1、填空题 如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:
器材 | 规格 待测电阻Rx 电源E 电压表V1 电压表V2 电流表A 滑动变阻器R 开关S、导线若干 阻值在900~1000Ω之间 具有一定内阻,电动势约9.0V 量程2.0V,内阻r1=1000Ω 量程5.0V,内阻r2=2500Ω 量程3.0V,内阻r1=0.10Ω 最大阻值约100Ω,额定电流0.5A
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为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路.
参考答案:电源的电动势E=9V,得通过待测电阻的最大电流约为Imax=ERx=0.01A,而电流表的量程却是3A,所以电流表不能用.
由于电压表的电阻阻值已知,因此可以通过电压表来替代电流表求出电流.将小量程的电压表与待测电阻串联后,再与大量程的电压表并联.变阻器的总电阻远小于待测电阻,应采用分压式接法.实物图如图:

本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池(如图所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究。

(1)甲同学用多用表的直流电压档,选择0~1V量程,直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V;用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极,读得此时的读数为3200Ω;甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V,?内阻r=3.2kΩ
请指出甲同学测量的主要错误:_________________________________________
(2)乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻,电路如图所示。
下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据。
次数
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
|
电压U/V
| 0.32
| 0.360
| 0.44
| 0.52
| 0.60
| 0.68
|
电流I/mA
| 0.32
| 0.30
| 0.26
| 0.22
| 0.18
| 0.14
|
请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象。由图象求出水果电池的电动势为?V,内阻为?Ω。
(3)丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学手边只有电流传感器,导线、开关和一只电阻箱(电阻可变范围0?9999.9Ω),他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据,图像法处理数据时丙同学作出?随??变化的关系图象。根据图像的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻。
(4)丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡仍不发光(检查电路无故障)分析灯泡不亮的原因是:?。
参考答案:(1)(2分)
因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准。
(2)(4分)
作出U随I变化的关系图象如图,水果电池的电动势为 0.96V,(0.94-0.98之间均可)内阻为2.0×103Ω。 (1.9-2.1×103Ω之间均可)
(3)(2分)?作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象
(4)(2分)?水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小)
本题解析:(1)因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准
(2)图线与Y轴的交点为电源电动势,与X轴交点为短路电流,即
(3)根据
作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象。斜率为电动势,截距为内阻。
(4)水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小)
本题难度:一般
3、简答题 (1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器电源频率为50Hz,当地重力加速度为9.80m/s2,测得所用重锤的质量为1.00kg,实验中获得一条点迹清晰的纸带如图1,把第一个点记为O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,经测量知道,A、B、C、D各点到O点的距离分别为hOA=62.99cm、hOB=70.18cm、hOC=77.76cm、hOD=85.73cm,根据上述数据,可知计时器记录C点时,重物的速度vC=______m/s,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于______J,动能的增量等于______J.(取3位有效数字)

(2)电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:与A1规格相同
滑动变阻器R1:阻值0~20Ω
电阻箱R2:阻值0~9999Ω
保护电阻R3:阻值约为3kΩ
电源:电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图2所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,他设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
②电路完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到______(填“最大”或“最小”)
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I.
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A2的示数______,读出此时电阻箱的示数R2,则电流表A1内电阻?r=______.
参考答案:

(1)C点的速度vC=hBD2T=(85.73-70.18)×10-20.04m/s=3.89m/s.
则动能的增加量△Ek=12mvC2=12×1×3.892≈7.57J.
重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.7776J≈7.62J.
(2)为方便实验操作,滑动变阻器选择R1:阻值0~20Ω,电流表电阻远大于滑动变阻器最大阻值,
为多次测量,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示.
②根据实验电路、半偏法测电笔内阻的原理,实验步骤如下:
a、将变阻器R1的滑动端移到左端,电阻箱的阻值调到最大.
b、闭合开关S1、S,调节变阻器,使两电流表指针有较大的偏转,记录电流表A2的示数I.
c、断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱,使电流表A2的示数再次为I.读出此时电阻箱的示数R2,R2的大小为电流表A1内电阻r.即r=R2.
故答案为:(1)3.89?7.62? 7.57
(2)①完成电路如图?
②最大.? 再次为I,R2
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 在用伏安法测电阻的实验中,测得各组数据用小叉标于坐标图上,如图所示.
(1)请根据图中所记录的各点,描出I-U图线:
(2)由图象求得该电阻R=______.
参考答案:(1)让尽可能多的点在直线上,不在直线上的点分居在直线两侧,图线如图:

(2)图线斜率k=1.0×10-32=12000
故电阻R=1k=2000Ω
答:(1)图象如图

(2)电阻R=2000Ω.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,将一个电流表G和另一个电阻接可以改装成伏特表或安培表,则甲图对应的是?表,要使它的量程加大,应使R1?(填“增大”或“减小”);乙图是?表,要使它的量程加大,应使R2?(填“增大”或“减小”)。
参考答案:安培;减小;伏特;增大
本题解析:甲图通过并联电阻分走部分电流,所以甲为电流表,且R1越小分的电流越多,所以应该是减小;乙图通过并联电阻分得电压,且电阻越大分的电压越多,所以R2应该增大
点评:本题考查了利用串并联电路实现的电压或者电流表的改装。改装过程实质是利用了串并联电路的分压或者分流关系
本题难度:简单