
?2021-2023年浙江省高考物理模擬試題分類——專題18電學實驗
一.實驗題(共25小題)
1.(2021?甌海區(qū)校級模擬)某同學要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻步驟如下:
(1)用螺旋測微器測量其直徑如圖,由圖可知其直徑為① mm。
(2)該同學先用多用電表的歐姆擋測量圓柱體的電阻,在測量前,他需要先進行② 調(diào)零,選定擋位后,再進行③ 調(diào)零。當他用×10擋測量時,多用電表指針如圖所示,則圓柱體的電阻為④ 歐姆。
(3)接下來,該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
A.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約50Ω)
C.電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω)
D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻25kΩ)
F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)
H.待測電阻絲Rx,開關(guān)、導線若干。
要求較準確地測出其阻值,電流表應(yīng)選⑤ ,電壓表應(yīng)選⑥ ,滑動變阻器應(yīng)選⑦ 。(用表示器材的帶角標的字母表示即可)
2.(2022?溫州三模)某同學想利用電路精確測量一根粗細均勻合金絲的電阻率。實驗器材:穩(wěn)壓電源(電壓未知,內(nèi)阻不計)、電壓表(量程15V,內(nèi)阻約15kΩ:量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)、電流表(量程3A,內(nèi)阻約0.2Ω;量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω)、保護電阻(R0阻值未知)、開關(guān)S、刻度尺、游標卡尺、導線若干、待測合金絲等。請完成相關(guān)實驗內(nèi)容:
(1)測量合金絲直徑時,游標卡尺示數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為 mm;
(2)該同學用多用表的歐姆擋測量整根合金絲的電阻時,把選擇開關(guān)置于“×1”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,則金屬絲的電阻為 Ω;
(3)將合金絲固定在絕緣的刻度尺上,在合金絲上夾上一個可移動的小金屬夾P。根據(jù)現(xiàn)有器材,部分電路連線如圖丙所示,請在答題紙上完成實物連接
(4)完成電路連接后,操作如下:
a.開啟電源,將P移到合金絲上適當?shù)奈恢?,閉合開關(guān)S;
b.記錄電壓表和電流表的讀數(shù)U、I,記錄合金絲接入長度L,斷開開關(guān)S;
c,改變金屬夾P的位置,閉合開關(guān)S,重復步驟b的操作;
d.利用記錄的數(shù)據(jù)分別描繪關(guān)系圖象(如圖?。┖?U-1L關(guān)系圖象(如圖戊);
e.利用圖象信息求解合金絲的電阻率P。
①由U﹣I關(guān)系圖象可得,穩(wěn)壓電源電壓U0= V。
②算得合金絲的橫截面積S=10﹣6m,由1U-1L關(guān)系圖象可得電阻率ρ= Ω?m。
3.(2023?浙江模擬)某小組測量某金屬細桿(如圖甲)的電阻率,應(yīng)用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:
(1)用刻度尺測量金屬細桿的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環(huán)橫截面的直徑D,讀數(shù)如圖乙所示,示數(shù)為 cm;
(2)按圖丙連接電路,a、b間器件表示金屬環(huán),閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數(shù),繪制出丁圖,可計算出金屬環(huán)的阻值R'= Ω,用L、D、R'表示出該金屬環(huán)的電阻率ρ= ??;
(3)從系統(tǒng)誤差角度看,由丁圖計算出的阻值R' 真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
4.(2023?杭州二模)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,某小組用兩節(jié)干電池串聯(lián)進行測量。
(1)該小組用多用電表粗測電池組的電動勢,在實驗前可能需要進行的操作是 ?。ㄟx填“機械調(diào)零”、“歐姆調(diào)零”);如圖1所示,是多用電表的操作面板,實驗前需將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至 檔;經(jīng)正確操作后,電表指針指在如圖2所示位置,由圖中可知該電池組的電動勢為 V。
(2)①該小組進一步用圖3所示儀器(其中定值電阻阻值為4.00Ω),測量電池組的電動勢與內(nèi)電阻,部分儀器已完成連接,為減少實驗誤差,試用筆跡代替導線將電壓表接入電路。
②經(jīng)過正確操作后,得到該電池的伏安特性曲線如圖4所示,由此可知電池組的電動勢為 V,內(nèi)電阻為 Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
5.(2023?溫州模擬)(1)圖1是一個多量程多用電表的簡化電路圖。當選擇開關(guān)S旋到5或6位置時,可用來測量 (選填“電流”或“電壓”或“電阻”),其中S旋到6位置時比5位置的量程較 ?。ㄟx填“大”或“小”)。將多用電表選擇開關(guān)旋到“50V”直流電壓擋,測量某直流電源電壓,正確操作后表盤指針如圖2所示,其示數(shù)為 V。
(2)在“電池電動勢和內(nèi)阻的測量”實驗中,除一節(jié)干電池、電鍵和導線外,還提供了如下器材:
A.電流表A1(量程為1mA,內(nèi)阻r1=90Ω)
B.電流表A2(量程為300mA,內(nèi)阻r2=0.3Ω)
C.電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻RV約為2kΩ)
D.可變電阻R1:電阻箱(阻值可調(diào)范圍0~999.9Ω)
E.可變電阻R2:滑動變阻器(阻值變化范圍0~100Ω)
某同學設(shè)計的電路圖如圖3所示,電表應(yīng)選擇 ?。ㄟx填“A”或“B”或“C”),可變電阻應(yīng)選擇 ?。ㄟx填“D”或“E”)。正確操作后,利用測得的數(shù)據(jù)得到如圖4所示的圖像,圖像橫坐標x表示的物理量是 ?。ㄟx填“I”或“1I”或“U”或“1U”),該電池的內(nèi)阻 Ω。
6.(2023?臺州二模)某物理興趣小組嘗試通過實驗測量某金屬導體電阻。
(1)先用歐姆表“×1”擋粗測該導體阻值,指針位置如圖1,對應(yīng)的讀數(shù)是 Ω。
經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)該電阻的阻值約為5Ω,測量值與真實值的偏差較大,原因是該同學未進行歐姆調(diào)零所致,若此時把兩表筆短接,指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的 側(cè)(選填“左”或“右”);
(2)考慮到伏安法測電阻中電表會給實驗測量帶來誤差,為解決該問題,興趣小組設(shè)計了如圖2所示的電路(部分導線未畫),實驗操作如下:
①斷開開關(guān)S2,將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)到合適位置,并記錄兩電表示數(shù)U、I1。圖3所示的電流表讀數(shù)為 A。
②閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)仍為U,并記錄此時的電流表示數(shù)I2。則該電阻的阻值可表示為Rx= ?。ńY(jié)果用U、I1、I2表示)。
③根據(jù)你對該實驗原理的理解,在圖2中將剩余的兩根導線連接到合適的位置 。
7.(2023?浙江二模)(1)根據(jù)金屬絲的電阻值隨溫度變化的規(guī)律可設(shè)計熱敏電阻溫度計。已知某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況如圖1所示,即Rt=R1+α(t﹣t1),其中α為金屬絲的溫度系數(shù)。把這段金屬絲與電池、電流表如圖2所示連接起來,用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡單的電阻溫度計。
①電池的電動勢和內(nèi)阻不變,則標在電流表比較大的刻度上代表t1、t2兩點中的 ?。ㄟx填“t1”或“t2”)。這一溫度計的主要不足是 。
②為改進這一缺點,小明設(shè)計了如圖3所示的測量電路,R1為金屬絲電阻在t1時的阻值,Rt為金屬絲在溫度為t時的阻值。在B、D點接理想電壓表,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。當t=t1時,即Rt=R1,則電壓表示數(shù)U1= ?,F(xiàn)將阻值為Rt的金屬絲溫度從t1升高至某一溫度t,其阻值增加值ΔR=Rt﹣R1,若ΔR?R1,則電壓表示數(shù)U≈ 。
A.0
B.E2
C.E4ΔRR1
D.E2ΔRR1
③小明將該金屬絲置于待測溫度的容器中,電壓表示數(shù)為U2,則該容器的溫度= 。
A.R1α(1+4U2E)
B.t1+R1α4U2E
C.R1α4U2E
D.t1+R1α(1+2U2E)
(2)在“探究電容器兩極板間電勢差跟所帶電荷量的關(guān)系”實驗中,實驗電路圖如圖4所示。取一個電容器A和數(shù)字電壓表相連,把開關(guān)S1接1,用幾節(jié)干電池串聯(lián)后給A充好電。
①給電容器A充電時,下列圖象正確的是 。
②把開關(guān) S1 接2,使另一個相同的但不帶電的電容器B跟A并聯(lián),但電壓表示數(shù)不是變?yōu)樵瓉淼囊话?,產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能的原因是 ?。ǘ噙x)。
A.回路有電阻
B.電容器漏電
C.靜電感應(yīng)
D.電荷之間的庫侖力
8.(2023?西湖區(qū)校級模擬)電路中電流大小可以用電流傳感器測量,用電流傳感器和計算機可以方便地測出電路中電流隨時間變化的曲線。某興趣小組要測定一個電容器的電容,選用器材如下:待測電容器(額定電壓為16V);電流傳感器和計算機;直流穩(wěn)壓電源;定值電阻R0=100Ω、單刀雙擲開關(guān);導線若干
實驗過程如下:
①按照圖甲正確連接電路;
②將開關(guān)S與1端連接,電源向電容器充電;
③將開關(guān)S擲向2端,測得電流隨時間變化的I﹣t圖線如圖乙中的實線a所示;
④利用計算機軟件測出I﹣t曲線和兩坐標軸所圍的面積。
請回答下列問題:
a.已知測出的I﹣t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3mA?s,根據(jù)圖像算出電容器全部放電過程中釋放的電荷量為 C,最大電壓為 V,電容器的電容C= F;(均保留兩位有效數(shù)字)
b.若將定值電阻換為R1=180Ω,重復上述實驗步驟,則電流隨時間變化的I﹣t圖線應(yīng)該是圖丙中的曲線 ?。ㄟx填“b”或“c”)。
9.(2023?杭州一模)在探究小燈泡電阻規(guī)律的實驗中,實驗電路圖如圖所示,所用器材有:
小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)
電壓表(量程300mV,內(nèi)阻為300Ω)
電流表(量程300mA,內(nèi)阻為0.27Ω)
定值電阻R0(阻值A(chǔ).R0=10Ω;B.R0=200Ω)
滑動變阻器R1(阻值A(chǔ).0﹣20Ω;B.0﹣200Ω)
電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)
電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)
開關(guān)S、導線若干。
完成下列填空:
(1)滑動變阻器R1應(yīng)選擇 ?。ㄟx填A或B),初始觸頭應(yīng)滑在 ?。ㄟx填a或b);
(2)為使電壓表量程擴大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為 Ω,定值電阻R0選 ?。ㄟx填A或B)。
(3)某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,電流表的讀數(shù)為240mA,此時小燈泡的電阻為 ?。ūA?位有效數(shù)字);
(4)若用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如 ?。ㄌ钸x項A或B)所示,是因為 。
10.(2023?臺州模擬)(1)小陶同學利用如圖甲所示的線圈進行“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗。為了看到明顯的實驗現(xiàn)象,線圈的兩個接線柱與哪個電表連接更合理?答: 。
A.直流電流表
B.直流電壓表
C.交流電流表
D.交流電壓表
(2)為了測出圖甲所示線圈的電阻值,小陶用伏安法進行測量,實驗電路如圖乙所示,請按要求完成下列問題。
①改變滑動變阻器滑片,待電路穩(wěn)定得到的多組電流、電壓值如表所示,請在相應(yīng)位置作出I﹣U圖像。
電壓U(V)
0.00
0.30
0.50
0.80
1.10
1.40
1.60
2.00
電流I(mA)
0.0
11.8
17.4
27.8
36.6
57.0
55.8
70.2
②由圖像可得該線圈的電阻值為 Ω。(結(jié)果保留兩位小數(shù))
③有同學認為,實驗中該線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而影響實驗數(shù)據(jù)的測量。你認為該說法是否合理?并說明理由。
答: 。(填“合理”或“不合理”)
理由: 。
11.(2022?義烏市模擬)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,可供同學利用的儀器有:干電池組、兩只電流表A1和A2兩只滑動變阻器R1和R2、電鍵和導線若干,其中A1的量程為1.5mA,A2的量程為1.5A。R1的最大阻值為10Ω;R2的最大阻值為2000Ω。某同學設(shè)計了如圖a所示的電路,進行實驗,測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示:
1
2
3
4
5
I1/mA
1.35
1.30
1.20
1.10
1.05
I2/A
0.30
0.40
0.60
0.80
0.90
(1)在圖a上標出A1、A2、R1和R2;
(2)在圖b中繪出l1﹣l2圖線;
(3)由l1﹣l2圖線得出,被測電池的電動勢為 V,內(nèi)阻為 Ω。
12.(2022?浙江模擬)為測量一未知電源的電動勢和內(nèi)阻,某同學設(shè)計了如圖所示電路,電路中所用到的器材規(guī)格如下:
待測電源:電動勢約為4~6V,內(nèi)阻約為幾十歐姆;
定值電阻:R0=10Ω:
定值電阻:R2=3kΩ;
電阻箱R1:0~9999Ω;
電壓表:量程0~3V,內(nèi)阻Rv=3kΩ;
電鍵、導線若干
(1)閉合電鍵后,將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大,記錄若干組電阻箱R1和電壓表的讀數(shù);
(2)第一次該同學將得到的數(shù)據(jù)在U﹣R1坐標系中描點連線,得到如圖甲所示曲線,曲線與縱軸的截距為b1=0.8,虛數(shù)U=2.4為圖中曲線的漸近線,由圖可得電動勢E= V,內(nèi)阻r= Ω;
(3)第二次該同學將得到的數(shù)據(jù)在1U-1R1+R0坐標系中描點連線,得到如圖乙所示直線,直線與縱軸的截距為b2=0.4,斜率k=8.4,由圖可得電動勢E= V,內(nèi)阻r= Ω;
(4)將兩次數(shù)據(jù)處理方式進行對比,誤差較小的應(yīng)為第 次(填“一”或“二”)。
13.(2016?浙江模擬)某物理興趣小組的同學利用實驗室提供的器材組裝了一個“歐姆表”,并用其測量一個未知電阻的阻值,實驗室提供的器材如下:
A.新的干電池一節(jié):電動勢為1.5V,其內(nèi)阻可忽略;
B.靈敏電流計一個:量程為0~1mA,內(nèi)阻20Ω;
C.可變電阻P:阻值范圍為100~2500Ω;
D.紅、黑表筆各一個;
E.待測電阻一只。
(1)請在如圖虛線框內(nèi)補全所需的器材。
(2)測量電阻前,先進行歐姆調(diào)零。將可變電阻P的阻值調(diào)節(jié)為R= ,此時電流計指針指到 。
(3)把待測電阻接入兩表筆間,指針正好指在0.6mA刻度處,則該電阻的阻值為 。
14.(2021?寧波二模)(1)小明想要用實驗室中的器材描繪小電動機(電路符號M)的伏安特性曲線,所用的器材有:
A.小電動機M(額定電壓3V)B.干電池2節(jié)(每節(jié)電動勢1.5V,內(nèi)阻未知)
C.滑動變阻器(總阻值5Ω)D.電壓表(量程3V,內(nèi)阻約1000Ω)
E.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)F.開關(guān)導線若干
①小明將上述器材連接成如圖1所示的實物接線圖。請答題紙上畫出小明的實驗電路圖。
②小明正確操作后,用所測的數(shù)據(jù),在圖2所示的I﹣U圖中標記了數(shù)據(jù)點,請答題紙上描繪出該小電動機0~0.50V間的伏安特性曲線。
③電動機轉(zhuǎn)動時,小明觸摸電動機,電動機沒有明顯發(fā)熱。實驗測得當電壓表示數(shù)為2.00V時,電流表的示數(shù)為0.15A,則此時電動機的機械功率為 W。(保留2位有效數(shù)字)
(2)“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,甲、乙兩同學通過目鏡,分別看到圖3所示的甲、乙兩種情形。由于條紋清晰,他們就沒有再進一步進行調(diào)節(jié),而是直接進行測量,并根據(jù)公式算出波長。則下列說法正確的是
A.圖甲的測量得到的波長準確
B.圖甲的測量得到的波長偏大
C.圖乙的測量得到的波長準確
D.圖乙的測量得到的波長偏大
15.(2021?臺州二模)歐姆表內(nèi)部電路可等效為一個電池、一個理想電壓表和一個電阻串聯(lián)而成的電路。某同學準備測出電池的電動勢E、歐姆表“×100”擋內(nèi)部電路的總內(nèi)阻r。
(1)多用電表使用前表盤指針如圖甲所示,則應(yīng)該調(diào)整該歐姆表的哪個位置 ?。ㄌ預或B或C);
(2)選擇開關(guān)調(diào)到“×100“擋并已調(diào)零,且連接了部分電路,如圖乙所示。則A導線和 表筆連接(填B或C);
(3)正確連接電路后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得多組歐姆表的讀數(shù)R和電壓表(電壓表內(nèi)阻為已知,記為RV)的讀數(shù)U。該同學準備用這些數(shù)據(jù)作出圖像,則選擇下列關(guān)系作圖比較合適 。
A.U﹣R
B.1U-R
C.U-1R
D.RVU-R
(4)該同學用該多用電表測量幾個小燈泡的電阻,經(jīng)正確操作,測得的阻值為4.0Ω。則可能是下列哪個燈泡 。
A.2.1V、0.7A
B.2V、1A
C.2.4V、0.6A
D.2.5V、0.3A
16.(2023?紹興二模)小周在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,使用了以下器材:干電池1節(jié)、靈敏電流計1只(滿偏電流300μA,內(nèi)阻100Ω)、電阻箱2只(可調(diào)范圍0~9999.9Ω)、開關(guān)一個、導線若干。
(1)小周先用多用電表估測電池電動勢,如圖甲所示,其讀數(shù)為 V。
(2)現(xiàn)要將靈敏電流計改裝成量程為3V的電壓表,它需要與電阻箱b相連,那么電阻箱b的阻值應(yīng)為 Ω。此實驗的實物圖如圖乙所示(只畫出了部分連線),請將剩余連線補充完整。
(3)調(diào)節(jié)電阻箱a的阻值R,獲得相應(yīng)電流表讀數(shù)I,作出如圖丙所示的1I-1R圖像。根據(jù)圖像可得,電源電動勢E= V、內(nèi)阻r= Ω(結(jié)果均保留2位小數(shù))。
(4)改裝后的電壓表具有分流作用,可能使實驗結(jié)果產(chǎn)生偏差。對結(jié)果進行修正后,此干電池真實的圖像應(yīng)出現(xiàn)在 ?。ㄟx填“區(qū)域Ⅰ”、“區(qū)域Ⅱ”或“原圖線位置”)。
17.(2023?浙江模擬)某同學設(shè)計了一個既能測量定值電阻阻值,又能測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路圖如圖(一) 所示,他用了如下的實驗器材中的一部分:
①電流表A1(量程150μA,內(nèi)阻rA1=100Ω);電流表A2(量程0.6A,內(nèi)阻很?。?br />
②滑動變阻器R(0﹣20Ω);
③兩個定值電阻R1=900Ω,R2=9900Ω;
④待測電阻Rx;
⑤待測電源E(一節(jié)干電池);
⑥開關(guān)和導線若干。
(1)根據(jù)實驗要求,與電流表A1串聯(lián)的定值電阻為 (填“R1”或“R2”)。
(2)該同學先用該電路測量定值電阻Rx的阻值,進行了以下操作:
①閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器到適當阻值,記錄此時電流表A1示數(shù)I1,電流表A2示數(shù)I2;
②斷開開關(guān)S2,保持滑動變阻器阻值不變,記錄此時電流表A1示數(shù)I3,電流表A2示數(shù)I4;后斷開S1;
③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計算定值電阻Rx的表達式為
。若忽略偶然誤差,則用該方法測得的阻值與其真實值相比 。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
(3)再用該電路測量電源電動勢和內(nèi)阻,將滑動變阻器滑片移至最右端,閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2,得I1與I2的關(guān)系如圖(二)所示。根據(jù)圖線可得電源電動勢E=
V;電源內(nèi)阻r= Ω。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
18.(2023?浙江模擬)(1)多用電表可以測量電阻,也可以測量電流與電壓,下列測量電路是某同學設(shè)計的有關(guān)測量電路:
A.用圖甲方案測量小燈泡的電阻
B.用圖乙方案測量小燈泡的電流強度
C.用圖丙方案測量小燈泡兩端的電壓
D.用圖丁方案測量二極管的正向電阻
已知這位同學已經(jīng)正確調(diào)節(jié)選擇開關(guān),他能順利完成測量,且不會損壞儀器的是 (選填“A”、“B”、“C”、“D”)。
(2)利用電流表(不理想,內(nèi)阻等于5Ω)和電壓表(不理想,內(nèi)阻未知)測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻,要求盡量減小實驗誤差。
①應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的 ?。ㄟx填“戊”或“己”)。
②有如下滑動變阻器提供:
A.滑動變阻器(0~1Ω)
B.滑動變阻器(0~20Ω)
C.滑動變阻器(0~100Ω)
滑動變阻器應(yīng)選用 ?。ㄟx填相應(yīng)器材前的字母)。
19.(2023?浙江模擬)某實驗小組用圖甲所示電路測量電源E的電動勢和內(nèi)阻,圖中電壓表量程為3V,虛線框內(nèi)為用電流計G改裝的電流表。
(1)已知電流計G的滿偏電流IG=200mA、內(nèi)阻rG=0.30Ω,電路中已將它改裝為最大量程600mA的電流表,則R1= Ω(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)。
(2)在(1)的基礎(chǔ)上,保持電流計G的刻度盤不變,即刻度盤上標注的最大電流為IG=200mA。通過移動變阻器R的滑片,得到多組電壓表的讀數(shù)U和電流計G的讀數(shù),作出如圖乙的圖像。某次測量時,電壓表的示數(shù)如圖丙,則電壓表的示數(shù)為 V則此時通過電源的電流為 mA,得到電源的電動勢E等于 V,內(nèi)阻等于 Ω(結(jié)果取三位有效數(shù)字)。
(3)若現(xiàn)在有一個水果電池,查閱資料后得該水果電池的電動勢約為1V,內(nèi)阻約為5000Ω。某小組設(shè)計了如下兩種測量方案,如圖所示,為減少測量誤差,應(yīng)選用方案 ?。ㄌ睢耙弧被颉岸保┤艨紤]電流表的內(nèi)阻,則水果電池電動勢的測量值 真實值(填“大于“等于”或“小于”)。
20.(2023?寧波一模)某小組測定一金屬絲的電阻率,部分實驗步驟如下:
(1)用螺旋測微器測量該金屬絲直徑,示數(shù)如圖1所示,則該金屬絲的直徑d= mm;
(2)因為在實驗室找不到合適的電流表,該同學設(shè)計了如圖2所示的電路,電源電動勢E為4.5V,內(nèi)阻r約為1Ω,定值電阻R0=15.0Ω;電壓表量程為3V,內(nèi)阻RV約為3kΩ,一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、電阻箱。主要實驗步驟如下:
A.將器材按如圖2所示連接;
B.開關(guān)閉合前為了電壓表的安全,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的 (填“m”或“n”)端,并將電阻箱的阻值調(diào)到 ?。ㄌ睢白畲蟆被颉白钚 保?;
C.然后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的示數(shù)為U0=3.0V,記下電阻箱的阻值;之后不斷改變Rx接入電路的長度x,調(diào)整電阻箱的阻值,使電壓表示數(shù)始終為U0=3.0V,記錄下電阻絲Rx接入電路的長度x及對應(yīng)電阻箱的阻值R,得出多組數(shù)據(jù),作出R﹣x圖線如圖3所示。a、b為已知量;
D.根據(jù)圖像和測量的直徑求得金屬絲的電阻率ρ= ?。ㄓ胊、b、d、π等字母表示),電壓表內(nèi)阻使得電阻率ρ測量結(jié)果 ?。ㄌ睢安蛔儭薄捌蟆被颉捌 保?br />
21.(2022?浙江模擬)某物理興趣小組在物理實驗室測量一根粗細均勻的合金絲的電阻率,實驗室里有一半徑10cm的量角器,但是缺少刻度尺。該小組首先取一段合金絲繞在該量角器上,并接入如圖1所示的電路中,通過金屬夾所夾位置改變合金絲接入電路的長度,接入電路的合金絲所對應(yīng)的圓心角θ可以由量角器讀出。實驗時多次改變金屬夾所夾位置,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值保證電流表的示數(shù)不變。
(1)在實驗開始前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 ?。ㄟx填“左端”或“右端”)。
(2)當θ=π2時,實驗中電流表指針位置如圖3所示,則讀數(shù)I= A。
(3)在實驗時,b端應(yīng)與 相連接。
A.d端
B.e端
C.g端
D.c端
(4)已知合金絲的橫截面積為4.0×10﹣8m2,則合金絲的電阻率為 Ω?m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
22.(2022?杭州二模)(1)小明利用銅片、鋅片和橙子制作了水果電池,用如圖1所示的實驗電路測量這種電池的電動勢和內(nèi)阻。
電流表的內(nèi)阻為100Ω,量程為0~300μA;電阻箱阻值的變化范圍為0~9999.9Ω。連接電路(如圖2)后,多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,得到的測量數(shù)據(jù)如表格中所示。
組次
1
2
3
4
5
6
7
R/kΩ
3
4
5
6
7
8
9
I/μA
98
81
70
62
55
50
46
①用實驗測得的第2和第6兩組數(shù)據(jù),可計算出該電池的電動勢為 V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
②下列說法正確的是 ?。ㄌ钭帜福?。
A.6個該電池串聯(lián)能使“3V,0.3A”的小燈泡發(fā)光
B.電流表內(nèi)阻的分壓會導致電動勢的測量值偏小
C.可以通過作1I-R圖像求得該電池的電動勢和內(nèi)阻
D.小明重復實驗時發(fā)現(xiàn),在電阻箱阻值相同的情況下,電流表的讀數(shù)會比前一次的測量值偏小,這主要是因為讀數(shù)誤差引起的
(2)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中,原線圈選擇了0和400匝兩個接線柱,接入學生電源標注為“交流9V”的擋位(如圖3所示),現(xiàn)用多用電表對原、副線圈上的電壓進行測量。
①關(guān)于本次操作說法正確的是 ?。ㄌ钭帜福?。
A.副線圈上的感應(yīng)電動勢為定值,可以用多用電表的直流電壓擋進行測量
B.若用量程合適的交流電壓擋接在原線圈的0和100匝兩個接線柱上,電表指針會偏轉(zhuǎn)
C.因為副線圈最多是1400匝,所以可以直接用手接觸裸露的導線
②實驗所用多用電表的下半部分如圖4所示。現(xiàn)將多用電表的選擇開關(guān)旋至最合適的擋位后,對副線圈的0和800匝兩個接線柱進行測量,多用電表的指針如圖5所示,則讀數(shù)應(yīng)為 。
23.(2021?杭州二模)近些年,桶裝飲用水抽檢不合格的新聞屢見不鮮,檢驗飲用水是否合格的一項重要指標是電導率,電導率為電阻率的倒數(shù)。小張同學想要探究離子濃度對飲用水電導率的影響,其中某組實驗的操作如下:取100mL飲用水加入適量的食鹽,攪拌溶解得到未飽和食鹽溶液,為了方便測量溶液的電阻,取部分溶液裝入絕緣性良好的塑料圓柱形容器內(nèi),容器兩端用金屬圓片電極密封,如圖甲所示。
(1)在溶液未達到飽和之前,溶解的食鹽越多,則溶液的電導率會 (填“越大”或“越小”)。
(2)小張同學先用多用電表粗測其電阻,將選擇開關(guān)置于歐姆“×100”擋位置,在歐姆調(diào)零后測量其阻值時記錄電表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,該電阻的阻值為 Ω。
(3)小張同學想進一步精確測量其電阻,實驗室能提供以下器材:
A.干電池兩節(jié)(每節(jié)干電池電動勢約為1.5V,內(nèi)阻可忽略)
B.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.7Ω)
C.電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約為0.5Ω)
D.靈敏電流計G(量程為0~250pA,內(nèi)阻等于900Ω)
E.電壓表V1(量程為0~3V,內(nèi)阻約為4kΩ)
F.電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻約為7kΩ)
G.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)
H.電阻箱R2(最大阻值為9999.9Ω)
I.開關(guān)、導線若干
為了完成測量,除干電池、開關(guān)、導線和滑動變阻器R1外,還應(yīng)選擇的恰當?shù)钠鞑氖? ?。ㄌ顚懫鞑那懊娴淖帜福?。小張同學已經(jīng)完成了部分電路設(shè)計,如圖丙所示,請完成剩余電路圖,要求電表讀數(shù)均能大于量程的13(在圖中標上必要的電學符號,待測電阻用Rx表示)。
24.(2023?寧波二模)在“測定干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中
①如圖甲所示,已經(jīng)連接了一部分電路,請在答題紙上對應(yīng)位置將電路連接完整;
②正確連線后,實驗測得6組數(shù)據(jù)如表所示,在U﹣I坐標系中描出各對應(yīng)點,如圖乙所示。請在答題紙對應(yīng)位置的圖中作出U﹣I圖像,并將縱坐標軸方框內(nèi)主要刻度值補全:
1
2
3
4
5
6
U/V
1.23
1.13
0.92
0.96
0.83
0.71
I/A
0.12
0.17
0.23
0.28
0.35
0.43
③干電池的電動勢E= V,內(nèi)阻r= Ω。(小數(shù)點后保留兩位)
(2)在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中,實驗裝置如圖丙所示。
①下列操作正確且必要的是 。(多選)
A.在實驗開始前,查清線圈的繞制方向
B.用干電池與靈敏電流表試觸,檢測電流流向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系
C.為使實驗現(xiàn)象更加明顯,緩慢地插入或拔出條形磁體的磁極
D.實驗結(jié)束后,應(yīng)佩戴絕緣手套拆除與線圈相連接的導線,防止由于自感現(xiàn)象導致的電擊
②某次實驗中,靈敏電流表的指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn),可能是靈敏電流表內(nèi)部斷路了。某同學設(shè)計實驗進行驗證:保持靈敏電流表與線圈的連接,他用手晃動表殼使指針有較大的擺動幅度,觀察指針的擺動情況:斷開靈敏電流表與線圈的連接,再次以同樣幅度晃動表殼,發(fā)現(xiàn)指針的擺動情況與之前基本相同。你認為上述實驗能否驗證靈敏電流表內(nèi)部斷路? 。(填寫“能”或“不能”)
25.(2023?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬)將一銅片和一鋅片分別插入一只橙子內(nèi),就構(gòu)成了簡單的水果電池,其電動勢約為1.5V。
(1)取一個額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的小燈泡(小燈泡電阻可認為不變),實驗發(fā)現(xiàn)該電池與小燈泡直接相連接后,小燈泡不亮,測得流過小燈泡的電流為1mA,則該電池的內(nèi)阻約為 Ω。
(2)除了水果電池以外,實驗室還提供了如下器材:
a.電流表A(量程0~0.6A~3A,內(nèi)阻很?。?br />
b.毫安表mA(量程0.6mA,內(nèi)阻大概10Ω)
c.電壓表V(量程1.5V,內(nèi)阻約2kΩ)
d.滑動變阻器R(阻值0~20Ω)
e.電阻箱(阻值0~9999.9Ω)
f.開關(guān)一個,導線若干
①為了測定該“水果電池”的電動勢和內(nèi)阻,請你根據(jù)提供的器材,在圖2方框中畫出最合理的測量電路圖。
②采用上述實驗,讀取多組數(shù)據(jù),利用圖像1I-R測得的水果電池的內(nèi)阻與真實值相比,r測 r真。(選填“大于”“小于”或“等于”)
圖2是“用DIS研究在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體壓強與體積關(guān)系”的實驗裝置。
(3)關(guān)于該實驗的操作,下列說法正確的有 。
A.柱塞上應(yīng)該涂潤滑油
B.應(yīng)緩慢推拉柱塞
C.用手握注射器推拉柱塞
D.改變體積后要快速記錄壓強數(shù)據(jù)
(4)實驗中,連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略。移動活塞,多次記錄注射器上的體積刻度V和壓強傳感器讀數(shù)p,繪出的p-1V圖像可能為 。
2021-2023年浙江省高考物理模擬試題分類——專題18電學實驗
參考答案與試題解析
一.實驗題(共25小題)
1.(2021?甌海區(qū)校級模擬)某同學要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻步驟如下:
(1)用螺旋測微器測量其直徑如圖,由圖可知其直徑為① 8.600 mm。
(2)該同學先用多用電表的歐姆擋測量圓柱體的電阻,在測量前,他需要先進行② 機械 調(diào)零,選定擋位后,再進行③ 歐姆 調(diào)零。當他用×10擋測量時,多用電表指針如圖所示,則圓柱體的電阻為④ 220 歐姆。
(3)接下來,該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
A.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約50Ω)
C.電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω)
D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻25kΩ)
F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)
H.待測電阻絲Rx,開關(guān)、導線若干。
要求較準確地測出其阻值,電流表應(yīng)選⑤ C ,電壓表應(yīng)選⑥ D ,滑動變阻器應(yīng)選⑦ F 。(用表示器材的帶角標的字母表示即可)
【解答】解:(1)螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到下一位,則螺旋測微器的讀數(shù)為:固定刻度的讀數(shù)+可動刻度的讀數(shù)×0.01mm=8.5mm+10.0×0.01mm=8.600mm。
(2)該同學先用多用電表的歐姆擋測量圓柱體的電阻,在測量前,他需要先進行機械調(diào)零,選定擋位后,再進行歐姆調(diào)零。
歐姆表的讀數(shù)為:表盤刻度×倍率=22×10歐姆=220歐姆。
(3)根據(jù)歐姆定律得:
I=ERx=4220A=0.018A=18mA
所以電流表應(yīng)選用電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω),故選C。
由于電源E(電動勢為4.0V,內(nèi)阻不計),實驗時電壓表應(yīng)選用電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ),所以選D。
為提高測量精度,要求電壓連續(xù)變化,所以控制電路采用分壓式控制電路,為了調(diào)節(jié)方便不宜選擇阻值太大的滑動變阻器,所以選擇滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A),故選F。
故答案為:(1)8.600;(2)機械;歐姆;220;(3)C;D;F
2.(2022?溫州三模)某同學想利用電路精確測量一根粗細均勻合金絲的電阻率。實驗器材:穩(wěn)壓電源(電壓未知,內(nèi)阻不計)、電壓表(量程15V,內(nèi)阻約15kΩ:量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)、電流表(量程3A,內(nèi)阻約0.2Ω;量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω)、保護電阻(R0阻值未知)、開關(guān)S、刻度尺、游標卡尺、導線若干、待測合金絲等。請完成相關(guān)實驗內(nèi)容:
(1)測量合金絲直徑時,游標卡尺示數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為 1.1 mm;
(2)該同學用多用表的歐姆擋測量整根合金絲的電阻時,把選擇開關(guān)置于“×1”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,則金屬絲的電阻為 13.2 Ω;
(3)將合金絲固定在絕緣的刻度尺上,在合金絲上夾上一個可移動的小金屬夾P。根據(jù)現(xiàn)有器材,部分電路連線如圖丙所示,請在答題紙上完成實物連接
(4)完成電路連接后,操作如下:
a.開啟電源,將P移到合金絲上適當?shù)奈恢茫]合開關(guān)S;
b.記錄電壓表和電流表的讀數(shù)U、I,記錄合金絲接入長度L,斷開開關(guān)S;
c,改變金屬夾P的位置,閉合開關(guān)S,重復步驟b的操作;
d.利用記錄的數(shù)據(jù)分別描繪關(guān)系圖象(如圖?。┖?U-1L關(guān)系圖象(如圖戊);
e.利用圖象信息求解合金絲的電阻率P。
①由U﹣I關(guān)系圖象可得,穩(wěn)壓電源電壓U0= 2.0 V。
②算得合金絲的橫截面積S=10﹣6m,由1U-1L關(guān)系圖象可得電阻率ρ= 1×10﹣6 Ω?m。
【解答】解:(1)游標卡尺的分度值為0.1mm,不需要估讀,則讀數(shù)為1mm+0.1mm×1=1.1mm;
(2)由圖可知,金屬絲的電阻為13.2×1Ω=13.2Ω;
(3)由圖丁可知,電源電壓為2V,最大電流為0.5A,所以電壓表量程應(yīng)該選擇3V,電流表量程選擇0.6A,計算可得:
RVR>RRA
電流表采用外接法,如圖所示:
(4)①根據(jù)電源的U﹣I圖像可得,穩(wěn)定電源電壓為:U0=2.00V
圖像斜率的絕對值為定值電阻R0的阻值,為R0=2-10.5Ω=2.0Ω
②根據(jù)歐姆定律得:
U=U0ρLS+R0×ρLS
整理得:1U=SR0U0ρ?1L+1U0
可得1U-1L關(guān)系圖象的斜率為:k=SR0U0ρ=10.5-2.510.0-2.0
解得:ρ=1×10﹣6Ω?m
故答案為:(1)1.1;(2)13.2;(3)實物連線如圖所示;(4)2.0;1×10﹣6
3.(2023?浙江模擬)某小組測量某金屬細桿(如圖甲)的電阻率,應(yīng)用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:
(1)用刻度尺測量金屬細桿的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環(huán)橫截面的直徑D,讀數(shù)如圖乙所示,示數(shù)為 1.07 cm;
(2)按圖丙連接電路,a、b間器件表示金屬環(huán),閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數(shù),繪制出丁圖,可計算出金屬環(huán)的阻值R'= 2.6 Ω,用L、D、R'表示出該金屬環(huán)的電阻率ρ= πR'D24L ;
(3)從系統(tǒng)誤差角度看,由丁圖計算出的阻值R' 大于 真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
【解答】解:(1)游標卡尺的分度值為0.1mm,估讀到分度值的本位,根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則可得,示數(shù)為
10mm+7×0.1mm=10.7mm=1.07cm
(2)由題意及電路圖可得:
U1R=U2-U1R'U2U1=1+R'R
圖線斜率即為金屬環(huán)的電阻大小,即R'=7.5-1.02.5Ω-1=2.6Ω
由題意可得,金屬環(huán)的電阻率為R'=ρLS=ρLπ(D2)2=ρ4LπD2ρ=πR'D24L
(3)由上述電路圖分析可得,由丁圖計算出的電路金屬環(huán)兩端的電壓準確,通過的電流比真實值小,忽略了電壓表V1的電流,因此由丁圖計算出的阻值大于真實值。
故答案為:(1)1.07;(2)2.6;πR'D24L;(3)大于
4.(2023?杭州二模)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,某小組用兩節(jié)干電池串聯(lián)進行測量。
(1)該小組用多用電表粗測電池組的電動勢,在實驗前可能需要進行的操作是 機械調(diào)零?。ㄟx填“機械調(diào)零”、“歐姆調(diào)零”);如圖1所示,是多用電表的操作面板,實驗前需將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至 OFF 檔;經(jīng)正確操作后,電表指針指在如圖2所示位置,由圖中可知該電池組的電動勢為 2.7 V。
(2)①該小組進一步用圖3所示儀器(其中定值電阻阻值為4.00Ω),測量電池組的電動勢與內(nèi)電阻,部分儀器已完成連接,為減少實驗誤差,試用筆跡代替導線將電壓表接入電路。
②經(jīng)過正確操作后,得到該電池的伏安特性曲線如圖4所示,由此可知電池組的電動勢為 3.00 V,內(nèi)電阻為 1.56 Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【解答】解:(1)[1]該小組用多用電表粗測電池組的電動勢,使用直流電壓擋位,無需進行歐姆調(diào)零,所以使用前可能需要進行的操作是機械調(diào)零。
[2]如圖所示,是多用電表的操作面板,實驗前多用電表應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài),所以選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至OFF檔。
[3]經(jīng)正確操作后,電表指針指在如圖所示位置,由圖中可知該電池組的電動勢為2.7V。
(2)①[4]如圖:
②[5]根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得U=E﹣I(r+R)結(jié)合伏安特性曲線,有E=3.00V,r+R=3.0-1.00.36Ω,由題意知R=4.00Ω,代入得r=1.56Ω,
故電池組的電動勢為3.00V,內(nèi)電阻為1.56Ω。
答:(1)機械調(diào)零 OFF 2.7 (2)見解析 (3)3.00 1.56
5.(2023?溫州模擬)(1)圖1是一個多量程多用電表的簡化電路圖。當選擇開關(guān)S旋到5或6位置時,可用來測量 電壓?。ㄟx填“電流”或“電壓”或“電阻”),其中S旋到6位置時比5位置的量程較 大?。ㄟx填“大”或“小”)。將多用電表選擇開關(guān)旋到“50V”直流電壓擋,測量某直流電源電壓,正確操作后表盤指針如圖2所示,其示數(shù)為 15.8 V。
(2)在“電池電動勢和內(nèi)阻的測量”實驗中,除一節(jié)干電池、電鍵和導線外,還提供了如下器材:
A.電流表A1(量程為1mA,內(nèi)阻r1=90Ω)
B.電流表A2(量程為300mA,內(nèi)阻r2=0.3Ω)
C.電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻RV約為2kΩ)
D.可變電阻R1:電阻箱(阻值可調(diào)范圍0~999.9Ω)
E.可變電阻R2:滑動變阻器(阻值變化范圍0~100Ω)
某同學設(shè)計的電路圖如圖3所示,電表應(yīng)選擇 B?。ㄟx填“A”或“B”或“C”),可變電阻應(yīng)選擇 D?。ㄟx填“D”或“E”)。正確操作后,利用測得的數(shù)據(jù)得到如圖4所示的圖像,圖像橫坐標x表示的物理量是 1I (選填“I”或“1I”或“U”或“1U”),該電池的內(nèi)阻 0.8 Ω。
【解答】解:(1)當選擇開關(guān)S旋到5或6位置時,由于表頭和電阻串聯(lián),所以該多用電表為電壓表,用來測量電壓;
對于電壓表,串聯(lián)的分壓電阻阻值越大,量程越大,由圖可知,接6時與表頭串聯(lián)的電阻值較大,所以量程較大;
將多用電表選擇開關(guān)旋到“50V”直流電壓擋,表盤的每一小格為1V,所以圖示的電壓為15.8V。
(2)一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V,電壓表為6V,無法準確測量,所以不能使用電壓表,只能采用安阻法進行測量;電路最大電流約為零點幾安培,為測多組實驗數(shù)據(jù),電流表A的量程太小,電流表應(yīng)選擇B;電流表與可變電阻串聯(lián)接入電路,可變電阻選擇D。
根據(jù)圖示電路圖由閉合電路的歐姆定律得:E=I(r2+R+r)
整理得:R=E?1I-(r2+r),則題干中圖2所示圖像橫坐標x表示的物理量是1I,
根據(jù)圖2所示圖象可知,縱軸截距絕對值b=r2+r=1.1Ω,代入數(shù)據(jù)解得電池內(nèi)阻r=0.8Ω。
故答案為:(1)電壓;大;15.8;(2)B;D;0.8。
6.(2023?臺州二模)某物理興趣小組嘗試通過實驗測量某金屬導體電阻。
(1)先用歐姆表“×1”擋粗測該導體阻值,指針位置如圖1,對應(yīng)的讀數(shù)是 22 Ω。
經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)該電阻的阻值約為5Ω,測量值與真實值的偏差較大,原因是該同學未進行歐姆調(diào)零所致,若此時把兩表筆短接,指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的 左 側(cè)(選填“左”或“右”);
(2)考慮到伏安法測電阻中電表會給實驗測量帶來誤差,為解決該問題,興趣小組設(shè)計了如圖2所示的電路(部分導線未畫),實驗操作如下:
①斷開開關(guān)S2,將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)到合適位置,并記錄兩電表示數(shù)U、I1。圖3所示的電流表讀數(shù)為 0.32 A。
②閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)仍為U,并記錄此時的電流表示數(shù)I2。則該電阻的阻值可表示為Rx= UI2-I1?。ńY(jié)果用U、I1、I2表示)。
③根據(jù)你對該實驗原理的理解,在圖2中將剩余的兩根導線連接到合適的位置 見解析 。
【解答】解:(1)歐姆表的讀數(shù)為R=22×1Ω=22Ω
由于測量值大于真實值是因為電表內(nèi)阻偏大,因此短接時,電流達不到滿偏電流,指針應(yīng)在零刻度線的左側(cè)。
(2)①電流表所選量程最小分度值為0.02A,讀數(shù)為I1=16×0.02A=0.32A
②兩個電阻并聯(lián)的電流之和等總電流,根據(jù)歐姆定律Rx=UI2-I1
③電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端,如圖
故答案為:(1)22,左;(2)0.32;(3)UI2-I1;(4)見解析。
7.(2023?浙江二模)(1)根據(jù)金屬絲的電阻值隨溫度變化的規(guī)律可設(shè)計熱敏電阻溫度計。已知某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況如圖1所示,即Rt=R1+α(t﹣t1),其中α為金屬絲的溫度系數(shù)。把這段金屬絲與電池、電流表如圖2所示連接起來,用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡單的電阻溫度計。
①電池的電動勢和內(nèi)阻不變,則標在電流表比較大的刻度上代表t1、t2兩點中的 t1?。ㄟx填“t1”或“t2”)。這一溫度計的主要不足是 刻度不均勻 。
②為改進這一缺點,小明設(shè)計了如圖3所示的測量電路,R1為金屬絲電阻在t1時的阻值,Rt為金屬絲在溫度為t時的阻值。在B、D點接理想電壓表,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。當t=t1時,即Rt=R1,則電壓表示數(shù)U1= A ?,F(xiàn)將阻值為Rt的金屬絲溫度從t1升高至某一溫度t,其阻值增加值ΔR=Rt﹣R1,若ΔR?R1,則電壓表示數(shù)U≈ C 。
A.0
B.E2
C.E4ΔRR1
D.E2ΔRR1
③小明將該金屬絲置于待測溫度的容器中,電壓表示數(shù)為U2,則該容器的溫度= B 。
A.R1α(1+4U2E)
B.t1+R1α4U2E
C.R1α4U2E
D.t1+R1α(1+2U2E)
(2)在“探究電容器兩極板間電勢差跟所帶電荷量的關(guān)系”實驗中,實驗電路圖如圖4所示。取一個電容器A和數(shù)字電壓表相連,把開關(guān)S1接1,用幾節(jié)干電池串聯(lián)后給A充好電。
①給電容器A充電時,下列圖象正確的是 BCD 。
②把開關(guān) S1 接2,使另一個相同的但不帶電的電容器B跟A并聯(lián),但電壓表示數(shù)不是變?yōu)樵瓉淼囊话?,產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能的原因是 AB (多選)。
A.回路有電阻
B.電容器漏電
C.靜電感應(yīng)
D.電荷之間的庫侖力
【解答】解:(1)①根據(jù)閉合電路歐姆定律有:I=Er+RA+R1+α(t-t1)
可知當t增大時,電流I減小,則標在電流表比較大的刻度上代表t1
由上式可知t與I不是一次線性關(guān)系,電阻溫度計的刻度不是均勻的。
②設(shè)C點的電勢為零,則UAC=E,UDC=φD﹣0=12E,φD=12E
通過ABC的電流為:I1=ER1+Rt
UBC=φB﹣φC=I1Rt=RtR1+RtE
則φB=RtR1+RtE
設(shè)熱敏電阻變化量為ΔR,則
φB=R1+ΔR2R1+ΔRE
電壓表示數(shù)為U=φB-φD=R1+ΔR2R1+ΔRE-12E=ΔRR12(2+ΔRR1)E
由于ΔR?R1
則U=ΔR4R1E
當t=t1時,即Rt=R1,則電壓表示數(shù)U1=0
③電壓表示數(shù)為U2,熱敏電阻的變化量為ΔR=Rt﹣R1=α(t﹣t1)
由②中結(jié)論有:U2=α(t-t1)4R1E
解得:t=t1+4U2R1αE
故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
(2)①ABD.電容器的電容是由電容器本身決定的,與電容器所帶電荷量和兩極板間的電勢差無關(guān),故A錯誤,BD正確;
C.由電容定義式C=QU可知,電容器所帶電荷量和兩極板間的電勢差成正比,即Q﹣U圖像為一條過原點的直線,故C正確。
故選:BCD。
②A.一個相同的但不帶電的電容器B跟A并聯(lián),如果回路有電阻,由于分壓原因,電壓表示數(shù)小于原來的一半,故A正確;
B.如果電容器漏電,電荷量減小,則電壓表示數(shù)小于原來的一半,故B正確;
C.靜電感應(yīng)和電荷之間的庫侖力不會影響電容器的電壓,故CD錯誤。
故選AB。
故答案為:(1)①刻度不均勻;②A,C;③B;(2)①BCD;②AB。
8.(2023?西湖區(qū)校級模擬)電路中電流大小可以用電流傳感器測量,用電流傳感器和計算機可以方便地測出電路中電流隨時間變化的曲線。某興趣小組要測定一個電容器的電容,選用器材如下:待測電容器(額定電壓為16V);電流傳感器和計算機;直流穩(wěn)壓電源;定值電阻R0=100Ω、單刀雙擲開關(guān);導線若干
實驗過程如下:
①按照圖甲正確連接電路;
②將開關(guān)S與1端連接,電源向電容器充電;
③將開關(guān)S擲向2端,測得電流隨時間變化的I﹣t圖線如圖乙中的實線a所示;
④利用計算機軟件測出I﹣t曲線和兩坐標軸所圍的面積。
請回答下列問題:
a.已知測出的I﹣t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3mA?s,根據(jù)圖像算出電容器全部放電過程中釋放的電荷量為 4.2×10﹣2 C,最大電壓為 9.0 V,電容器的電容C= 4.7×10﹣3 F;(均保留兩位有效數(shù)字)
b.若將定值電阻換為R1=180Ω,重復上述實驗步驟,則電流隨時間變化的I﹣t圖線應(yīng)該是圖丙中的曲線 c?。ㄟx填“b”或“c”)。
【解答】解:a、i﹣t圖像的曲線和兩坐標軸所圍的面積即表示電容器的電荷量,由圖像及題意可知電容器全部放電過程中釋放的電荷量為Q=42.3mA?s=4.2×10﹣2C
由i﹣t圖像得到開始時電流為Im=90mA=0.09A,故電容器兩端的最大電壓為U=ImR0=0.09A×100Ω=9.0V
電容為C=QU=4.23×10-29F=4.7×10-3F
b、換用阻值為180Ω的電阻,根據(jù)im=UR可知,第2次實驗的最大電流小些。根據(jù)Q=CU可知,兩條曲線與坐標軸所圍的面積相等,故選c。
故答案為:a、4.2×10﹣2,9.0,4.7×10﹣3;b、c
9.(2023?杭州一模)在探究小燈泡電阻規(guī)律的實驗中,實驗電路圖如圖所示,所用器材有:
小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)
電壓表(量程300mV,內(nèi)阻為300Ω)
電流表(量程300mA,內(nèi)阻為0.27Ω)
定值電阻R0(阻值A(chǔ).R0=10Ω;B.R0=200Ω)
滑動變阻器R1(阻值A(chǔ).0﹣20Ω;B.0﹣200Ω)
電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)
電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)
開關(guān)S、導線若干。
完成下列填空:
(1)滑動變阻器R1應(yīng)選擇 A?。ㄟx填A或B),初始觸頭應(yīng)滑在 a?。ㄟx填a或b);
(2)為使電壓表量程擴大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為 2700 Ω,定值電阻R0選 A?。ㄟx填A或B)。
(3)某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,電流表的讀數(shù)為240mA,此時小燈泡的電阻為 6.3Ω?。ūA?位有效數(shù)字);
(4)若用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如 B?。ㄌ钸x項A或B)所示,是因為 小燈泡阻值隨著溫度升高增大 。
【解答】解:(1)根據(jù)題意,由電路圖可知,滑動變阻器采用分壓接法,則滑動變阻器應(yīng)選阻值較小的,即選擇A,初始觸頭應(yīng)滑在a端;
(2)根據(jù)并聯(lián)分壓原理可得,為使電壓表量程擴大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為R2=(UUg-1)Rg,代入數(shù)據(jù)解得R2=2700Ω,當滑動變阻器滑片處于b端時,小燈泡所在測量電路分得的電壓等于電源電動勢6V,電流滿偏時,測量電路的電阻為R=UI,代入數(shù)據(jù)解得R=20Ω,燈泡本身有電阻,所以作為保護電阻,R0一定小于20Ω,故定值電阻R0選A;
(3)某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,流過電壓表的電流為I1=UVRV,代入數(shù)據(jù)解得I1≈0.507mA=5.07×10﹣4A,燈泡兩端的電壓為UL=I1(R2+RV),代入數(shù)據(jù)解得UL≈1.52V,此時小燈泡的電阻為RL=ULI-I1,代入數(shù)據(jù)解得RL≈6.3Ω;
(4)由于小燈泡溫度越來越高,則電阻越來越大,則電流逐漸減小,用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如B所示;
故答案為:(1)A,a(2)2700,A(3)6.3Ω(4)B,小燈泡阻值隨著溫度升高增大。
10.(2023?臺州模擬)(1)小陶同學利用如圖甲所示的線圈進行“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗。為了看到明顯的實驗現(xiàn)象,線圈的兩個接線柱與哪個電表連接更合理?答: A 。
A.直流電流表
B.直流電壓表
C.交流電流表
D.交流電壓表
(2)為了測出圖甲所示線圈的電阻值,小陶用伏安法進行測量,實驗電路如圖乙所示,請按要求完成下列問題。
①改變滑動變阻器滑片,待電路穩(wěn)定得到的多組電流、電壓值如表所示,請在相應(yīng)位置作出I﹣U圖像。
電壓U(V)
0.00
0.30
0.50
0.80
1.10
1.40
1.60
2.00
電流I(mA)
0.0
11.8
17.4
27.8
36.6
57.0
55.8
70.2
②由圖像可得該線圈的電阻值為 28.57 Ω。(結(jié)果保留兩位小數(shù))
③有同學認為,實驗中該線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而影響實驗數(shù)據(jù)的測量。你認為該說法是否合理?并說明理由。
答: 不合理 。(填“合理”或“不合理”)
理由: 見解析 。
【解答】解:(1)“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗。為了看到明顯的實驗現(xiàn)象,線圈的兩個接線柱與直流電流表相接,電壓表內(nèi)阻太大,交流電表測量的是有效值,故A正確BCD錯誤。
故選:A。
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標系中描點、連線作出I﹣U圖像如下圖
②根據(jù)圖像可知,斜率代表電阻的倒數(shù)
R=270×10-3Ω=28.57Ω
③不合理,因為電路電流穩(wěn)定,線圈磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
故答案為:(1)A;(2)①見解析;②28.57;③不合理;電路電流穩(wěn)定,線圈磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
11.(2022?義烏市模擬)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,可供同學利用的儀器有:干電池組、兩只電流表A1和A2兩只滑動變阻器R1和R2、電鍵和導線若干,其中A1的量程為1.5mA,A2的量程為1.5A。R1的最大阻值為10Ω;R2的最大阻值為2000Ω。某同學設(shè)計了如圖a所示的電路,進行實驗,測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示:
1
2
3
4
5
I1/mA
1.35
1.30
1.20
1.10
1.05
I2/A
0.30
0.40
0.60
0.80
0.90
(1)在圖a上標出A1、A2、R1和R2;
(2)在圖b中繪出l1﹣l2圖線;
(3)由l1﹣l2圖線得出,被測電池的電動勢為 3.0 V,內(nèi)阻為 1.0 Ω。
【解答】解:(1)由電路圖可知兩個滑動變阻器并聯(lián),兩支路兩端電壓相等;R1的電阻值較小,通過的電流值較大;R2的電阻值較大,通過的電流值較小;如圖1所示:
(2)通過描點作圖,如圖2所示;
(3)I2>>I1,故把I2近似當作干路電流,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:U=E﹣Ir
據(jù)圖可得:I1=-rR2I2+ER2
縱截距:b=ER2=1.5×10﹣3A
圖像斜率:k=-rR2=1.0-1.51.0×10-3
I2=0時,R2=2000Ω
解得:E=3.0V,r=1.0Ω。
故答案為:(1)如圖1所示;(2)l1﹣l2圖線見圖2;(3)3.0;1.0。
12.(2022?浙江模擬)為測量一未知電源的電動勢和內(nèi)阻,某同學設(shè)計了如圖所示電路,電路中所用到的器材規(guī)格如下:
待測電源:電動勢約為4~6V,內(nèi)阻約為幾十歐姆;
定值電阻:R0=10Ω:
定值電阻:R2=3kΩ;
電阻箱R1:0~9999Ω;
電壓表:量程0~3V,內(nèi)阻Rv=3kΩ;
電鍵、導線若干
(1)閉合電鍵后,將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大,記錄若干組電阻箱R1和電壓表的讀數(shù);
(2)第一次該同學將得到的數(shù)據(jù)在U﹣R1坐標系中描點連線,得到如圖甲所示曲線,曲線與縱軸的截距為b1=0.8,虛數(shù)U=2.4為圖中曲線的漸近線,由圖可得電動勢E= 4.8 V,內(nèi)阻r= 20 Ω;
(3)第二次該同學將得到的數(shù)據(jù)在1U-1R1+R0坐標系中描點連線,得到如圖乙所示直線,直線與縱軸的截距為b2=0.4,斜率k=8.4,由圖可得電動勢E= 5.0 V,內(nèi)阻r= 21 Ω;
(4)將兩次數(shù)據(jù)處理方式進行對比,誤差較小的應(yīng)為第 二 次(填“一”或“二”)。
【解答】解:(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,當外電阻變大時,路端電壓無限接近電動勢,則可知,電動勢E=URV(RV+R2)=2.43×(3+3)=4.8V;當外電阻為零時,路端電壓U'=0.83×(3+3)=1.6V,則由閉合電路歐姆定律可知:r=E-U'U'R0=4.8-1.61.610=20Ω;
(3)因路端電壓U'=U3×(3+3)=2U;
則由閉合電路歐姆定律可知,2U=ER1+R0+r(R1+R0);變形可得:
1U=2×1E+2rE×1R1+R0
由圖象規(guī)律可知,2E=0.4;
2rE=8.4
解得;E=5.0V,r=21Ω;
(4)由于第一次實驗中圖象為曲線,只能利用漸近線和與縱軸的交點,第二次為直線,斜率及截距容易找到,能更有效的利用更多的數(shù)據(jù),因此第二次誤差較??;
故答案為:(2)4.8;20 (3)5.0,21 (4)二
13.(2016?浙江模擬)某物理興趣小組的同學利用實驗室提供的器材組裝了一個“歐姆表”,并用其測量一個未知電阻的阻值,實驗室提供的器材如下:
A.新的干電池一節(jié):電動勢為1.5V,其內(nèi)阻可忽略;
B.靈敏電流計一個:量程為0~1mA,內(nèi)阻20Ω;
C.可變電阻P:阻值范圍為100~2500Ω;
D.紅、黑表筆各一個;
E.待測電阻一只。
(1)請在如圖虛線框內(nèi)補全所需的器材。
(2)測量電阻前,先進行歐姆調(diào)零。將可變電阻P的阻值調(diào)節(jié)為R= 1480Ω ,此時電流計指針指到 1mA 。
(3)把待測電阻接入兩表筆間,指針正好指在0.6mA刻度處,則該電阻的阻值為 1000Ω 。
【解答】解:(1)添加電池如圖
(2)歐姆調(diào)零:讓紅黑表筆短接,電流達到最大值,即指針滿偏為1mA,由R=EIg-Rg=1.51×10-3-20Ω=1480Ω
(3)指針指在0.6mA刻度處對應(yīng)的阻值為R′=EI-R中=1.50.6×10-3-1500Ω=1000Ω
故答案為:(1)如圖 (2)1480 1mA (3)1000Ω
14.(2021?寧波二模)(1)小明想要用實驗室中的器材描繪小電動機(電路符號M)的伏安特性曲線,所用的器材有:
A.小電動機M(額定電壓3V)B.干電池2節(jié)(每節(jié)電動勢1.5V,內(nèi)阻未知)
C.滑動變阻器(總阻值5Ω)D.電壓表(量程3V,內(nèi)阻約1000Ω)
E.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)F.開關(guān)導線若干
①小明將上述器材連接成如圖1所示的實物接線圖。請答題紙上畫出小明的實驗電路圖。
②小明正確操作后,用所測的數(shù)據(jù),在圖2所示的I﹣U圖中標記了數(shù)據(jù)點,請答題紙上描繪出該小電動機0~0.50V間的伏安特性曲線。
③電動機轉(zhuǎn)動時,小明觸摸電動機,電動機沒有明顯發(fā)熱。實驗測得當電壓表示數(shù)為2.00V時,電流表的示數(shù)為0.15A,則此時電動機的機械功率為 0.27 W。(保留2位有效數(shù)字)
(2)“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,甲、乙兩同學通過目鏡,分別看到圖3所示的甲、乙兩種情形。由于條紋清晰,他們就沒有再進一步進行調(diào)節(jié),而是直接進行測量,并根據(jù)公式算出波長。則下列說法正確的是 AD
A.圖甲的測量得到的波長準確
B.圖甲的測量得到的波長偏大
C.圖乙的測量得到的波長準確
D.圖乙的測量得到的波長偏大
【解答】解(1)①滑動變阻器阻值較小,采取分壓式接法,電壓表內(nèi)阻相對較大,故采用外接的方法,電路如圖1
圖1
②用平滑直線將各點連接起來,伏安特性曲線如圖2
圖2
③根據(jù)歐姆定律,從圖中可算得電動機內(nèi)阻r=ΔUΔI=0.50-00.40-0=1.25Ω
P機=UI﹣I2r=2×0.15W﹣0.152×1.25W=0.27W
(2)AC、測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋要在同一方向上,而圖甲滿足要求,故圖甲的測量是準確的,故A正確,C錯誤;
BD、如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上,如圖乙所示,這樣測量的條紋間距偏大,根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式可知光的波長測量值是偏大的,故B錯誤,D正確。
故選AD
故答案為:(1)①如圖1;②如圖2;③0.27(3)AD
15.(2021?臺州二模)歐姆表內(nèi)部電路可等效為一個電池、一個理想電壓表和一個電阻串聯(lián)而成的電路。某同學準備測出電池的電動勢E、歐姆表“×100”擋內(nèi)部電路的總內(nèi)阻r。
(1)多用電表使用前表盤指針如圖甲所示,則應(yīng)該調(diào)整該歐姆表的哪個位置 A?。ㄌ預或B或C);
(2)選擇開關(guān)調(diào)到“×100“擋并已調(diào)零,且連接了部分電路,如圖乙所示。則A導線和 B 表筆連接(填B或C);
(3)正確連接電路后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得多組歐姆表的讀數(shù)R和電壓表(電壓表內(nèi)阻為已知,記為RV)的讀數(shù)U。該同學準備用這些數(shù)據(jù)作出圖像,則選擇下列關(guān)系作圖比較合適 BD 。
A.U﹣R
B.1U-R
C.U-1R
D.RVU-R
(4)該同學用該多用電表測量幾個小燈泡的電阻,經(jīng)正確操作,測得的阻值為4.0Ω。則可能是下列哪個燈泡 C 。
A.2.1V、0.7A
B.2V、1A
C.2.4V、0.6A
D.2.5V、0.3A
【解答】解:(1)使用前指針未在0刻度線,故應(yīng)機械調(diào)零,即在A處調(diào)整機械調(diào)零旋鈕;
(2)電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中,故A應(yīng)與B相連;
(3)由歐姆定律可知E=UR(RV+R內(nèi))
變形可得:RVU=1E?R+1ER內(nèi)
故應(yīng)作:RVU-R的關(guān)系圖像
(4)根據(jù)R=UI可知,C選項阻值為4.0Ω
故答案為:(1).A (2).B (3).BD (4).C
16.(2023?紹興二模)小周在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,使用了以下器材:干電池1節(jié)、靈敏電流計1只(滿偏電流300μA,內(nèi)阻100Ω)、電阻箱2只(可調(diào)范圍0~9999.9Ω)、開關(guān)一個、導線若干。
(1)小周先用多用電表估測電池電動勢,如圖甲所示,其讀數(shù)為 1.50 V。
(2)現(xiàn)要將靈敏電流計改裝成量程為3V的電壓表,它需要與電阻箱b相連,那么電阻箱b的阻值應(yīng)為 9900 Ω。此實驗的實物圖如圖乙所示(只畫出了部分連線),請將剩余連線補充完整。
(3)調(diào)節(jié)電阻箱a的阻值R,獲得相應(yīng)電流表讀數(shù)I,作出如圖丙所示的1I-1R圖像。根據(jù)圖像可得,電源電動勢E= 1.47 V、內(nèi)阻r= 0.98 Ω(結(jié)果均保留2位小數(shù))。
(4)改裝后的電壓表具有分流作用,可能使實驗結(jié)果產(chǎn)生偏差。對結(jié)果進行修正后,此干電池真實的圖像應(yīng)出現(xiàn)在 區(qū)域Ⅰ (選填“區(qū)域Ⅰ”、“區(qū)域Ⅱ”或“原圖線位置”)。
【解答】解:(1)多用電表選擇量程為2.5V,則最小分度為0.05,故對應(yīng)的讀數(shù)為1.50V。
(2)將靈敏電流計改裝成量程為3V的電壓表:Rb=UIg-Rg=33×10-4Ω-100Ω=9900Ω
電路圖如圖所示:
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:
E=I(Rg+Rb)+I(Rg+Rb)Rr
整理得:1I=Rg+RbE+(Rg+Rb)ERr
結(jié)合圖象縱截距和斜率有:Rg+RbE=0.0068×106A-1,(Rg+Rb)Er=(0.0108-0.0068)×1060.60A-1Ω
解得:E=1.47V,r=0.98Ω
(4)改裝后的電壓表具有分流作用,即實際電流將變大,實際的1I將變小,實際上:E=I(Rg+Rb)+[I(Rg+Rb)R+I]r
變形后得:1I=Rg+RbE+(Rg+Rb)ERr+rE,所以真實的圖像應(yīng)出現(xiàn)在區(qū)域Ⅰ。
故答案為:(1)1.50;(2)9900;如上圖所示;(3)1.47;0.98;(4)區(qū)域Ⅰ
17.(2023?浙江模擬)某同學設(shè)計了一個既能測量定值電阻阻值,又能測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路圖如圖(一) 所示,他用了如下的實驗器材中的一部分:
①電流表A1(量程150μA,內(nèi)阻rA1=100Ω);電流表A2(量程0.6A,內(nèi)阻很?。?;
②滑動變阻器R(0﹣20Ω);
③兩個定值電阻R1=900Ω,R2=9900Ω;
④待測電阻Rx;
⑤待測電源E(一節(jié)干電池);
⑥開關(guān)和導線若干。
(1)根據(jù)實驗要求,與電流表A1串聯(lián)的定值電阻為 R2?。ㄌ睢癛1”或“R2”)。
(2)該同學先用該電路測量定值電阻Rx的阻值,進行了以下操作:
①閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器到適當阻值,記錄此時電流表A1示數(shù)I1,電流表A2示數(shù)I2;
②斷開開關(guān)S2,保持滑動變阻器阻值不變,記錄此時電流表A1示數(shù)I3,電流表A2示數(shù)I4;后斷開S1;
③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計算定值電阻Rx的表達式為 (I3I4-I1I2)(rA1+R2)
。若忽略偶然誤差,則用該方法測得的阻值與其真實值相比 相等 。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
(3)再用該電路測量電源電動勢和內(nèi)阻,將滑動變阻器滑片移至最右端,閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2,得I1與I2的關(guān)系如圖(二)所示。根據(jù)圖線可得電源電動勢E= 1.50
V;電源內(nèi)阻r= 1.03 Ω。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
【解答】解:(1)電源電動勢為1.5V,應(yīng)用定值電阻R2改裝后電壓表量程為U=IA1(rA1+R2)=150×10﹣6×(100+9900)V=1.5V,故選用R2。
(2)并聯(lián)電路電壓相等,根據(jù)圖示電路由實驗步驟可知:
I1(R2+rA1)=I2(RA2+R),I4(Rx+R+RA2)=I3(R2+rA1)
解得:Rx=(I3I4-I1I2)(rA1+R2)
流過同一支路電流相等,并聯(lián)電路電壓相等,根據(jù)該方案電阻測量值與真實值相等;
(3)由圖示電路圖根據(jù)實驗步驟可知,電源電動勢:E=I1(rA1+R2)+(I1+I2)r
整理得:I1=ErA1+R2+r-rrA1+R2+rI2
由I1﹣I2圖象可知:b=ErA1+R2+r=150×10﹣6A,k=-rrA1+R2+r=(150-90)×10-60.58=103.45×10﹣6
解得電源電動勢為:E=1.50V,電源內(nèi)阻為:r=1.03Ω;
故答案為:(1)R2;(2)(I3I4-I1I2)(rA1+R2),相等;(3)1.50,1.03
18.(2023?浙江模擬)(1)多用電表可以測量電阻,也可以測量電流與電壓,下列測量電路是某同學設(shè)計的有關(guān)測量電路:
A.用圖甲方案測量小燈泡的電阻
B.用圖乙方案測量小燈泡的電流強度
C.用圖丙方案測量小燈泡兩端的電壓
D.用圖丁方案測量二極管的正向電阻
已知這位同學已經(jīng)正確調(diào)節(jié)選擇開關(guān),他能順利完成測量,且不會損壞儀器的是 AC?。ㄟx填“A”、“B”、“C”、“D”)。
(2)利用電流表(不理想,內(nèi)阻等于5Ω)和電壓表(不理想,內(nèi)阻未知)測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻,要求盡量減小實驗誤差。
①應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的 己?。ㄟx填“戊”或“己”)。
②有如下滑動變阻器提供:
A.滑動變阻器(0~1Ω)
B.滑動變阻器(0~20Ω)
C.滑動變阻器(0~100Ω)
滑動變阻器應(yīng)選用 B?。ㄟx填相應(yīng)器材前的字母)。
【解答】解:(1)A、圖甲方案電阻所在回路已經(jīng)斷開,則可以測量電阻,不會損壞儀器,故A正確;
B、圖乙方案多用電表的極性接錯,不但無法測量,而且會損壞儀器,故B錯誤;
C、圖丙方案接法正確,可以測量電壓,故C正確;
D、圖丁方案,黑表筆接了內(nèi)部電源的正極,這是正確的,但是二極管所在電路處于通電狀態(tài),不但無法測量,而且會損壞儀器,故D錯誤;
故選:AC。
(2)①為了盡量減小實驗誤差,目前電流表內(nèi)阻已知,故采用己方案。
②由于電流表有5Ω的內(nèi)阻,電源有一定數(shù)值的待測內(nèi)阻,為了電路調(diào)節(jié)明顯,滑動變阻器應(yīng)該選B。
故答案為:(1)AC;(2)①己,②B
19.(2023?浙江模擬)某實驗小組用圖甲所示電路測量電源E的電動勢和內(nèi)阻,圖中電壓表量程為3V,虛線框內(nèi)為用電流計G改裝的電流表。
(1)已知電流計G的滿偏電流IG=200mA、內(nèi)阻rG=0.30Ω,電路中已將它改裝為最大量程600mA的電流表,則R1= 0.15 Ω(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)。
(2)在(1)的基礎(chǔ)上,保持電流計G的刻度盤不變,即刻度盤上標注的最大電流為IG=200mA。通過移動變阻器R的滑片,得到多組電壓表的讀數(shù)U和電流計G的讀數(shù),作出如圖乙的圖像。某次測量時,電壓表的示數(shù)如圖丙,則電壓表的示數(shù)為 2.60 V則此時通過電源的電流為 300 mA,得到電源的電動勢E等于 2.93 V,內(nèi)阻等于 1.03 Ω(結(jié)果取三位有效數(shù)字)。
(3)若現(xiàn)在有一個水果電池,查閱資料后得該水果電池的電動勢約為1V,內(nèi)阻約為5000Ω。某小組設(shè)計了如下兩種測量方案,如圖所示,為減少測量誤差,應(yīng)選用方案 二?。ㄌ睢耙弧被颉岸保┤艨紤]電流表的內(nèi)阻,則水果電池電動勢的測量值 等于 真實值(填“大于“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)根據(jù)歐姆定律可知:IGrG=(I﹣IG)R1
將IG=200mA=0.2A,I=600mA=0.6A,代入解得:R1=0.15Ω.
(2)根據(jù)丙圖可知電壓表分度值為0.1V,電壓表讀數(shù)為2.60V;根據(jù)圖乙可知電流計的讀數(shù)為100mA,通過電阻R1的電流等于通過電流計G電流的2倍,則電路的總電流為300mA;
根據(jù)閉合電路歐姆定律有:U=E﹣3I(RA+r)
根據(jù)圖像可知,電源的電動勢為:E=2.93V
因改裝的電流表的內(nèi)阻為RA=R1rGR1+rG,代入數(shù)據(jù)解得:RA=0.1Ω
則圖像的斜率k=3(r+RA)=2.93-2.40160×10-3Ω=3.375Ω,解得:r=1.03Ω.
(3)電壓表的內(nèi)電阻一般是幾千歐到幾十千歐,而水果電池的內(nèi)電阻約5千歐,則圖方案一中,電壓表的分流作用較明顯,所以不能采用方案一的電路,應(yīng)采用方案二的電路。
若使用圖像法來分析數(shù)據(jù),電源電動勢為:E=I(r+R),
則有:R=E?1I-r,
可知電池的電動勢等于圖線的斜率,電流表的內(nèi)阻,對此沒有影響,所以即使考慮電流表的內(nèi)阻,水果電池電動勢的測量值仍然等于真實值。
故答案為:(1)0.15;(2)2.60,300,2.93,1.03;(3)二,等于
20.(2023?寧波一模)某小組測定一金屬絲的電阻率,部分實驗步驟如下:
(1)用螺旋測微器測量該金屬絲直徑,示數(shù)如圖1所示,則該金屬絲的直徑d= 3.700 mm;
(2)因為在實驗室找不到合適的電流表,該同學設(shè)計了如圖2所示的電路,電源電動勢E為4.5V,內(nèi)阻r約為1Ω,定值電阻R0=15.0Ω;電壓表量程為3V,內(nèi)阻RV約為3kΩ,一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、電阻箱。主要實驗步驟如下:
A.將器材按如圖2所示連接;
B.開關(guān)閉合前為了電壓表的安全,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的 m?。ㄌ睢癿”或“n”)端,并將電阻箱的阻值調(diào)到 最小?。ㄌ睢白畲蟆被颉白钚 保?;
C.然后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的示數(shù)為U0=3.0V,記下電阻箱的阻值;之后不斷改變Rx接入電路的長度x,調(diào)整電阻箱的阻值,使電壓表示數(shù)始終為U0=3.0V,記錄下電阻絲Rx接入電路的長度x及對應(yīng)電阻箱的阻值R,得出多組數(shù)據(jù),作出R﹣x圖線如圖3所示。a、b為已知量;
D.根據(jù)圖像和測量的直徑求得金屬絲的電阻率ρ= πbd24a?。ㄓ胊、b、d、π等字母表示),電壓表內(nèi)阻使得電阻率ρ測量結(jié)果 不變?。ㄌ睢安蛔儭薄捌蟆被颉捌 保?br />
【解答】解:(1)螺旋測微器螺旋尺分度值是0.01mm,要估讀到0.001mm,主尺分度值是0.5mm,故讀數(shù)為3.5mm+20.0×0.01mm=3.700mm;
(2)B.由圖2可知電壓表測量電阻絲與電阻箱串聯(lián)總電阻的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓的特點,總電阻越大分壓越多,為了保護電壓表,應(yīng)該使并聯(lián)總電阻最小,即金屬夾應(yīng)夾在電阻絲m端,電阻箱阻值調(diào)到最??;
D.根據(jù)題意可知Rx+R=常數(shù),根據(jù)圖3得當x=0時,R=b;當x=a時,R=0,Rx=b,根據(jù)電阻定律得Rx=ρaπ(d2)2=b,解得電阻率為ρ=πbd24a;
由于實驗全過程電阻絲電阻和電阻箱電阻之和為定值,且電壓表示數(shù)不變,故電阻率與電壓表內(nèi)阻無關(guān),使測量結(jié)果不變。
故答案為:(1)3.700;(2)m,最??;πbd24a,不變。
21.(2022?浙江模擬)某物理興趣小組在物理實驗室測量一根粗細均勻的合金絲的電阻率,實驗室里有一半徑10cm的量角器,但是缺少刻度尺。該小組首先取一段合金絲繞在該量角器上,并接入如圖1所示的電路中,通過金屬夾所夾位置改變合金絲接入電路的長度,接入電路的合金絲所對應(yīng)的圓心角θ可以由量角器讀出。實驗時多次改變金屬夾所夾位置,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值保證電流表的示數(shù)不變。
(1)在實驗開始前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 左端?。ㄟx填“左端”或“右端”)。
(2)當θ=π2時,實驗中電流表指針位置如圖3所示,則讀數(shù)I= 0.40 A。
(3)在實驗時,b端應(yīng)與 B 相連接。
A.d端
B.e端
C.g端
D.c端
(4)已知合金絲的橫截面積為4.0×10﹣8m2,則合金絲的電阻率為 5.9×10﹣7 Ω?m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
【解答】解:(1)本實驗采用滑動變阻器變分壓接法,需要為使合金絲的電壓從0開始記錄,故需要將滑動變阻器的滑片p置于左端;
(2)讀圖可知,電流表量程是0~0.6A,由圖3所示表盤可知,其分度值為0.02A,示數(shù)為0.40A;
(3)在實驗時b應(yīng)與e端相連,通過改變金屬夾的位置來改變所接入的合金絲的電阻;
(4)已知合金絲的橫截面積,讀圖2可知,當θ=π2時,所對應(yīng)的電壓大小為0.92V,則根據(jù)歐姆定律,可得此時合金絲的電阻為
R=UI=0.920.40Ω=2.3Ω
則根據(jù)電阻率的公式可得R=RSl=2.3×4×10-8π2×0.1Ω?m≈5.9×10﹣7Ω?m
故答案為:(1)左端 (2)0.40 (3)B (4)5.9×10﹣7
22.(2022?杭州二模)(1)小明利用銅片、鋅片和橙子制作了水果電池,用如圖1所示的實驗電路測量這種電池的電動勢和內(nèi)阻。
電流表的內(nèi)阻為100Ω,量程為0~300μA;電阻箱阻值的變化范圍為0~9999.9Ω。連接電路(如圖2)后,多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,得到的測量數(shù)據(jù)如表格中所示。
組次
1
2
3
4
5
6
7
R/kΩ
3
4
5
6
7
8
9
I/μA
98
81
70
62
55
50
46
①用實驗測得的第2和第6兩組數(shù)據(jù),可計算出該電池的電動勢為 0.52 V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
②下列說法正確的是 C?。ㄌ钭帜福?br />
A.6個該電池串聯(lián)能使“3V,0.3A”的小燈泡發(fā)光
B.電流表內(nèi)阻的分壓會導致電動勢的測量值偏小
C.可以通過作1I-R圖像求得該電池的電動勢和內(nèi)阻
D.小明重復實驗時發(fā)現(xiàn),在電阻箱阻值相同的情況下,電流表的讀數(shù)會比前一次的測量值偏小,這主要是因為讀數(shù)誤差引起的
(2)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中,原線圈選擇了0和400匝兩個接線柱,接入學生電源標注為“交流9V”的擋位(如圖3所示),現(xiàn)用多用電表對原、副線圈上的電壓進行測量。
①關(guān)于本次操作說法正確的是 B?。ㄌ钭帜福?。
A.副線圈上的感應(yīng)電動勢為定值,可以用多用電表的直流電壓擋進行測量
B.若用量程合適的交流電壓擋接在原線圈的0和100匝兩個接線柱上,電表指針會偏轉(zhuǎn)
C.因為副線圈最多是1400匝,所以可以直接用手接觸裸露的導線
②實驗所用多用電表的下半部分如圖4所示?,F(xiàn)將多用電表的選擇開關(guān)旋至最合適的擋位后,對副線圈的0和800匝兩個接線柱進行測量,多用電表的指針如圖5所示,則讀數(shù)應(yīng)為 17.3V 。
【解答】解:(1)①根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
E=I(R+r+RA)
代入第2和第6兩組數(shù)據(jù),有
E=81×10﹣6×(4000+100+r)
E=81×10﹣6×(8000+100+r)
解得電源的電動勢為
E=0.52V,r≈2.4×103Ω
②A.6個該電池串聯(lián)電動勢為3.12V,內(nèi)阻為13.8kΩ,連接使“3V,0.3A”的小燈泡,電阻為10Ω.因
10138000≠33.12-3
故燈泡不能正常發(fā)光,故A錯誤;
BC.由閉合回路的歐姆定律
E=I(R+r+RA)
可得
1I=RE+RA+rE
因此根據(jù)1I-R圖像可以準確得到電動勢和內(nèi)阻,B錯誤故,C正確;
D.小明重復實驗時發(fā)現(xiàn),在電阻箱阻值相同的情況下,電流表的讀數(shù)會比前一次的測量值偏小,這主要是因為電源用久了內(nèi)阻變大引起的,屬于系統(tǒng)誤差,故D錯誤;故選C.
(2)①A.變壓器利用的是互感原理,副線圈上的感應(yīng)電動勢為交流電,故應(yīng)該用電表的交流電壓擋進行測量,故A錯誤;
B.若用量程合適的交流電壓擋接在原線圖的0和100匝兩個接線柱上,變壓器原副線圈上有交流電壓,則電表指針會偏轉(zhuǎn),故B正確;
C.副線圈最多是1400匝,連接不同的匝數(shù)比可以變成升壓變壓器,其電壓可以超過36V,則不能用手接觸裸露的導線,避免觸電,故C錯誤;故選B.
②原線圈選擇了0和400匝兩個接線柱,副線圈的0和800匝,原線圈接交流9V,則根據(jù)電壓比與匝數(shù)成正比可知,副線圈的電壓為18V,故選擇交流50V,讀數(shù)為17.3V.
故答案為:(1)①0.52V.②C.(2)①B;②17.3V
23.(2021?杭州二模)近些年,桶裝飲用水抽檢不合格的新聞屢見不鮮,檢驗飲用水是否合格的一項重要指標是電導率,電導率為電阻率的倒數(shù)。小張同學想要探究離子濃度對飲用水電導率的影響,其中某組實驗的操作如下:取100mL飲用水加入適量的食鹽,攪拌溶解得到未飽和食鹽溶液,為了方便測量溶液的電阻,取部分溶液裝入絕緣性良好的塑料圓柱形容器內(nèi),容器兩端用金屬圓片電極密封,如圖甲所示。
(1)在溶液未達到飽和之前,溶解的食鹽越多,則溶液的電導率會 越大?。ㄌ睢霸酱蟆被颉霸叫 保?。
(2)小張同學先用多用電表粗測其電阻,將選擇開關(guān)置于歐姆“×100”擋位置,在歐姆調(diào)零后測量其阻值時記錄電表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,該電阻的阻值為 1900 Ω。
(3)小張同學想進一步精確測量其電阻,實驗室能提供以下器材:
A.干電池兩節(jié)(每節(jié)干電池電動勢約為1.5V,內(nèi)阻可忽略)
B.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.7Ω)
C.電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約為0.5Ω)
D.靈敏電流計G(量程為0~250pA,內(nèi)阻等于900Ω)
E.電壓表V1(量程為0~3V,內(nèi)阻約為4kΩ)
F.電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻約為7kΩ)
G.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)
H.電阻箱R2(最大阻值為9999.9Ω)
I.開關(guān)、導線若干
為了完成測量,除干電池、開關(guān)、導線和滑動變阻器R1外,還應(yīng)選擇的恰當?shù)钠鞑氖? DEH?。ㄌ顚懫鞑那懊娴淖帜福?。小張同學已經(jīng)完成了部分電路設(shè)計,如圖丙所示,請完成剩余電路圖,要求電表讀數(shù)均能大于量程的13(在圖中標上必要的電學符號,待測電阻用Rx表示)。
【解答】解:(1)純凈水是不導電的,不合格的純凈水含的電解質(zhì)較多,電阻率小,電導率偏大;
(2)用歐姆表測電阻,它的讀數(shù)為指針示數(shù)和倍率的乘積,表盤最上面一排,指針指在19格,則讀數(shù)為1×100Ω=1900Ω;
(3)所用滑動變阻器的阻值比樣品水的電阻小很多,應(yīng)采用分壓法接,水的電導率遠小于金屬的電導率,所以水的電阻率遠大于金屬的,故用內(nèi)接法,但三個電流表的量程均不符合要求,方案一、將靈敏電流表與R2并聯(lián)后以擴大量程,設(shè)計的測量電路圖如圖所示,那么所需的器材有:DEH
方案二、分兩次測電流,即先測Rx,再測R2,但保證兩次的電流相等,則電阻也相等,那么所需器材為:DH
故答案為:(1)越大;(2)1900;(3)DEH
24.(2023?寧波二模)在“測定干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中
①如圖甲所示,已經(jīng)連接了一部分電路,請在答題紙上對應(yīng)位置將電路連接完整;
②正確連線后,實驗測得6組數(shù)據(jù)如表所示,在U﹣I坐標系中描出各對應(yīng)點,如圖乙所示。請在答題紙對應(yīng)位置的圖中作出U﹣I圖像,并將縱坐標軸方框內(nèi)主要刻度值補全:
1
2
3
4
5
6
U/V
1.23
1.13
0.92
0.96
0.83
0.71
I/A
0.12
0.17
0.23
0.28
0.35
0.43
③干電池的電動勢E= 1.84 V,內(nèi)阻r= 2.48 Ω。(小數(shù)點后保留兩位)
(2)在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中,實驗裝置如圖丙所示。
①下列操作正確且必要的是 ABD 。(多選)
A.在實驗開始前,查清線圈的繞制方向
B.用干電池與靈敏電流表試觸,檢測電流流向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系
C.為使實驗現(xiàn)象更加明顯,緩慢地插入或拔出條形磁體的磁極
D.實驗結(jié)束后,應(yīng)佩戴絕緣手套拆除與線圈相連接的導線,防止由于自感現(xiàn)象導致的電擊
②某次實驗中,靈敏電流表的指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn),可能是靈敏電流表內(nèi)部斷路了。某同學設(shè)計實驗進行驗證:保持靈敏電流表與線圈的連接,他用手晃動表殼使指針有較大的擺動幅度,觀察指針的擺動情況:斷開靈敏電流表與線圈的連接,再次以同樣幅度晃動表殼,發(fā)現(xiàn)指針的擺動情況與之前基本相同。你認為上述實驗能否驗證靈敏電流表內(nèi)部斷路? 能 。(填寫“能”或“不能”)
【解答】解:(1)①為了減小實驗誤差,相對于電源來說電流表采用外接法,電壓表測路端電壓,實物連接圖如圖1所示:
②根據(jù)題中表格信息,縱坐標為0.4V,每小格為0.08V;作圖線時要使盡量多的點子落在直線上,不在直線上的要均勻分布在直線的兩側(cè),舍棄個別相差較遠的點子,所作的U﹣I圖像如圖2所示:
③根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=U+Ir
變形得U=E﹣r?I
結(jié)合U﹣I圖像可知,圖線的縱截距表示電源的電動勢,電動勢為E=1.84V
圖線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻,電源內(nèi)阻r=k=1.84-0.160.5-0Ω=2.48Ω
(2)①A.“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實驗,必須應(yīng)查清線圈的繞制方向,從而能確定原磁場的方向與感應(yīng)磁場方向的關(guān)系,故A正確;
B.實驗時應(yīng)首先查明電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系,以便于感應(yīng)電流方向與磁通量變化的關(guān)系,故B正確;
C.為使實驗現(xiàn)象更加明顯,應(yīng)該快速地插入或拔出條形磁體的磁極,使磁通量的變化率更大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢更大,故C錯誤;
D.實驗結(jié)束后,直接拆除某螺線管處導線,可能由于自感現(xiàn)象突然被電擊一下,因此應(yīng)佩戴絕緣手套拆除與線圈相連接的導線,防止由于自感現(xiàn)象導致的電擊,故D正確。
故選:ABD。
②靈敏電流計的表頭是磁電式儀表,靈敏電流表與線圈組成閉合回路,當用手晃動表殼使指針有較大的擺動幅度時,如果靈敏電流計是完好的,表頭的線圈切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,表頭線圈受到的安培力阻礙線圈的偏轉(zhuǎn),使偏轉(zhuǎn)角度變小,斷開靈敏電流表與外部線圈的連接后,表頭線圈中只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,無感應(yīng)電流,表頭線圈不受安培力作用,表頭指針偏轉(zhuǎn)角度較大;如果靈敏電流表內(nèi)部斷路,無論靈敏電流計與外部線圈連接或斷開,靈敏電流計內(nèi)部線圈都不產(chǎn)生感應(yīng)電流,晃動表殼靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)不會發(fā)生明顯變化,所以能夠通過上述實驗來驗證靈敏電流表內(nèi)部是否斷路。
故答案為:(1)①實物連接圖見解析;②所作的U﹣I圖見解析;;③1.84;2.48;(2)①ABD;②能。
25.(2023?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬)將一銅片和一鋅片分別插入一只橙子內(nèi),就構(gòu)成了簡單的水果電池,其電動勢約為1.5V。
(1)取一個額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的小燈泡(小燈泡電阻可認為不變),實驗發(fā)現(xiàn)該電池與小燈泡直接相連接后,小燈泡不亮,測得流過小燈泡的電流為1mA,則該電池的內(nèi)阻約為 1495 Ω。
(2)除了水果電池以外,實驗室還提供了如下器材:
a.電流表A(量程0~0.6A~3A,內(nèi)阻很?。?br />
b.毫安表mA(量程0.6mA,內(nèi)阻大概10Ω)
c.電壓表V(量程1.5V,內(nèi)阻約2kΩ)
d.滑動變阻器R(阻值0~20Ω)
e.電阻箱(阻值0~9999.9Ω)
f.開關(guān)一個,導線若干
①為了測定該“水果電池”的電動勢和內(nèi)阻,請你根據(jù)提供的器材,在圖2方框中畫出最合理的測量電路圖。
②采用上述實驗,讀取多組數(shù)據(jù),利用圖像1I-R測得的水果電池的內(nèi)阻與真實值相比,r測 大于 r真。(選填“大于”“小于”或“等于”)
圖2是“用DIS研究在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體壓強與體積關(guān)系”的實驗裝置。
(3)關(guān)于該實驗的操作,下列說法正確的有 AB 。
A.柱塞上應(yīng)該涂潤滑油
B.應(yīng)緩慢推拉柱塞
C.用手握注射器推拉柱塞
D.改變體積后要快速記錄壓強數(shù)據(jù)
(4)實驗中,連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略。移動活塞,多次記錄注射器上的體積刻度V和壓強傳感器讀數(shù)p,繪出的p-1V圖像可能為 C 。
【解答】解:(1)根據(jù)歐姆定律,燈泡的電阻RL=ULIL=1.50.3Ω=5Ω
根據(jù)閉合電路的歐姆定律,水果電池的內(nèi)阻r=EI-RL=1.51×10-3Ω-5Ω=1495Ω
(2)①由于水果電池的內(nèi)阻r很大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律I=Er≈1.51500A=1mA,因此電流表選擇毫安表b,為了電路中的電流有明顯變化,因此選擇電阻箱e;所作電路圖如圖所示:
②根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=I(R+r)
化簡得1I=1E?R+rE
可見1I-R圖像的縱截距b=rE
考慮電流表內(nèi)阻后,根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=I(R+r+RA)
化簡得1I=1E?R+r+RAE
圖像的縱截距b'=r+RAE
在測量時把毫安表的內(nèi)阻也當成了水果電池的內(nèi)阻,因此r測=(r真+Rg)>r真
測得的水果電池的內(nèi)阻與真實值相比測量值大于真實值。
(3)A.柱塞上涂油既減小摩擦,又防止漏氣,故A正確;
B.推拉活塞時,動作要慢,使氣體溫度與環(huán)境溫度保持一致,故B正確;
C.推拉活塞時,手不能握住注射器,防止氣體溫度發(fā)生變化,故C錯誤;
D.為保持氣體溫度不變,每次推拉活塞改變氣體體積后,要等氣體穩(wěn)定后在記錄壓強,故D錯誤。
故選:AB。
(4)在軟管內(nèi)氣體體積V0不可忽略時,被封閉氣體的初狀態(tài)的體積為V0+V
由玻意耳定律可得p(V0+V)=C
化簡得p=CV0+V=CV0?1V+1?1V
可知p-1V的圖像并不是傾斜的直線,而是隨著1V的增大,斜率變小的曲線,故C正確,ABD錯誤。
故選:C。
故答案為:(1)1495;(2)大于;(3)AB;(4)C。
這是一份高考物理二輪復習分類訓練專題18 電學實驗(含解析),共32頁。
這是一份高考物理真題分項匯編(3年(2021-2023)(北京專用)專題18 電學實驗,文件包含高考物理真題分項匯編三年2021-2023專題18電學實驗解析版docx、高考物理真題分項匯編三年2021-2023專題18電學實驗原卷版docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共102頁, 歡迎下載使用。
這是一份2021-2023年浙江省高考物理模擬試題分類——專題17力學實驗,共61頁。
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