)依据实验要求,R应选用______、R′应选用______,电源E应选用______.(填入选用器材前的字母代号)(2)该实验操作的步骤有:①接通S1,调节电阻R,使电流表指针偏转到满刻度②接通S2,调节电阻R′,使电流表指针偏转到满刻度的一半③读出R′的阻值,即认为r g=R′接通S1之前,电阻R的滑片应位于______(填“a端”、“b端”或“ab中间”),用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比______(填“偏大”、“不变”或“偏小”)(3)由此实验测出电流表内阻r g=500Ω,现通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,则改装后电压表的量程为______V.(4)用改装的电压表测量某一恒压电源的电压,则改装电压表的示数偏______(选填“大”或“小”)(5)采用如图所示的电路测电流表G的内阻总会有系统误差.某同学在图中的干路上串联一个校对电流表G′,其目的是保证电键S2闭合后干路上的总电流一直不变.请问电键S2闭合后应将滑动变阻器的R稍微向______滑动(填“a”或“b”)2.某探究小组为了研究用“半偏法”测电阻和改装电表,先用“半偏法”测量程为100μA的电流表G的电阻,后将电流表G改装成电压表.(1)首先采用如图甲所示的实验电路测量该电流表G的内阻R g,图中R1为滑动变阻器、R2为电阻箱.他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是________.(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)A.记下R2的阻值B.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度C.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半D .闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半(2)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为100Ω,则R g的阻值大小为________Ω;与电流表内阻的真实值R g′相比,R g________R g′(选填“>”“=”或“<”).(3)将上述电流表G串联一个29900Ω的电阻,改装成电压表,则该电压表的量程是______V.用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数大小为______V.3.用半偏法测定电流表G的内阻的实验中,如图:(1)实验电路连接好后,主要操作步骤如下:(把未完整的操作步骤填写完整)①接通S1,调节R1,使电流表G指针偏转到满刻度;②再接通S2,保持阻值不变,调节______,使电流表G指针偏转到满刻度的一半;③读出R2的阻值,即认为电流表的内阻r g=______(2)此电路测量出的电流表的内阻比真实值______(填“大”“小”)(3)为了减少误差,电源电动势应尽量选______(填“大”“小”)一点好。
2020届高考物理实验专项练习试题答案四答案以及解析1答案及解析:答案:①50.15mm ①4.699mm(4.698mm ,4.700mm) ③ ×1 电阻(欧姆)调零,18.0Ω(17.9Ω,17.8Ω)解析: 1.由图甲所示可知,游标卡尺主尺示数为5cm ,游标尺示数为3×0.05mm=0.15mm=0.015cm ,游标卡尺示数为5cm+0.015cm=5.015cm=50.15mm ; 2.由图乙所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为4.5mm ,游标尺示数为20.0×0.01mm=0.200mm ,螺旋测微器示数为4.5mm+0.200mm=4.700mm ;3. 用×10Ω挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很大,说明所选挡位太大,为了较准确地进行测量,应换到×1Ω挡。
如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是欧姆调零;由图是表盘可知,欧姆表示数为18×1Ω=18Ω. 故答案为:×1Ω;欧姆调零;18Ω.2答案及解析:答案:(1).50.15 (2). 4.698 (3). 700 (4). 2πd 4U IL解析:(1)游标卡尺是20分度的卡尺,其分度值为0.05mm 则图示读数为:50mm +3×0.05mm =50.15mm(2)螺旋测微器的固定刻度为4.5mm ,可动刻度为19.8×0.01mm =0.198mm 所以最终读数为4.5mm +19.8×0.01mm =4.698mm (4.697mm ∼4.699mm 均正确) (3)表盘的读数为7,所以导电玻璃的电阻约为7×100Ω=700Ω。
(4)根据电阻定律可得:x LR Sρ= 圆柱体导体材料的横截面积:2π2d S ⎛⎫⎪⎝⎭=根据欧姆定律可得:x U R I=联立可得金属电阻率:2π4d UIL ρ=3答案及解析:答案:(1)2.819~2.821(2)7(3)D(4)a;等于解析:4答案及解析:答案:(1)50.15;(2)4.700(4.698~4.702);(3)220;(4)解析:(1)游标卡尺的读数为:主尺+游标尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm;(2)螺旋测微器的读数为:主尺+半毫米+转筒读数=4+0.5+19.9×0.01=4.699mm;(3)欧姆表的读数为:示数×倍率=22×10=220Ω;(4)如图,电压表用15V的指针偏角太小,所以用电压表V1,由电动势和电阻的值知电流最大为十几毫安,所以用电流表A2,滑动变阻器用小阻值的,便于调节,所以用滑动变阻器R1、电流表外接、滑动变阻器分压式接法.5答案及解析:答案:(1)(2)(3) 长时间通电,电阻丝发热,温度升高,电阻变化,电阻率变化(4) 左; 开关解析:(1)实验要求电压从零开始测量,滑动变阻器应采用分压接法,实物电路图如图所示:(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象如图所示:(3)电阻的电阻率受温度影响,会随温度变化而变化,实验过程如果长时间保持电路闭合,电阻丝长时间发生,电阻丝温度升高,电阻率发生变化,因此实验过程不能长时间使电路保持闭合。
强基础专题十四:电学实验1.多用表是由电流表改装的,现测定一个量程为0~5mA 的电流表G的内阻r= 100.0Ω ,用它改装成如图的一个多量程多用电表,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的档位。
电流表的两个档位中,大量程是小量程的10倍。
(1)当转换开关S旋到位置_______时,是电流档,且旋到位置_______的量程较大:当转换开关S旋到位置_____时,是电压档,且旋到位置______的量程较大;(2)A、B两表笔中,______为红表笔;(3)图中的电源Eˊ的电动势为9.0V ,当把转换开关S旋到位置4,在AB之间接900Ω电阻时,表头G刚好半偏。
己知之前己经进行了必要的、正确的操作。
则R1=____Ω,R2=____Ω。
(4)转换开关S 旋到位置 1 时,量程是____________________。
2.在练习使用多用电表的实验中:(1)某同学用多用电表测量电阻,其欧姆挡的电路如图甲所示,若选择开关处在“×100”挡时,按正确使用方法测量电阻R x的阻值,指针位于图乙示位置,则R x= Ω.(2)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R x,其测量结果与原结果相比将(填“变大”、“变小”或“不变”).(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表,其电路如图丙所示.①关于该欧姆表,下列说法正确的是.A.电阻刻度的零位在表盘的右端B.表盘上的电阻刻度是均匀的C.测量前,不需要红、黑表笔短接调零D.测量后,应将开关S断开②某同学进行如下操作:当R x未接入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏.当R x接入A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,则待测电阻R x的阻值为.已知电流表的内阻为R g,电池的内阻为r,可变电阻接入电路的阻值为R.3.(1)在练习使用多用电表时,某同学将选择开关拨至“×10Ω”挡时,欧姆表的内部结构可简化为图甲中虚线框内的电路,欧姆表已经进行了必要的调零.该同学想用一个电阻箱Rx较精确地测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R 内(即R g+R0+r),他的操作步骤是:a.将欧姆表与电阻箱Rx连成图甲所示的闭合电路;b.改变电阻箱阻值,记下电阻箱示数Rx和对应的电流表G的示数I;c.将记录的各组Rx、I的数据描点在乙图中,得到图线;d.由乙图所作图线,求出电源电动势E和欧姆表内阻R内.图甲中,a表笔的颜色是______(填红或黑),电源电动势E为______V,欧姆表内阻R内为______Ω,电流表G的量程是______mA.(2)若该同学将图甲中电流表G并联一个定值电阻,组成一个新的欧姆表(表盘刻度不变),新欧姆表的倍率较改装前欧姆表的倍率______(填变大、变小或相同).4.在练习使用多用电表(如图1)的实验中。
物理实验报告实验名称:电表的改装学院:专业班级:学号:学生姓名:实验预习题成绩:一.判断题(每题1分,共5分)1.实际万用表可以测量直流电压。
(对)2.实际万用表不能测交流电压。
(错)3.在连接电路时,可以用万用表来检测导线是否导通。
(对)4.万用表不能测量电容。
(错)5.微安表可以改装成电压表,也可以改装成电流表,还可以改装成欧姆表。
(对)二.选择题(每题1分,共10分)1.将一个微安表改装成电压表时用 A 。
A.串联电路B. 并联电路2.将一个微安表改成电流表时用 B 。
A. 串联电路B. 并联电路3.将一个微安表改装成电流表,电流表的量程越大,则分流电阻的数值 A 。
A.越小B. 越大4.将一个微安表改装成电压表,电压表的量程越大,则分压电阻的数值 B 。
A.越小B. 越大5.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为200Ω,要把它改装成一个量程为0.5A的电流表,则应在电流表上 B 。
A.并联一个200Ω的电阻B. 并联一个0.4Ω的电阻C. 串联一个0.4Ω的电阻D. 串联一个200Ω的电阻6.将下图的微安表改成电流表,实验中选择500µA的档位,将微安表改成10mA的电流表,当指针指在正中间时,待测的直流电流为 C 。
A.2mAB. 2.5mAC.5mAD.7.5mA7.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω,要把它改装成一个量程为10V的电压表,则电流表上应 C 。
A.串联一个10kΩ的电阻B. 并联一个10kΩ的电阻C. 串联一个9.5kΩ的电阻D. 并联一个9.5kΩ的电阻8.一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表,调零后用它测量500Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间,如用它测量一个未知电阻时,指针指在1mA 处,则被测电阻的阻值为 A 。
A.1000ΩB. 5000ΩC. 1500ΩD. 2000Ω9.把一个量程为5mA的电流表改装成欧姆表R x1档,电流表的内阻是50Ω,电池的电动势是1.5V,经过调零之后测电阻,当欧姆表指针指到满偏的3/4位置时,被测电阻的阻值是 B 。
电学实验1、多用电表测电阻使用“五步”法(1)选档:选倍率,一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率;(2)调零:进行欧姆调零;(3)测量:将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量;(4)读数:将指针示数乘以倍率,得测量值;(5)整理:测量结束后,将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。
特别注意:用欧姆挡测电阻时,如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新调零后再测量。
2、控制电路的设计技巧(1)滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种,下列几种情况必须选用分压式接法:①要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如:测绘导体的伏安特性曲线等实验);②被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时;③实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时;④若采用限流式接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时.(2)若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或R L略小于R0,则应该采用限流式接法.测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法.3、电学仪器的选择:(1)电源的选择:一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。
(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大,一般应使指针能达到半偏以上,以减小读数的偶然误差,提高精确度4、实物图连接注意(1)一般先从电源正极开始,须看电流的方向,将干路元件依次连线;(2)最后并接电压表;(3)连线时要注意电表的正、负接线柱,要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出.5、器材选择的一般步骤是:(1)找出唯一性的器材;(2)草画电路图(暂不把电表接入);(3)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值);(4)考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上,且不超过电表的量程★考点一:测量电阻和电阻率实验◆典例一:(2019高考江苏卷物理11)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:(1)螺旋测微器如题11-1图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.(题11–1图)(2)选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.(3)题11-2甲图中R x,为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题11-2乙图实物电路中的正确位置.(题11-2甲图)(题11-2乙图)(4)为测量R,利用题11-2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关系图象如题11-3图所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.(5)由此,可求得电阻丝的R x= Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.【答案】.(1)C(2)不同(3)(见图1)(4)(见图2)(5)23.5(23.0~24.0都算对)【解析】(1)在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在螺旋测微器测砧与测微螺杆之间,再旋动微调旋钮C,直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.(2)选择电阻丝的不同位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.(3)将滑动变阻器的下方两个接线柱与电池和开关串联的电路两端连接,上侧的接线柱与定值电阻R0的b 端连接。
2020届高考物理电学实验(通用型)练习及答案专题:电学实验1、某实验小组用如图甲所示的电路图来测量电流表(量程2 mA,内阻约为200 Ω)的内阻,除待测电流表、1.5 V的电源、开关和导线外,还有下列可供选择的实验器材:A.定值电阻R1B.定值电阻R2C.滑动变阻器R3(最大阻值为20 Ω)D.滑动变阻器R4(最大阻值为1 000 Ω)E.电阻箱R x(最大阻值为999.9 Ω)F.灵敏电流计G(内阻很小可忽略)(1)为确保安全,精准实验.滑动变阻器应选用__C__(填写器材前对应的字母).(2)用笔画线代替导线,将实物图乙连接成实验电路图.2、(2019·广东深圳联考)在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材。
(1)甲同学按图甲中的实线连接电路进行实验,其中定值电阻的作用是______________。
由电压表读数U和电流表读数I,画出U-I图线如图乙所示,可得电源的电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω。
(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心,多连接了一根导线,如图甲中的虚线所示。
由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图线如图丙所示。
乙同学分析了图像出现异常的原因后,认为由图丙也可以达到实验目的,则由图丙可得电源的电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω。
(结果保留2位有效数字)3、图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻,测量步骤如下:(1)调节________,使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”).(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节________,使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为________Ω.(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置.4、现有一块电流表A1,量程I A1=300 mA,内阻r1约为5 Ω,要把它改装成较大量程的电流表。
实验题强化专练-测电阻率一、实验题(本大题共5小题,共50.0分)1.欲测量某种材料的电阻率ρ.现提供以下实验器材A.20分度的游标卡尺;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约为40Ω);E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A);F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小);G.导电材料R2(长约为5cm,电阻约为100Ω);H.开关一只,导线若干。
回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其示数L=______cm,用螺旋测微器测得该样品的外直径如图乙所示,其示数D=______mm。
(2)为尽可能精确地测量该样品电阻率ρ,某小组设计了如图丙、丁两种实验方案的电路中应选图______。
(3)某次实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2,用所测得的物理量符号和已知的物理量的符号表示这种材料的电阻率为ρ=______。
2.某同学要测定某金属丝的电阻率。
(1)如图1是用游标卡尺测量其长度,为______cm,如图2是用螺旋测微器测量其直径,为______mm,如图3是用多用表×1挡粗测其电阻,为______Ω。
(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V1(量程3V,内阻约为15kΩ);电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ)B.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1Ω);电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)E.1.5V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”)______。
(3)请设计合理的实验电路,将电路图完整地画在实线框中。
(4)用上面测得的金属丝的长度l、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式ρ=______算出所测金属的电阻率。
练习使用多用电表1.图(a )为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E 是电池;R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻,R 6是可变电阻;表头的满偏电流为250μA ,内阻为480Ω。
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,5个挡位为:直流电压1V 挡和5V 挡,直流电流1mA 挡和2.5mA 挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图(a )中的A 端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R 6的使用,下列说法正确的是__________________(填正确答案标号)。
A .在使用多用电表之前,调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B .使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C .使用电流挡时,调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件,可得R 1+R 2=________Ω,R 4=_____________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b )所示。
若此时B 端是与“1”连接的,则多用电表读数为_____________;若此时B 端是与“3”连接的,则读数为_____________;若此时B 端是与“5”连接的,则读数为____________。
(结果均保留3为有效数字)2. 某同学利用图(a )所示电路测量量程为2.5V 的电压表○V 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R (最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器1R (最大阻值50Ω),滑动变阻器2R (最大阻值5k Ω),直流电源E (电动势3V ),开关1个,导线若干.图a实验步骤如下:①按电路原理图(a )连接线路;②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a )中最左端所对应的位置,闭合开关S ;③调节滑动变阻器,使电压表满偏④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V ,记下电阻箱的阻值.回答下列问题:⑴实验中应选择滑动变阻器 (填“1R ”或“2R ”).⑵根据图(a )所示电路将图(b )中实物图连线.图b⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为 Ω(结果保留到个位).⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为 (填正确答案标号). A .100A μ B .250A μ C .500A μ D .1mA3.某同学组装一个多用电表。
2020高考物理二轮复习题型归纳与训练专题二十电学实验题型一、多用电表的原理、使用及读数问题【规律方法】1.电压表、电流表、多用电表的读数技巧1 (i)对电表读数问题,要先弄清楚电表的精确度,即每小格的数值,再确定估读的方法,是万、5还是110估读,明确读数的小数位数。
(2)多用电表的使用问题,在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零的区别,掌握测量电阻的步骤,此外,会看多用电表表盘,最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度,读出表盘刻度后应乘以挡位倍率;中间刻度是均匀的,为测量电压和电流的读数刻度,下面三排数字为方便读数所标注;最下排刻度专为测量 2.5 V 以下交流电压所用,一般较少使用。
3.欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;⑶待测电阻与电路、电源要断开;(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近;(5)读数之后要乘以倍率得阻值;(6)用完后,选择开关要置于“OFF■当或交流电压最高挡。
【典例1】(2019全国卷出)某同学欲将内阻为98.5 ◎、量程为100 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k ◎刻度正好对应电流表表盘的50 刻度。
可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k 滑动变阻器R1(最大阻值1500 ◎,)滑动变阻器R2(最大阻值500 电阻箱(0〜99999.9 0 )干电池(E=1.5 V , r= 1.5 0,)红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计将图a中的实物连线组成欧姆表。
欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为滑动变阻器选 (填Ri”或R2" J(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图b所示。
表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、。
(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向kQ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。
实验题强化专练-电表改装一总分题号得分一、实验题(本大题共5小题,共45.0分)1.如图所示是一个电流、电压两用表的电路,电流表G的量程是100μA,内阻是100Ω,电阻R1=0.01Ω,R2=99900Ω,当双刀双掷开关接到a、b上时,电流表改装成为表,其量程是;当双刀双掷开关接到c、d上时,电流表改装成为表,其量程是。
2.现有一满偏电流为500μA,内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计,某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表,实验室提供如下器材:A、一节干电池(电动势为1.5V)B、电阻箱R1(最大阻值99.99Ω)C、电阻箱R2(最大阻值999.9Ω)D、滑动变阻器R3(0-100Ω)E、滑动变阻器R4(0-1kΩ)F、导线若干及两个接线柱(1)请在方框内把改装后的电路图补画完整,并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号(B~E).(2)电路中的电阻箱,阻值应调为______ Ω.(3)用改装后的欧姆表测一待测电阻,读出电流计的示数为200μA,则待测电阻阻值为______ Ω.3.把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流I g为200μA,内阻估计在400~600Ω之间。
(1)按图测定电流表G的内阻R g,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:(A)滑动变阻器(阻值范围0-200Ω)(B)滑动变阻器(阻值范围0~175Ω)(C)电阻箱(阻值范围0-999Ω)(D)电阻箱(阻值范围0~99999Ω)(E)电源(电动势6V,内阻0.3Ω)(F)电源(电动势12V,内阻0.6Ω)按实验要求,R最好选用______,R′最好选用______,E最好选用______。
(填入选用器材的字母代号)(2)根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值______(选填“大”或“小”)。
(3)假定由上述步骤已测出电流表内阻R g=500Ω,现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,此电压表的量程为______。
4.乙同学将一个电流计改装成量程为3V的电压表。
其表盘刻度如图1所示,下方是分别标有“-”、“G0”、“G1”字样的三个接线柱。
在使用G1挡时,电流计的内阻约为几千欧,为确定这一内阻,采用如图2所示电路进行测量。
实验中使用的电源电动势为3V,电阻箱最大阻值为9999Ω.具体操作步骤如下:a.将滑动变阻器R0的滑片P调到a端,电阻箱R的阻值调到0Ω;b.调节R0使电流表满偏,记录此时电压表(理想)示数为0.75V;c.断开S,将滑动变阻器R0的滑片P再次调到a端,将电阻箱R的阻值调到5000Ω;d.闭合S,调节R0使电流表再次满偏,记录此时电压表示数2.25V,断开S;①根据上述实验数据,可计算出该电流计的满偏电流I g=______μA,使用G1挡时,灵敏电流计的内阻为R g=______Ω;②该灵敏电流计内部由表头和一个定值电阻r串联组成,其中表头电阻为r g=100Ω.由此可知,定值电阻r=______Ω;③在确定灵敏电流计的上述参数后,乙同学准备将其改装量程为3V的电压表,但实验室只有r1=2Ω、r2=10Ω、r3=20Ω和r4=50Ω的标准电阻各一只可供选用。
为此,乙同学不得不将该表外壳拆开,在内部电路中接入了恰当的电阻成功完成改装。
通过分析可知,乙同学选择的电阻是______(选填所需的标准电阻的字母符号,可以同时选取多个定值电阻进行组合使用。
)(4)若用改装后表测电压,发现测量值总是略偏小(表盘刻度准确),为了提高该表精确度,应在原改装电阻上______A.串联大电阻B.串联小电阻C.并联大电阻D.并联小电阻。
5.某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。
他先测量出毫安表G的电阻,然后对表进行改装,最后再利用一标准毫安表,对改装后的电流表进行检测。
具体实验步骤如下:①按电路原理图a连接线路;②将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度;③闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置;④记下R2的阻值。
回答下列问题:(1)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω,则毫安表G内阻的测量值R g=______Ω;与毫安表内阻的真实值R g′相比,R g______R g′(填“>”、“=”或“<”)。
(2)若忽略实验的误差,将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表,则需要并联一个阻值R=______Ω的电阻。
(3)根据图b所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为16.0mA 时,改装表的指针位置如图c所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的量程是______mA。
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=______。
答案和解析1.【答案】电流;;电压;【解析】【分析】本题考查电表的改装原理,明确量程与所联电阻器的关系,会求出新的量程。
先确定接在不同位置时电流表与电阻是串联还是并联关系,若是并联为电流表,若是串联为电压表,再据所联的阻值求得相应的量程。
【解析】解:接到a,b上时为与并联为电流表其量程为接c,d上时为与串联为电压表其量程为故填:电流;;电压;。
2.【答案】300;900【解析】解:(1)电路设计:因中值电阻小于电流表的内阻,故要给电流表并联一电阻箱;再串一变阻器调节是欧姆表内总电阻.不防先设并联R2,串联R4,求出两者的阻值再具体确定用哪个器材.完整电路如图所示:(2)I=I1+I g当R x=600Ω时,I g=250uA=0.25mA,此时有(1)当Rx=0Ω时,Ig=500uA=500×10-6A,此时有(2)由(1)(2)可得:R4=360Ω,R2=300Ω;则电阻箱的阻值为300Ω,符合所给的器材的阻值范围.(3)因==4 得:I1=4I g又I=I1+I g得:I=5I g所以改装后,当电流表读数为200uA时,表头两端电压为:Ug=I g×R g=0.2mA×1.2kΩ=0.24V,I=5I g=1mA所以有解得:R x=900Ω:故答案为:(1)如图;(2)300;(3)900因中值电阻为欧姆表总内阻,而电流表内阻已大于中值电阻,故要给电流表并联一电阻,根据中值电阻的阻值列出Rx分别取0、600时两电路的电流电压关系方程,求出并联的阻值和串联变阻器的阻值,从而确定要并联的电阻大小.即选择电阻箱和选择滑动变阻器;并选择必要器材:电池,导线若干及两相接线柱.该题难度极大,要先设出并联电阻值与串联电阻值,再据串并联电路的电压电流与电阻关系列方程求出具体值方可选择器材,所以要变换一下解题顺序,这有违常规.但必须这样做.3.【答案】D C F小 5V【解析】解:(1)应用半偏法测电表内阻实验时,电源电动势越大,实验误差越小,因此电源应选:F,内阻估计在400~600Ω之间,与电表并联的电阻箱R′应选:C,为保护电路安全,电阻箱R选D。
(2)应用半偏法测电阻时,应先调节R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度,然后闭合K2,保持R不变,调节R′的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半,再记下R′的阻值,最后求出电表内阻,实验时认为电流不变,而实际电流要变大,则能过R′的电流要大于G的电流,则测量值偏小。
(3)把电流表改装成电压表,需要串联一个分压电阻,改装后的量程:U=I g(R g+R)=200×10-6×(500+24500)v=5V故答案为:(1)D C F;(2)小;(3)5V(1)根据半偏法测电笔内阻的原理选择实验器材。
(2)根据实验原理确定出测量误差。
(4)把电流表改装成电压表吸引串联一个分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律求出量程。
本题考查半偏法测电流表内阻的原理和电压表的改装原理,难点是对半偏法测电流表内阻原理的解释。
4.【答案】(1)300 ;2500(2)2400(3)r1、r2、r3(4)C【解析】解:(1)由题意可知,I g R g=0.75V;I g(5000+R g)=2.25V联立解得:I g=3×10-4A=300μA;R g=2500Ω(2)电流表总电阻为2500Ω,则由串联电路规律可知,定值电阻r=2500Ω-100Ω=2400Ω;(3)根据给出的四个电阻可知,无法直接利用串联大电阻的方式扩大量程,故可以通过与表头并联的形式扩大电流,则定值电阻分压增大,也可以达到3V的量程;由题意可知,原电表电压值为0.75V,将量程扩大至3V,即扩大4倍;根据串并联电路的规律可知,应将r1、r2、r3三个电阻串联后与表头并联,即可得到3V的量程;故选择电阻为:r1、r2、r3;(4)改装后表测电压,发现测量值总是略偏小,说明串联的电阻偏大,故应并联大电阻修正,故选:C故答案为:(1)300,2500;(2)2400;(3)r1、r2、r3;(4)C。
(1)根据电流表的改装原理及欧姆定律可列出bd两步中对应的表达式,联立可求得满偏电流及内阻;(2)根据串联电路规律可求得定值电阻的阻值;(3)根据改装原理可分析如何将量程扩大到3V,注意分析所给出的电阻结合改装原理进行分析。
(4)改装后表测电压,发现测量值总是略偏小,说明串联的电阻偏大,故应并联大电阻修正,本题考查电表的改装原理,要注意第(3)小问比较新颖,我们之前的改装均是用大电表串联的方式增大电压量程,本题只能通过扩大电流的方式来实现。
5.【答案】180 < 20 32【解析】解:(1)闭合S2,保持R1不变,认为电路电流不变,等于毫安表的满偏电流,调节R2的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置,由并联电路特点可知,流过R2的电流为G满偏电流的三分之二,流过R2的电流为流过G电流的2倍,由并联电路特点可知,G的内阻为R2阻值的2倍,则毫安表内阻测量值:R g=2R2=2×90Ω=180Ω;闭合S2,电路总电阻减小,电路电流变大,大于G的满偏电流,当G的示数为满偏电流的三分之一时,流过R2的电流大于流过G电流的2倍,R2的阻值小于G内阻的2倍,实验认为R g=2R2,由于R2偏小,则毫安表内阻测量值小于真实值,即R g<R g′。
(2)把毫安表G改装成量程为30mA的电流表,需要并联电阻阻值:R=Ω=20Ω。
(3)由图c所示可知,指针指在表盘中央刻度线上,示数为满偏电流的一半,毫安表的量程为3mA,指针示数为1.5mA,流过电流表的电流为16mA,则流过电流表的电流是流过毫安表电流的:=倍,改装后电流表量程为:3mA×=32mA;(4)把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值:R=,由(2)可知,流过分流电阻电流为流过微安表电流的-1═=倍,则并联电阻:R==,R g=R,把微安表改装成30mA的电流表,并联电阻阻值:R并====R= R=kR,则:k=;故答案为:(1)180;<;(2)20;(3)32;(4)。