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1、简答题 要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA(约为40Ω),除此多用电表外,还有下列器材:直流电源一个(电动势E约为1.5V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R约为150Ω),电键一个,导线若干.要求
(1)写出实验步骤;
(2)给出RA的表达式.
参考答案:(1)充分利用题目中所给器材特点,确定实验原理和步骤:利用多用电表测量出电动势和定值电阻的阻值,然后将电流表和电阻串入电路,根据串联电路特点确定电流表两端电压,即可完成实验.
具体步骤为:①用多用电表的直流电压档测量电源电动势E.
? ②用多用电表的Ω档测电阻阻值R.
?③将多用电表 置于直流10mA档,与电阻R及电键串联后接在电源两端,合上电键,记下多用电表读数I.
(2)由于电源不计内阻,因此电路中的总电阻为:RA?+R=EI,
? 所以电流表内阻为:RA=EI-R
故答案:(1)步骤见解析.
(2)RA的表达式为:RA=EI-R.
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 (8分)某同学采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽,NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹平均位置
;再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从固定位置由静止开始滚下,与B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次得到10个落点痕迹平均位置
、
。

①若A球质量为
,半径为
;B球质量为
,半径为
,则(?)
A.
,
? B.
,
C.
,
? D.
,
②以下提供的器材中,本实验必需的有( ?)
A.刻度尺? B.打点计时器?C.天平?D.秒表
③A球每次从斜槽上某一固定位置由静止滚下,这是使 ? 。
④设A球的质量为
,B球的质量为
,则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用装置图中的字母表示) 。
参考答案:① C?② AC?③保证每次碰撞前初速度相同?④
本题解析:
试题分析: ①为了使两球发生正碰,两小球的半径要相同,即
;在小球在斜槽末端碰撞过程中水平方向满足动量守恒定律有:
,两球若发生弹性碰撞满足机械能守恒定律有:
,解得:
,要使碰后A球不反弹有速度
,则
,即
,故选C。
②
为碰前A球落点的平均位置,
为碰后A球的位置,
为碰后B球的位置,碰撞前入A球的速度
,碰撞后A球的速度
,碰撞后B球的速度
,若
,则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,带入数据得
,所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平.
③小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放,保证初速度相同。
④根据落点可得验证动量守恒的表达式为
。
本题难度:一般
3、简答题 (1)某同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
C.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω,额定电流为0.6A)
D.直流电源(电动势E=3V,内阻不计)
E.开关、导线若干.
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学测量仪器上的电流和电压).
| I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
|

①请在图1的方框中画出实验电路图,电学元件用Rx表示;
②在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
(2)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势,该同学利用如图2所示的电路进行实验,图中R0为已知阻值的定值电阻.
①用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系:E真______?E测,r真______?r测(填“>”、“<”或“=”)
②改变电阻箱阻值,取得多组数据.
为了便于用图象法求解电动势与内阻,需要建立合适的坐标系,纵坐标表示______,横坐标表示______.
参考答案:(1)①电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;待测元件电阻阻值约为R=2.50.55≈4.5Ω,RVR=60004.5≈1333,RRA=4.50.5=9,RVR>RRA,应采用电流表外接法,实验电路图如图1所示.
②根据表中实验数据,应用描点法作图,图象如图2所示.
(2)①如果考虑电压表的内阻,根据实验的原理E=U+(UR+R0+URV)r,得:1U=1E(1+rRV)+rE?1R+R0,
纵轴表示1U,横轴表示1R+R0,考虑电压表的内阻,此时图线的纵轴截距表示1E(1+rRV),
所以E真大于E测,r真大于r测.
故答案为:(1)①如图1所示.?②如图2所示.

(2)①>;>;②1U;1R+R0.
本题解析:
本题难度:一般
4、实验题 有同学测量水果电池的电动势和内阻,能够使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干。
(1)该实验有多种测量方法,试画出在下列限制条件下的测量电路图(不必考虑量程问题)。
①不用电阻箱;②不用电压表;③不用电流表

(2)某同学用(1)问中的方案①做此实验,并且采用作图法处理数据。假若能够用理想电表做该实验,做出的图像如图所示的话,请在此图基础上定性地画出由于电表并非理想而测出的实际图像。
参考答案:


本题解析:
解:本实验中能够使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干。
①不用电阻箱:那可以使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。此电路采用伏安法内接法,实验中将滑动变阻器与电流表串联,然后再与电压表并联。实验中先滑动变阻器滑片测出一组电流和电压值,再移动滑动变阻器滑片测出另一组电流和电压值,最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示①。
②不用电压表:那可以使用的测量仪器有电流表、电阻箱、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。此电路采用串联接法,试验中将变阻箱与电流表串联。试验中调节变阻箱旋钮确定一个电阻值,测出此时电流值;然后再调节变阻箱旋钮确定另一个电阻值,测出此时的电流值;最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示②。
③不用电流表:那可以使用的测量仪器有电压表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。试验中将变阻箱与电压表进行并联,先调节变阻箱的旋钮确定一个电阻值,测出此时的电压值;再调节变阻箱的旋钮确定另一个电阻值,测出此时的电压值,最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示③。

(2)根据题意,理想电表是不计其本身电阻的仪器,实验中电压表和电流表都存在电阻,所以不是理想电表。实验测量的值要比理论值小,所以实际的I-U曲线图如下图所示。

本题难度:简单
5、实验题 有一电压表V1,其量程为3V,内阻约为3000Ω,现要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
电源E:电动势约15V,内阻不计;
电流表A1:量程1A,内阻r1=2Ω,;
电压表V2:量程2V,内阻r2=2000Ω;
定值电阻R1:阻值20Ω;(可作为保护电阻)
定值电阻R2:阻值1Ω;(可作为保护电阻)
滑动变阻器R:最大阻值10Ω,额定电流1A;
开关一个,导线若干.
(1)提供的实验器材中,应选用的电表是?、定值电阻是?;(填器材符号)
(2)请你设计一个测量电压表V1的实验电路图,画在答题卡上对应的虚线框内;(要求:滑动变阻器要便于调节)

(3)若所选电表的读数为a,待测电压表V1的读数为U1,写出电压表V1内阻的计算表达式RV1=?.
参考答案:①V2(2分)R1(2分)②

③
(2分)
(评分意见:V1与V2串联1分,变阻器分压连接1分,R1做为保护电阻连接正确1分)
本题解析::(1):由于待测电压表的电压量程为3V,最大电流为:
,远小于电流表的量程100mA,而电压表
的量程与其电压量程接近,所以电表应选电压表
;为保护电源,定值电阻应选阻值大的
.
(2)由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻,所以变阻器应采用分压式接法;
由于待测电压表的额定电流为
,电压表V2的额定电流为:
,所以应将两电压表串联使用,电路图如图所示:

(3):根据欧姆定律和串并联规律应有:
,解得:
本题难度:一般
That which is brief, if it be good, is good twice over. 精练的智语是双倍的明智.