高二物理电学实验专题训练(一)(含参考答案)
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精品文档 (全国卷 1)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 (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 0~9.0 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 0~3.8 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) 【答案】(1)(2)增大;增大;(3)0.39w 1.17w 【解析】(1)要求能够实现在 0~3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,故滑动变阻器用 精品文档精品文档 分压式接法,小灯泡为小电阻,电流表用外接法,如图(2)由 I-U 图象知,切线的斜率在减小,故灯泡的电阻随电流的增大而增大,再由电阻定律 知,电阻率增大;(3)当滑动变阻器的阻值为 9Ω 时,电路电流最小,灯泡实际功率最小,此时 E=U+I(r+R)得 U=-10I+4,在图中作出该直线如图所以, 交 点 坐 标 约 为 U=1.75V , I=225mA , P1=UI=0.39W ; 整 理 得 : ,当直线的斜率最大时,与灯泡的 I-U 曲线的交点坐标最大,即灯泡消耗 的功率最大。
高二物理电路实验专题复习1、某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,长度为 cm,直径为 mm.(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;(b)将电阻箱R2的阻值调至最处(填“大”或“小”);S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;(3)由此可知,圆柱体的电阻为Ω.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:小灯泡L,规格“4.0V. 0.7 A”;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r V=9KΩ;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3KΩ;滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干.①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0. 46 A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为Ω.②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是 V.③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路. 请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.3、某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻R X的阻值。
(1)现有电源(4 V, 内阻可不计) 、滑动变阻器(0~50 Ω, 额定电流2 A) 、开关和导线若干,以及下列电表:A. 电流表(0~3 A, 内阻约0.025 Ω)B. 电流表(0~0.6 A, 内阻约0.125 Ω)C. 电压表(0~3 V, 内阻约3 KΩ)D. 电压表(0~15 V, 内阻约15 KΩ)为减小测量误差, 在实验中, 电流表应选用 , 电压表应选用(选填器材前的字母); 实验电路应采用图1中的 (选填“甲”或“乙”) 。
“小灯泡伏安特性”中的功率问题一、实验题1.做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验时,已知所用小电珠的额定电压和额定功率分别为2.5V、1.2W,,实验可供选择的器材如下:a.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约5Ω)b.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.1Ω)c.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)d.电压表V2(量程0~15V,内阻约2000Ω)e.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)f.滑动变阻器R2(阻值0~5000Ω,额定电流500mA)g.直流电源的电动势为3.0V,内阻忽略不计h.开关k,导线若干①为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选择,电压表应选择,滑动变阻器应选择(填写实验器材前的序号)②请设计合理的电路来完成该实验,把电路图画在方框里。
③实验中,当电压表的示数为U 时,电流表的示数为I,则小电珠电阻的真实值U(填“大于”“等于"或“小于")。
I④通过实验得到多组数据,做出小电珠的伏安特性曲线,如图所示。
如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为2.0Ω的定值电阻串联,接在电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流电源两端,则每个小电珠消耗的实际功率为W 。
(结果保留两位小数)【答案】a c e 大于0.55(0.53—0.55)【解析】(1)灯泡额定电压是2.5V,电压表应选c;由表中实验数据可知,最大电流为0.49A,电流表选a;为方便实验操作,滑动变阻器应选e;(2)描绘小灯泡伏安特性曲线,电压与电流要从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;由表中实验数据可知,灯泡最大电阻约为3.7Ω,电压表内阻约为2kΩ,灯泡电阻阻值远小于电压表内阻,电流表应采用外接法,电路图如图所示:(3)由于电压表的分流作用,所以电流表的示数比流经灯泡的电流偏大,故根据欧姆定律R =U测量电阻偏小,即计算得到的小电珠的电阻值IU小于真实值;则小电珠电阻的真实值大于。
I(4)将定值电阻与电源等效为内阻为2.0Ω,电动势为3.0V 的电源,由闭合电路欧姆定律得:U=3.0﹣2.0I,将路端电压与电流的关系图象作入图象中,如图所示:由图可知,U=1.28V,I=0.43A,所以灯泡的实际功率为:P =UI = 0.55W2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验室提供了如下器材:A.小灯泡(3V,1.8W)B.电压表(量程3V,内阻约为20kΩ)C.电流表(量程0.6A,内阻约为0.2Ω)D.滑动变阻器(0~10Ω,2A)E.电源(电动势3V,内阻不计)F.开关及导线若干,坐标纸实验中要求小灯泡上的电压从零开始测量尽可能准确,调节测量多组对应的U、I 值。
物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材,下表中选出适当的器材,试设计一个测量阻值约为试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
的电阻的电路。
要求方法简捷,要求方法简捷,R X 两端电压能从0开始变化,要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1:量程1mA 内阻约50Ω;电流表A 2:量程300A μ内阻约300Ω电流表A 3:量程100A μ内阻约500Ω;电压表V 1:量程10V 内阻约15K Ω固定电阻:R 0=9990Ω;电流表G :I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1:阻值约50Ω;额定电流为1A滑动变阻器R 2:阻值约100K Ω额定电流为0.001A 电池组:E=3V ;内阻小但不可忽略;开关,导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值(900~1000Ω):电源E ,具有一定内阻,电动势约为9.0V ;电压表V 1,量程为1.5V ,内阻r 1=750Ω;电压表V 2,量程为5V ,内阻r 2=2500Ω;滑线变阻器R ,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K ,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的31,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
(3)若电压表V 1的读数用U 1表示,电压表V 2的读数用U 2表示,则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x =_________________。
3. 两块电流表测电阻从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。
要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材代号规格电流表(A 1)量程100mA ,内阻r 1待测(约40Ω)电流表(A 2)量程500uA ,内阻r 2=750Ω电压表(V )量程10V ,内阻r 3=10k Ω电阻(R 1)阻值约100Ω,作保护电阻用滑动变阻器(R 2)总阻值约50Ω电池(E )电动势1.5V ,内阻很小开关(K )导线若干(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
高中物理电学实验专题(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理电学实验专题实验专题一:伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI,只要测出元件两端电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
二.认识电流表和电压表:1.理想表:理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路,对电路不产生影响。
2.实际表:实际电流表内阻很小,但不为零;实际电压表内阻很大,但不会是无穷大。
因此,电流表和电压表对测量电路造成影响,产生误差。
为了减小误差,必须考虑电流表和电压表的接法。
三.电流表的两种接法(一)电流表外接法1、电路如图所示电压表示数= R电流表示数=+>测量值 ,小于R的真实值只有当R<<时,才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义:在实际应用中,如果推导整个过程很费时,若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点,学生记忆起来很方便。
“小外”含义:小电阻用外接法。
(二)电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数=+电流表示数= R 测量值 ,大于R 的真实值 只有当R >>时,才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义:在实际应用中,如果推导整个过程很费时,若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点,学生记忆起来很方便。
“大内”含义:大电阻用内接法。
四.电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的,小电阻用电流表外接法,大电阻用电流表内接法。
但电阻阻值为多大算是大电阻电阻阻值大小依什么电阻为标准下面我们一起探讨:(一) 定量判定法:当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时,可用比较和大小来确定1. 若>,则说明R 远大于,选用电流表内接法。
2. 若>,则说明R 远小于, 选用电流表外接法。
3. 若= ,选用两种接法都可以。
(二)试触法:在利用伏安法测电阻的实验中,若不知道被测电阻的大约值,可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点,观察先后两次试触时两电表的示数变化情况,如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UU I I ∆>∆),说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差,这时应采用内接法(即电压表接N 点);如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UU I I ∆<∆),说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差,这时应采用外接法(即电压表接M 点).五.总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的.无论哪种接法,都会由于电表的内阻影响而带来测量误差.从下表的分析可以看出,合理的选择接法有利于减小误差.比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因 由于电流表内阻分压的影响,电压表测量值偏大,结果偏大由于电压表内阻分流的影响,电流表测量值偏大,结果偏小测量结果 I UR =测>RxIUR =测<Rx 适用条件 Rx 远大于RARx 远小于RV六. 同步训练1.如图所示,电压表和电流表的读数分别为10V 和 ,已知电流表的内阻为Ω,那么待测电阻的 测量值比真实值 ,真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时,由于不知待测电阻的阻值范围,而无法确定电流表是内接还是外接,他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示,○V 的示V ARxV ARx数为,○A的示数为;改为如右图(b)所示,○V的示数为,○A的示数为.该同学要获得较精确的测量结果,应选取 ; 被测量电阻的阻值是(a) (b)3.某待测电阻估值在100左右,电压表内阻为3000,电流表内阻为,采用伏安法测电阻时,电流表选择何种接法,测量误差小()A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡,标有“3V、”字样。
高中物理:电学实验练习(含答案)(时间:45分钟)1.研究性学习小组围绕一个量程为30 mA的电流计展开探究。
(1)为测量该电流计的内阻,同学甲设计了如图(a)所示电路。
图中电源电动势未知,内阻不计。
闭合开关,将电阻箱阻值调到20 Ω时,电流计恰好满偏;将电阻箱阻值调到95 Ω时,电流计指针指在如图(b)所示位置,则电流计的读数为________mA,由以上数据可得电流计的内阻R g=________Ω。
(2)同学乙将甲设计的电路稍作改变,在电流计两端接上两个表笔,如图(c)所示,设计出一个简易的欧姆表,并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度;闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“30 mA”处,此处刻度应标阻值为________Ω(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流刻度。
则“10 mA”处对应表笔间电阻阻值为________Ω。
若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻变大不能忽略,电动势不变,但将两表笔断开,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果与原结果相比将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.某同学要测量一未知电阻R x的阻值(阻值约为200 Ω),手头有如下器材:一节干电池E,一只电压表V(刻度清晰,但是读数模糊不清),滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω),电阻箱R2(阻值范围0~99.9 Ω),电阻箱R3(阻值范围0~999.9 Ω),开关S1和单刀双掷开关S2,导线若干(1)该同学采用如图甲所示电路进行测量,其中电阻箱应选________;(填R2或R3)(2)用笔画线表示导线,按照图甲所示的电路图将图乙中的实验器材连接成实验电路;(3)实验中,该同学先将开关S1闭合,再将开关S2接通“1”,调节R1,使电压表指针指向恰当的位置并记录下该位置。
接下来他应该怎样操作,才能准确测出R x的阻值?简述操作的要点___________________________________。
物理选修3-1第4-5章《电学实验》专题练习一、电表的使用及读数方法1.如图7-3-1甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“+”和“-0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是________A,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A;当使用电流表的“+”和“-3”两接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过________V,每小格表示________V,图中指针示数________V;若使用的是较大量程时,则表盘刻度每小格表示________V,图中指针示数________V.二、伏安法测电阻,等效替代的方法来测电阻,电表内阻的测量2.用伏安法测电阻,可采用7-3-2所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000 Ω,电流表内阻为0.5 Ω.(1)当测量100 Ω左右的电阻时,宜采用________电路.(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为______Ω,真实值为________Ω.3、要测量一个未知电阻Rx的阻值(阻值约为4 Ω),现有如下器材:读数不准的电流表A(满偏电流约为0.6 A),滑动变阻器R(最大阻值20 Ω),电阻箱R1(最大阻值 99.9 Ω),电源E1(电动势为2 V,内阻不计),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.现要求尽量精确地测量Rx的阻值.(1)画出实验电路图; (2)写出主要实验步骤.4、某电压表的内阻在20 kΩ~50 kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可供选用的器材:待测电压表V(量程3 V)、电流表A1(量程200 μA)、电流表A2(量程5 mA)、电流表A3(量程0.6A)、滑动变阻器R(最大值1 kΩ)、电源E(电动势4 V),开关S.(1)所提供的电流表中,应选用________.(2)为了减小误差,要求测量多组数据,试画出符合要求的电路图.三、测定金属的电阻率5.一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,他截取了一段用米尺测出长度为L的电线,用螺旋测微器测量电线直径为D,它的刻度位置如图7-4-3所示,用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度,他用图7-4-2器材中的元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(下图中用R x表示)的电阻图7-4-2A.电源E:电动势为3.0 V,内阻不计B.电压表V1:量程为0~3.0 V,内阻约为2 kΩC.电压表V2:量程为0~15.0 V,内阻约为6 kΩD.电流表A1:量程为0~0.6 A,内阻约为1 ΩE.电流表A2:量程为0~3.0 A,内阻约为0.1 ΩF.滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω,额定电流2.0 AG.滑动变阻器R2:最大阻值1 kΩ,额定电流1.0 AH.开关S一个,导线若干(1) 从图7-4-3中读出螺旋测微器测得电线的直径D的读数如图7-4-3,则读数为________ mm.(2)实验时电压表选________;电流表选________;滑动变阻器选_____ __(填元件符号).(3)请设计合理的测量电路,把电路图画在作图框中,在图中表明元件符号.(4)在实物图7-4-2中用笔画线替代导线连接元件.(5)某次测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ=____ ____.四、描绘小灯泡的伏安特性曲线6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:小灯泡L,“3.8 V、0.3 A”电压表V,量程0~5 V,内阻5 kΩ电流表A1,量程0~100 mA,内阻4 Ω电流表A2,量程0~500 mA,内阻0.4 Ω滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A滑动变阻器R 2,最大阻值5 Ω,额定电流0.5 A 直流电源E ,电动势约为6 V ,内阻约为0.5 Ω(1)在上述器材中,滑动变阻器应选 ;电流表应选 . (2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号。
电学实验测定金属的电阻率1.在“测定金属的电阻率”的实验中,所测金属丝的电阻大约为5,先用伏安法测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
用米尺测出该金属丝的长度L,用螺旋测微器测量该金属丝直径时的刻度位置如图所示。
(1)从图中读出金属丝的直径为______________mm。
(2)实验时,取来两节新的干电池、开关、若干导线和下列器材:A.电压表0~3 V,内阻10 kB.电压表0~15 V,内阻50 kC.电流表0~0.6A,内阻0.05D.电流表0~3 A,内阻0.01E.滑动变阻器,0~10F.滑动变阻器,0~100①要较准确地测出该金属丝的电阻值,电压表应选_______________,电流表应选______________,滑动变阻器选_____________(填序号)。
②实验中,某同学的实物接线如图所示,请指出该实物接线中的两处明显错误。
错误l:_____________________________;错误2:_____________________________。
2.为了测量某根金属丝的电阻率,根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。
某同学进行如下几步进行测量:(1)直径测量:该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间,测量结果如图,由图可知,该金属丝的直径d= 。
(2)欧姆表粗测电阻,他先选择欧姆×10档,测量结果如图所示,为了使读数更精确些,还需进行的步骤是。
A.换为×1档,重新测量B.换为×100档,重新测量C.换为×1档,先欧姆调零再测量D.换为×100档,先欧姆调零再测量(3)伏安法测电阻,实验室提供的滑变阻值为0~20Ω,电流表0~0.6A(内阻约0.5Ω),电压表0~3V(内阻约5kΩ),为了测量电阻误差较小,且电路便于调节,下列备选电路中,应该选择。
3.在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图(a)所示.闭合开关后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):(1)若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是断路.(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”).(2)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图(b)所示,其示数D=mm.4.测得接入电路的金属丝的长度为L,金属丝的直径d,已知其电阻大约为25Ω.(1)在用伏安法准确测其电阻时,有下列器材供选择,除必选电源(电动势1.5V,内阻很小)、导线、开关外,电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选。
图10-5 电学实验练习题例1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻R x (约100 Ω);直流电流表(量程0~10 mA 、内阻50 Ω);直流电压表(量程0~3 V 、内阻5 kΩ);直流电源(输出电压4 V 、内阻不计);滑动变阻器(0~15 Ω、允许最大电流1 A );开关1个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于R x <v A R R ,故电流表应采用外接法.在控制电路中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,I min =xA R R R E ++. 例2、在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值R x ,现有如下器材:读数不准的电流表A 、定值电阻R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线。
⑴画出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码。
⑵写出主要的实验操作步骤。
【解析】⑴实验电路如右图所示(此法俗称”替代法”)。
⑵①将S 2与R x 相接,记下电流表指针所指位置。
②将S 2与R 1相接,保持R 2不变,调节R 1的阻值,使电流表的指针指在原位置上,记下R 1的值,则R x =R 1。
例3、用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值(900~1000Ω):电源E ,具有一定内阻,电动势约为;电压表V 1,量程为,内阻r 1=750Ω;电压表V 2,量程为5V ,内阻r 2=2500Ω;滑动变阻器R ,最大阻值约为100Ω;)单刀单掷开关K ,导线若干。
测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图。
【解析】如图所示(用已知内阻的电压表代替电流表)例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。
器材(代号)与规格如下:电流表A 1(量程250mA ,内阻r 1为5Ω);标准电流表A 2(量程300mA ,内阻r 2约为5Ω); 待测电阻R 1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R 2(最大阻值10Ω);电源E (电动势约为10V ,内阻r 约为1Ω);单刀单掷开关S ,导线若干。
物理试题分类汇编——电学实验(全国卷1)23.(16分)一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程mI 。
所用器材有:量程不准的电流表1A ,内阻1r =10.0Ω,量程标称为5.0mA ;标准电流表2A ,内阻2r =45.0Ω,量程1.0mA ;标准电阻1R ,阻值10.0Ω;滑动变阻器R ,总电阻为300.0Ω;电源E ,电动势3. 0V ,内阻不计;保护电阻2R ;开关S ;导线。
(1)在实物图上画出连线。
(2)开关S 闭合前,滑动变阻器的滑动端c 应滑动至 端。
(3)开关S 闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表1A 满偏;若此时电流表2A 的读数为2I ,则1A 的量程mI = 。
(4)若测量时,1A 未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出1A 的示数1I = ,2A 的示数2I = ;由读出的数据计算得mI = 。
(保留3位有效数字)(5)写出一条提高测量准确度的建议: 。
【答案】⑴如图 ⑵阻值最大⑶1212)(r r R I I m +=⑷6.05mA 【解析】⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏,流过的电流为Im 。
根据并联电路电压相等有)(1221R r I r I m +=得1212)(r r R I I m +=⑷待测表未满偏有)(12211R r I r I +=,将A2的示数0.66mA 和其他已知条件代入有63.310)4510(66.0)(12121=+⨯=+=r r R I I Ma 但图中A1的示数3.0mA 量程为5.0mA ,根据电流表的刻度是均匀的,则准确量程为6.05mA (全国卷2)23.(13分)如图,一热敏电阻RT 放在控温容器M 内:○A 为毫安表,量程6mA ,内阻为数十欧姆;E 为直流电源,电动势约为3V ,内阻很小;R 为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;S 为开关。
高二物理电学实验专题训练(一)一、实验仪器的使用及读数1.甲图中游标卡尺读数为mm;乙图中螺旋测微器读数为mm.2.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。
该工件的直径为________cm,高度为________mm。
3.(1)如图甲所示为螺旋测微器测量一金属零件直径时的示数,则该金属零件的直径为________mm。
(2)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。
用它测量一工件的长度,如图乙所示,图示的读数是__________mm。
4.用螺旋测微器测某一圆柱体直径,示数如图甲所示,此示数为mm;用游标卡尺测量某工件的外径时,示数如图乙所示,则读数为mm.5.读出下列实验测量量的数值(1)测金属丝长度时,金属丝的起点、终点位置如图1,则长度为cm(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图2,则直径为 mm (3)用多用表“Ω×1”挡估测其电阻,示数如图3,则阻值为 Ω (4)用多用表“直流电压50V”挡测量电压,示数如图,则电压值为 V6某次实验测量时,选用合适的电表量程如图,表面刻度及指针如图(丙)所示,则电流表读数为 A ,电压表读数为 V二、电路动态分析题1. 如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r ,L 1、L 2为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变),R 1为定值电阻,R 2为光敏电阻,其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。
闭合电键S 后,将照射光强度增强,则A. 电路的路端电压将减小B. R 1两端的电压将减小C. r 的发热功率将减小D. L 1变亮2.如图为某控制电路,主要由电源(E ,r )与定值电阻R 1,R 2及碳膜电位器(即滑动变阻器)R 连接而成,L 1,L 2是红、绿两指示灯,闭合开关S ,当电位器的触头由弧形碳膜的重点顺时针滑向b 端时( ) A .L 1指示灯变亮 B .L 2指示灯变亮 C .电流表示数变大D .电容器C 带电量增大3.如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表。
现使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V 1的示数变化大小为ΔU 1,电压表V 2的示数变化大小为ΔU 2,电流表A 的示数变化大小为ΔI ,对于此过程下列说法正确的是A .通过电阻R 1的电流变化量大小等于11U R ∆ B .R 0两端的电压的变化量大小等于ΔU 2 - ΔU 1C .路端电压的增加量等于ΔU 2D .1U I∆∆为一定值三、实验题(一)、描绘小灯泡的伏安特性曲线1.有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线,有下列器材供选用;A.电压表(0~5V,内阻10KΩ) B.电压表(0~10V,内阻20KΩ)C.电流表(0~0.3A ,内阻1Ω)D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)E.滑动变阻器(5Ω,10A)F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)(1)实验中电压表应选用,电流表应选用 . (用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用(用序号字母表示)。
(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
2.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,实验室备有下列器材供选择:A.待测小灯泡“3V,2W”B.电流表A1(量程3A,内阻约为1Ω)C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为5Ω)D.电压表V1(量程3V,内阻约为10kΩ)E.电压表V2(量程15V,内阻约为50kΩ)F.滑动变阻器风(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1A)H.电源(电动势为4V,内阻不计)I.电键及导线等(1)电流表应选用;电压表应选;滑动变阻器应选用(填器材前面的字母)(2)在图甲实物图中,有部分线已连好,要求小灯泡的电压从零开始测量,请连成符合要求的完整的电路图﹣(3)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于(选填“A端”、端”或'“AB中间”)(4)某同学实验后作出的I﹣U图象如图乙所示,则当灯泡两端的电压为2.4V时,灯泡的实际功率是W (结果保留两位有效数字)3.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:①小灯泡L,规格“4.5V,0.5A”;②电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2Ω;③电压表V,量程15V,内阻约为15kΩ;④滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω⑤学生电源E,电动势6V,内阻不计;⑥开关S及导线若干。
(1)甲同学设计了下图(左图)所示的电路进行测量,请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整:(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高,又从实验室找来错误!未找到引用源。
=100μA,错误!未找到引用源。
=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱(0~99999.9Ω),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,需要把电阻箱调成___________Ω的阻值,并与灵敏电流计___________(填“串”或“并”)联在电路总来替代实验中的电压表。
(3)乙同学用改装的电压表实验得到数据,现要以坐标标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流错误!未找到引用源。
,画出I-错误!未找到引用源。
图线,他已经把数据画在坐标纸上,请帮他把图线画出来。
(4)乙同学通过资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数,请估算灵敏电流表电流错误!未找到引用源。
时该灯泡灯丝温度约为_________℃。
(二)、测量电阻及电阻率1.(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读数值依次是_______mm、______A、_______V。
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几殴,电压表内阻约20kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5V,内阻很小.则以下电路图中(填电路图下方的字母)电路为本次实验应当采用的最佳电路.用此电路测得的金属丝电阻R x比真实值(填“大”或“小”).若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A=2.0Ω,那么准确测量金属丝电阻R x的最佳电路应是图中的电路.若此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻R x= (用题中各物理量符号表示).2.为了精确测量某待测电阻R x的阻值(约为30Ω)。
有以下一些器材可供选择。
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约12Ω)A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)电压表:V1(量程0~3V,内阻很大)V2(量程0~15V,内阻很大)电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)定值电阻:R(30Ω,允许最大电流2.0A)滑动变阻器:R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)滑动变阻器:R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)单刀单掷开关S一个,导线若干(1)电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________。
(填字母代号)(2)请在方框中画出测量电阻R x)3.在测定一根粗细均匀合金丝R x的电阻率的实验中.Ⅰ利用螺旋测微器测定合金丝的直径,示数如图(a)所示,则可读得合金丝的直径为mm.Ⅱ待测合金丝R x的电阻约为5Ω.提供的仪器有:A.电压表V(内阻约为10kΩ,量程为3V)B.电流表A1(内阻约为3Ω,量程为0.6A)C.电流表A2(内阻约为0.1Ω,量程为3A)D.滑动变阻器R(阻值为0~5Ω,额定电流为2A)E.电源E(电动势为5V,内电阻为1Ω)F.一个开关、若干导线①要求较准确地测出其阻值,电流表应选.(填序号)②某同学根据以上仪器,按图(b)连接实验线路,在实验中发现电流表示数变化范围较窄,现请你用笔在图(b)中画一条线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变宽.③修改后的电路其测量结果比真实值偏(填“大”或“小”).4.某同学利用图(a )所示电路测量量程为2.5 V 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99 999.9 Ω),滑动变阻器R 1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值5 kΩ),直流电源E (电动势3 V )。
开关1个,导线若干。
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2.00 V ,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:(1)试验中应选择滑动变阻器_______(填“1R ”或“2R ”)。
(2)根据图(a )所示电路将图(b )中实物图连线。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,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)。
5. 为了测量待测电阻R X 的阻值(约为200Ω),备有以下器材: A.电源E :电动势约为1.5V ,内阻可忽略不计; B.电流表A 1:量程为0~10mA ,内电阻r 1=20Ω; C.电流表A 2:量程为0~30mA ,内电阻r 2≈6Ω; D.定值电阻R 0:阻值R 0=80Ω; E.滑动变阻器R 1:最大阻值为20Ω; F.滑动变阻器R 2:最大阻值为2000Ω; G.单刀单掷开关S ,导线若干; ①滑动变阻器应选择____________。
②为了尽量准确地测量电阻R X,在图甲、乙两图中,应选择图______(填图号)。
③合理选择电路后,某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则R X的表达式为:R X=______________。
④某次测量时,其中一个电流表指针位置如图丙所示,其读数为=________mA。
⑤本实验中,设滑动触头P从b端开始向左移动的距离为x,P、b两点电压为U,若图丁A、B、C、D中有两条是R1、R2的U—x关系图线,则对应R2的是______线。
6.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,其阻值Rx约为0.5Ω,允许通过的最大电流为0.5A。
提供如下实验器材:电流表A(量程0.6 A,内阻约0.6 Ω)电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ)滑动变阻器R1(5 Ω,2A)标准电阻R0 (阻值5Ω)直流电源E(E=6V,内阻不计)电键S、导线若干①图(甲)四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是();(2)请你在图(b)上完成实验电路的连接:(3)实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后接入电路的电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为:ρ=;(4)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径读数如图(c)所示,则其直径D= mm。