电学实验(近三年高考题)
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电学实验练习题1、(2012海南卷).图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头a 的量程为Ig=600A 内阻为Rg ,A 是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60mA 。
完成下列填空。
(1) 图1中分流电阻Rp 的阻值为_______。
(2)在电表改装成后的某次校准测量中,a 表的示数如图所是,由此读出流过a 电流表的电流为___mA 。
此时流过分流电阻R 跑的电流为_______mA (保留一位小数) 2、(2012北京高考卷).(18分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm .(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm (该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx .实验所用器材为:电池组(电动势为3V ,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3k Ω)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A )、开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 由以上数据可知,他们测量Rx 是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”).(3)图3SR图2乙甲滑片P 置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出线.由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω(保留两位有效数字).(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号).A .1×10-2Ω⋅mB .1×10-3Ω⋅mC .1×10-6Ω⋅mD .1×10-8Ω⋅m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项).A .用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B .由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C .若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D .用U ─I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差3、(2012四川卷) (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L 的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:P R x 图3I /A图4U /V 012210.10.20.30.40.50.6小灯泡L,规格“4.0V.0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3 kΩ;滑动变阻器R,阻值范围O~ 10Ω,;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干。
高考物理电学实验题
实验一:串联电阻的等效电阻测量
实验内容:
在直流电路中,测量多个串联电阻的等效电阻。
实验步骤:
1. 首先将多个电阻依次串联连接起来,形成一个电路。
2. 将电路连接至直流电源,并将电源电压调至适当数值。
3. 利用万用表测量电路两端的电压。
4. 利用欧姆定律,计算出每个电阻的电阻值。
5. 将所有电阻的电阻值相加,得到串联电阻的等效电阻。
实验结果:
实验中,通过测量电路两端的电压,可以得到各个电阻的电阻值。
将这些电阻值相加,得到的结果即为串联电阻的等效电阻。
实验二:并联电阻的等效电阻测量
实验内容:
在直流电路中,测量多个并联电阻的等效电阻。
实验步骤:
1. 首先将多个电阻并联连接起来,形成一个电路。
2. 将电路连接至直流电源,并将电源电压调至适当数值。
3. 利用万用表测量电路的总电流。
4. 利用欧姆定律,测量每个电阻的电压。
5. 利用欧姆定律,计算出每个电阻的电阻值。
6. 将所有电阻的倒数相加,再取倒数,得到并联电阻的等效电阻。
实验结果:
实验中,通过测量电路的总电流和每个电阻的电压,可以计算出各个电阻的电阻值。
将这些电阻值的倒数相加,并取倒数,得到的结果即为并联电阻的等效电阻。
考点21 电学实验(二)两年高考真题演练1.[2015·天津理综9(3)]用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻,除待测电池组、电键、导线外,还有下列器材供选用:A.电流表:量程0.6 A,内电阻约1 ΩB.电流表:量程3 A,内电阻约0.2 ΩC.电压表:量程3 V,内电阻约30 kΩD.电压表:量程6 V,内电阻约60 kΩE.滑动变阻器:0~1 000 Ω,额定电流0.5 AF.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流2 A①为了使测量结果尽量准确,电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。
②下图为正确选择仪器后,连好的部分电路。
为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。
③实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验。
实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。
用图象法处理采集到的数据,为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线,则可以________为纵坐标,以________为横坐标。
2.(2015·海南单科,12)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。
实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2,电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2,再断开开关S2;闭合开关S1,同时按下秒表开始计时。
若某时刻电压表的示数如图(c)所示,电压表的读数为________V(保留2位小数)。
高考物理电学实验题高考物理电学实验题众所周知,物理是高中必修科目之一,而电学则是物理中的一个重要分支。
在高考物理科目中,电学实验题通常占有相当比重,因此对于考生而言,熟练掌握电学实验题的解题方法以及注意事项,尤为关键。
在本文中,我们将针对高考物理电学实验题,进行具体分析和讲解,帮助考生更好地应对相关考题。
一、实验名称:电学基本测量电学基本测量题是高考物理电学实验题中的常见题型之一。
这类考题主要考察考生对电阻、电流等电学概念的理解程度,以及使用万用表等测量工具的能力。
在解此类题目时,考生需要牢记以下注意点:1. 万用表的选择和使用万用表通常分为数字式和指针式两种,考生需要根据实验题目的需求进行选择。
在使用时,考生应注意保持稳定的测量状态,避免出现误差。
2. 连接电路的正确性连接电路的正确性也是解决电学基本测量实验题的关键之一。
考生应根据实验题目中的电路图,正确接线,并注意避免接错线、插反极性等问题。
二、实验名称:欧姆定律的验证欧姆定律是电学中的基本定律之一,其表达式为U=IR。
在高考物理考试中,欧姆定律验证题经常出现,考察考生对欧姆定律的理解情况。
在解此类题目时,考生需要特别注意以下几点:1. 电路的选择和设计欧姆定律验证通常需要考生根据电路图进行电路设计。
在设计时,考生应着重注意电路中电阻的选择和电流的控制等问题。
2. 数据的准确性欧姆定律验证需要考生进行实验测量,因此考生必须准确测量电路中的电压和电流等参数。
此外,考生还需注意数据的记录和计算过程中的错误排除。
三、实验名称:电桥平衡测量电桥平衡测量是一种常见的电学实验方法,适用于电阻、电容等参数的测量。
在高考物理电学实验中,电桥平衡测量题也常常出现。
在解此类题目时,考生主要需要注意以下几点:1. 电桥电路的设计和选择电桥电路的选择和设计是电桥平衡测量的重点。
在设计时,考生需要确定电桥的桥臂阻值和所需的基准电阻等参数。
在此过程中,考生还需考虑如何调节电阻以达到电桥平衡。
高考电学实验题专项训练一、实验题1.在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约6V,内阻约1Ω),待测电阻x R(阻值小于10Ω),电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),单刀开关1S,单刀双掷开关2S,导线若干。
某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。
回答下列问题:(1)闭合开关1S前,滑动变阻器的滑片P应滑到___________(填“a”或“b”)端;(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将2S拨向___________(填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是___________(填正确选项前的标号);A.电流表分压B.电压表分流C.电源内阻分压(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将2S拨向___________(填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37V,电流表的示数为0.33A,则x R ___________Ω(结果保留两位有效数字)。
2.小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。
现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻),开关S和导线若干。
他设计了如图(a)所示的电路,实验步骤如下:第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R。
第二步∶取下待测电阻,在A、B之间接入定值电阻R0,记下电流表的示数I0。
第三步∶取下定值电阻R 0,将n 个(n=1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A 、B 之间,记下串联待测电阻的个数n 与电流表对应示数I n 。
请完成如下计算和判断∶(1)根据上述第二步,01I 与R 0、R 1、E 、r 的关系式是01I =___________。
一、伏安特性曲线1. 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法研究某电子元件R1(6V,2.5W)的伏安特性曲线,要求多次测量并尽可能减小实验误差,备有下列器材A.直流电源(6V,内阻不计)B.电流表G(满偏电流3mA,内阻10Ω)C.电流表A(0~0.6A,内阻未知)D.滑动变阻器R(0~20Ω,5A)E.滑动变阻器R′(0~200Ω,1A)F.定值电阻R0(阻值为1990Ω)G.开关与导线若干①根据题目提供的实验器材,请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示)(请画在图1方框内)②在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑动变阻器应选用(填写器材前面的字母序号)。
③将上述电子元件R1和另一个电子元件R2接入如图2所示的电路中,他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ob所示,电源的电动势E=7.0V,内阻忽略不计,调节滑动变阻器R3,使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电子元件R1的阻值为Ω,R3接入电路的阻值为Ω(结果保留两位有效数字)。
2.(2017·新课标I)某同学研究小灯泡的伏安特性,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V(量程3V,内阻3Ωk)、电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω)、固定电阻R(阻值1000Ω)、滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω)、电源E(电动势5V,内阻不计);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,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 _________(填“增大”“不变”或“减小"),灯丝的电阻率______(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E(电动势4V,内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。
高考物理电学实验真题
今年高考物理试题一到电学实验,考查学生对电路原理的理解和实
验操作能力。
下面我们来看一下具体的试题内容及解析。
第一题:实验装置如图所示,小灯泡发光。
\\
实验装置图中连有一台电池和一根导线。
这种电路称为“串联电路”,电流从电源的正极进入电路,经过每个元件后再返回电池的负极。
因此,无论是在小灯泡内部还是外部观察,小灯泡都会发光。
第二题:小灯泡接在直流电路中,变换电路连接情况如图所示,
A,B两位置之间穿过电流强度范围为零。
\\
根据电流的定义:电流是电荷在单位时间内通过导线横截面积的多少。
在A和B两位置之间电流强度为零,说明这两点之间没有电荷通过,即电路中断。
因此,只有当变换开关接通时,电路才是通的。
第三题:做电学实验时,注意事项如下:\\
1. 使用绝缘性能良好的导线,避免短路或漏电现象。
2. 接线前确保电源处于关闭状态,避免触电危险。
3. 接触元件表面的金属部分时,避免直接用手触摸电路,以免产生
电击。
4. 在实验室内不要随意把手伸入电路中,以确保安全。
总结:高考物理电学实验真题考查了学生对电路的基本结构和运行原理的理解,以及实验操作的规范性和安全性。
学生在备战高考时,应该比较熟悉这方面的知识,做好实验前的准备工作,遵守实验室规定,确保实验的顺利进行。
希望同学们在考试中取得理想的成绩!。
1把电流表改装成电压表(高考物理电学实验)组卷老师:莫老师评卷人得分一.实验题(共32小题)1.某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表﹣欧姆表(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻,图中电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3kΩ时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12kΩ时,电压表指针指在如图b所示位置,则电压表的读数为V.由以上数据可得电压表的内阻R V=kΩ;(2)将图a的电路稍作改变,在电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图c所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,进行了如下操作:将两表笔断开,闭合开关,调节电阻箱,使指针指在“3.0V”处,此处刻度应标阻值为(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1V”处对应的电阻刻度为kΩ;(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻不能忽略且变大,电动势不变,但将两表笔断开时调节电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定。
2.某同学试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表.在实验室他找了一节干电池(电动势E=1.5V、内阻r=2.5Ω),待改装的电流表满偏电流I g=5mA、内阻R g=17.5Ω.该同学设计了如图所示的电路图,A、B为接线柱,R为滑动变阻器.(1)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行“欧姆调零”,此时应调节滑动变阻器R的阻值为Ω.(2)欧姆调零后,发现在A、B间接入阻值不同的电阻时,电流表读数不同.若在电流表刻度线上直接标注相应电阻,则可直接读出A、B间接入的电阻,电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表.电流表“3.0mA”刻度线标为Ω;为了操作方便,在A、B处用红、黑表笔接出,其中红表笔应接在(填“A”或“B”)处.3.某同学欲将量程为200μA的电流表改装成电压表,他采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻,根据实验电路,请回答下列问题.①有如下的主要实验器材供选择:A.电阻箱(阻值范围0﹣999.9Ω)B.电阻箱(阻值范围0﹣99999.9Ω)C.电源(电动势6.0V,内阻0.30Ω)D.电源(电动势12V,内阻0.60Ω)E.电源(电动势50V,内阻2.0Ω)为减小实验误差,可变电阻R1应选择,电源应选择.(填字母代号)②该同学主要实验步骤依次是:A.按电路图连接好电路,并使两个开关处于断开状态;B.将R1的阻值调到最大;C.闭合S1;D.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度;E.闭合S2;F.调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半;G.记下R2的阻值.上述实验步骤中,错误的步骤是.(填字母代号)③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190Ω,要将此表改装成量程为2.0V的电压表V,应选一个阻值为Ω的电阻与电流表串联.④用标准的电压表对改装的电压表进行校准,发现测量同一电压值时,改装电压表的示数比标准表的示数小,则应该适当地将与电流表串联的电阻调一些.(选填“大”或“小”)4.某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻R g,图中R1、R2为电阻箱.他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,断开开关S2,闭合开关S1后,调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度,接下来他应该正确操作的步骤是(选填下列步骤前的字母代号),最后记下R2的阻值;A.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B.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120Ω,则认为R g的阻值大小为(选填字母代号);A.60ΩB.120ΩC.240ΩD.360Ω③如果该同学在调节R1使电流表满偏过程中,发现电流表指针满偏时,R1的接入阻值不到其总阻值的二分之一.为了减小实验误差,该同学可以采取下列措施中的(选填字母代号);A.将R2换成一个最大阻值更大的电阻箱B.将R1换成一个最大阻值为现在二分之一的电阻箱C.将电源换成一个电动势为现在电源两倍、内阻可以忽略的电源D.将电源换成一个电动势为现在电源二分之一、内阻可以忽略的电源④利用上述方法测量出的电流表内阻值(选填大于或小于)该电流表内阻的真实值⑤依据以上的测量数据可知,若把该电流表改装成量程为3V的电压表,需与该表(选填串或并)联一个阻值为Ω的定值电阻.5.某物理兴趣小组的同学利用实验室提供的器材组装了一个“欧姆表”,并用其测量一个未知电阻的阻值,实验室提供的器材如下:A.新的干电池一节:电动势为1.5V,其内阻可忽略;B.灵敏电流计一个:量程为0~1mA,内阻20Ω;C.可变电阻P:阻值范围为100~2500Ω;D.红、黑表笔各一个;E.待测电阻一只.(1)请在如图虚线框内补全所需的器材.(2)测量电阻前,先进行欧姆调零.将可变电阻P的阻值调节为R=,此时电流计指针指到.(3)把待测电阻接入两表笔间,指针正好指在0.6mA刻度处,则该电阻的阻值为.6.某同学将一个内阻Rg=30Ω,满偏电流Ig=1mA 的电流表改装成量程为0〜3V 的电压表,需要(填“串联”或“并联“)一个阻值为Ω的电阻.现利用该电压表测量电压,指针如图所示,则其示数为V.7.如图1,图中虚线框内是由表头G改装成的一个电流表和一个电压表的电路,其中接a、b时为电流表,接a、c时为电压表.已知表头的满偏电流为2mA,内阻阻值范围为180﹣200Ω,定值电阻R1=50,R2=1460Ω,为确定改装后电流表和电压表的量程,实验小组将a、b两个接线柱接入如图所示的电路中,来测量表头G的内阻;(1)实验室里,电流表A和滑动变阻器R均有两种规格:电流表:a.0~10mA b.0~600mA滑动变阻器:a.0~20Ω.0~1000Ω则电流表应选,滑动变阻器应选;(选填字母代号)(2)将选择的器材接入电路;①依照图1电路图,在图2上画出连线,补充完整实物图;②闭合S,以I1表示电流表A的示数,I2表示表头G的示数,多次调整滑动变阻器,测量多组,I l、I2数据(单位均为mA),某同学以I l为纵轴,I2为横轴,画出I l﹣I2图线为一条过原点的倾斜直线,该同学求出了图线的斜率k=5,则表头内阻R g=Ω,由表头G改装后的电流表量程为mA,电压表量程为V.8.实验室有下列器材:A.灵敏电流计G(0~5mA,内阻约为50Ω);B.电压表V(0~3V,内阻约为10kΩ);C.电阻箱R1(0~999.9Ω);D.滑动变阻器R2(0~100Ω,1.5A);E.旧电池2节;F.导线开关若干.(1)某实验小组要测量两节干电池组的电动势和内阻,实验室提供的器材只能怪,由于灵敏电流计的量程太小,为了对灵敏电流计进行改装,需先测量灵敏电流计的内阻,测量电路如图甲所示,调节R2的阻值得到电压表示数为1.50V,灵敏电流计示数为 3.00mA,电阻箱接入电阻为455.0Ω,则灵敏电流计内阻为Ω(保留一位小数).(2)为将灵敏电流计的量程扩大为50mA,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱R1的阻值调为Ω(保留一位小数).(3)根据图乙电路测得的数据作出U﹣I G(I G为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示,则该干电池组的电动势E=V、内阻r=Ω(保留三位有效数字)9.某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
知识十四电学实验1.(2022·全国甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E (电动势1.5V,内阻很小),电流表(量程10mA,内阻约10Ω),微安表(量程100μA,内阻R g 待测,约1kΩ),滑动变阻器R (最大阻值10Ω),定值电阻R 0(阻值10Ω),开关S,导线若干。
(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;(2)某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻R g =Ω。
【解析】(1)为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R 0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,可求出流过定值电阻R 0的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内电阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动变阻器采用分压式解法,实验电路原理图如图所示:(2)流过定值电阻R 0的电流I =I A -I G =9.00mA-0.09mA=8.91mA加在微安表两端的电压U =IR 0=8.91×10-2V微安表的内电阻R g ==Ω=990Ω答案:(1)见解析图(2)9902.(2022·辽宁选择考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250μA,内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R 1=40Ω,R 2=360Ω。
(1)当开关S 接A 端时,该电流表的量程为0~mA;(2)当开关S 接B 端时,该电流表的量程比接在A 端时(选填“大”或“小”);(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻R x 的阻值,设计了图(b)中两个电路。
不考虑实验操作中的偶然误差,则使用(选填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【解析】(1)由图可知当S 接A 时,R 1和R 2串联接入电路,再和电流表并联,满偏时电流表两端的电压为U m =I m r =250×10-6×1.2×103V=0.3V ,此时通过R 1和R 2的电流为I ==A=0.75×10-3A=0.75mA ,所以总电流为I 总=I m +I =1mA ,即量程为0~1mA 。
(一)描绘小灯泡的伏安特性曲线1.(08年高考各天津卷理综)(1)用螺旋测微器测测量金属导线的直径,其示数如图所示,该金属导线的直径为_______________ mm。
(2)用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将实物图连线成为实验电路。
微安表μA(量程200μA,内阻约200Ω );电压表V(量程3V,内阻约10kΩ);电阻R0(阻值约20kΩ);滑动变阻器R(最大阻值50Ω,额定电流1A ) ;电池组E(电动势3V ,内阻不计);开关S 及导线若干。
3.(2011·盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按下图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是________导线断路.(2)某同学测出电源和小电珠的U-I图线如右图所示,将小电珠和电阻R串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R=________Ω.(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如下图所示中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是()A.a可以作为标准电阻使用B.b能作为标准电阻使用C.b的阻值随电压升高而减小D.c的阻值随电压升高而增大(二)测量导体的电阻率4.(2011天津)(4)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R x,现备有下列器材:A.电流表(量程100 μA,内阻约为2 kΩ);B.电流表(量程500 μA,内阻约为300 Ω);C.电压表(量程15 V,内阻约为100 kΩ);D.电流表(量程50 V,内阻约为500 kΩ);E.直流电源(20 V,允许最大电流1 A);F.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W);G.电键和导线若干。
电流表应选,电压表应选。
(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:5.(08年高考江苏卷物理)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示,读得直径d= mm(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由:若不满足,请写出R与S应满足的关系。
【2018年高考考点定位】高考考纲中共涉及到这几个实验,即测量金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、练习使用多用电表和传感器的简单使用,其中测量金属的电阻率涉及到螺旋测微器和游标卡尺的读数,描绘小灯泡伏安特性曲线涉及到电路的连接和电表的选择,测定电源电动势和内阻涉及到闭合回路的欧姆定律以及多用表的使用,知识点较多,需要我们仔细梳理,认真掌握。
考点一、测量金属丝的电阻率 ○1实验原理L R S ρ=,根据电压表和电流测出电阻UR I=,测出金属丝的长度和横截面积就可以计算出电阻率。
○2对于金属丝的长度的测量多用到游标卡尺;而横截面积通过测量直径来计算,直径的测量经常用到螺旋测微器。
如上图所示为游标卡尺,主要有主尺和游标尺两部分组成,主尺一般以毫米为单位,而游标尺有10分度,20分度和50分度的游标尺,分度值分别为0.1mm ,0.05mm 和0.02mm ;读数时分为两部分,其一为游标尺零刻度线左侧对应的主尺上面毫米的整数倍;其二为与主尺对齐的游标尺第N 条刻度线,N 乘以精确度;二者之和即为最终读数,单位为毫米。
注意精确度,末尾的零不可以省去。
上图所示为螺旋测微器,又称千分尺,其读数有固定刻度和可动刻度两部分构成,读数时先读出固定刻度上面露出的0.5mm 的整数倍,再读出刻度可动刻度上面与固定刻度对齐的刻度线乘以精确度0.01mm ,提醒大家注意,可动刻度线必须估读到下一位;二者之和为最终读数;由于最终读数精确到千分之一毫米,所以又叫做千分尺。
考点二、描绘小灯泡的伏安特性曲线○1实验原理:通过滑动变阻器调节小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,记录小灯泡两端的电压和电流表示数,最终描点连线,做出U I -图像。
○2电流表的内接和外接:电流表内接法如下图 由于电流表和待测电阻串联而分压,导致电压表测量的电压不但包括待测电阻电压而且包括电流表电压,所以此种方法电流表准确,电压表偏大,导致测量的电阻偏大;对于测量大电阻时,由于电流表阻值较小,分压少,误差较小,所以一般测量大电阻用内接法。
归纳为:大内偏大 电流表外接法如下图由于电压表和待测电阻并联而分流,导致电流表所测电流包括待测电阻和和电压表的电流,此种方案所测电压为准确的,而电流偏大,所以导致测量的电子偏小;对于测量小电阻时,由于电压表内阻较大,分流少,误差较小,所以一般测量小电阻用外接法,归纳为:小外偏小综合考虑小灯泡电阻较小,所以选择电流表外接法.○3电压表和电流表量程选择要注意考虑小灯泡的额定电压和额定电流,调节滑动变阻器过程一般不能超过额定电压和额定电流。
○4滑动变阻器的链接方式有分压式和限流式右图为限流式,滑动变阻器与待测电阻串联,滑动变阻器右半部分被短路,滑片向右移动,电流变小,待测电阻电压变小,但是电压和电流最小都无法减小到0.右图为分压式,滑动变阻器左半部分与待测电阻并联,后与滑动变阻器右半部分串联,滑片向右滑动,待测电阻的电压和电流增大,向左移动,待测电阻的电压和电流逐渐减小,当滑片移动到最左端时,待测电阻被短路,待测电阻的电压和电流均为0.与限流式不同之处在于电压和电流可以从零开始调节。
考点三、测量电源的电动势和内阻=-,测量出路端电压和干路电流,做出路端电压随电流变化的图像就○1实验原理:根据闭合回路欧姆定律,u E Ir可以找到电动势和内阻。
○2数据处理;根据路端电压随电流变化的数据记录描点作图如下,那么图线与纵轴的截距即电源电动势,斜率即电源内阻,需要注意计算斜率是要看纵轴是否从0开始。
考点四、练习使用多用电表○1电阻的测量:A,机械调零,旋转机械调零旋钮,把指针调整到左侧零刻线处。
B,把红黑表笔分别插入正负插孔,并根据电阻大小旋转到合适的倍率。
C,红黑表笔短接,此时相当于电阻等于零,旋转欧姆调零旋钮,把指针调整到右侧的零刻度线处,即欧姆调零。
D,红黑表笔分别于待测电阻相连,最终电阻读数为指针对应刻度乘以倍率。
E,使用完毕后,拔出红黑表笔,把旋钮旋转到OFF档或交流电压最高档。
注意:(1)测量电阻时,右边为小阻值,左边为大阻值。
开始测量前,指针在左侧,若接入电阻后指针偏角过小,说明示数太大,倍率太小,应该换大倍率;若偏角过大,说明示数太小,倍率太大,应该换小倍率。
(2)欧姆表测量电阻时,电源在欧姆表内部,电流方向为红进黑出,红表笔接电源负极,为低电势,黑表笔接电源正极,为高电势。
○2电流电压的测量:A,机械调零,通过机械调整旋钮把指针调整到左侧零刻度线处B,测电流则通过红黑表笔把万用表串联入电路,测电压则通过红黑表笔把万用表并联如电路,电流方向遵循红进黑出,此时红表笔为高电势,黑表笔为低电势。
C,根据估测的电压和电流选择合适的量程。
D,读数时,刻度盘共计50格,可以用量程除以50计算每格的具体数值,根据指针指示的刻度乘以每格的数值即为最终读数。
考点五、练习使用多用电表○1传感器是把一些非电学量转化为电压或电流等电学量,从而放大后输入控制系统。
○2常见传感器有热敏电阻,随温度升高而减小;光敏电阻,随光强度增强而减小。
【三年高考】15、16、17年高考真题及其解析1.【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现aa'、bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量、a'间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;若读数为零,则一定是___________导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图。
由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V,内阻r=__________Ω。
2.【2017·新课标Ⅰ卷】(10分)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值09.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为____________W,最大功率为___________W。
(结果均保留2位小数)3.【2017·新课标Ⅱ卷】(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻。
可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:①R1的阻值为Ω(填“20”或“2 000”)。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。
将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。
最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱R z和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:。
4.【2017·新课标Ⅲ卷】(9分)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;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。
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1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA 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R6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R6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R6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R6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R1+R2=______Ω,R4=_______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”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。
(结果均保留3位有效数字)5.【2017·江苏卷】(10分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图11–1图所示,继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0200 Ω)、滑动变阻器R2(0500 Ω)、热敏电阻R t,继电器、电阻箱(0999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对3080 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用”或“R2”).(选填“R(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图11–2图所示的选择开关旋至(选填“A”、“B”、“C”或“D”).(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在题11–1图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”).(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是.(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω1.【2016·上海卷】(7分)“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。