1、实验题 (9分)某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)如下图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.
现有下列器材:力电转换器,质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上). 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且可使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路.
一位同学根据题意设计的电路图如下图所示.他的设计能否满足要求?为什么?
参考答案:不能
本题解析:不能.因为在输入端采用滑动变阻器的限流接法,使得电力转换器在空载时的输出电压不可能为零,并且在测量中,其输入的电压的调节范围非常有限.设滑动变阻器的电阻范围为0~R,电力转换的等效电阻为R0,电源的电动势为E,内阻不计,则根据欧姆定律可以求得电力转换器输入电压的调节范围时ER0/(R+R0)~E.该电路应该采用滑动变阻器的分压接法,如下图所示,这样在空载时,就可以通过调节使电力转换器的输出电压为零,并且电力转换器输入的调节范围是0~E,可以完全满足题目的要求.

点评:要求学生能根据连线判断出滑动变阻器的作用,同时理解两种接法的不同之处及各自的优点.
本题难度:一般
2、实验题 (10分)为研究热敏电阻的阻值随温度的变化关系,实验室提供的器材有:
电流表(量程60mA,内阻约为10Ω)?电压表(量程6V,内阻约为20kΩ)
热敏电阻(100℃时阻值约为100Ω)?电池、开关、一杯水、酒精灯、温度计和导线若干。
⑴一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物,如右图所示,请用笔画线代替导线,将电压表接入电路;

⑵用酒精灯对水加热,并通、断电路,记录了热敏电阻在不同温度下电流和电压的测量值,如下表所示,请在图示的坐标系中画出U-I图象;
t/℃
| 20
| 40
| 60
| 80
| 100
|
I/mA
| 26.1
| 33.3
| 40.0
| 46.2
| 52.2
|
U/V
| 5.48
| 5.33
| 5.20
| 5.08
| 4.96
|

⑶根据所绘图象可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而?(选填“减小”、“增大”或“不变”);
⑷该同学发现,利用所画的U-I图象还可以得出 实验中所用电池的电动势E=?V、内电阻r=?Ω (结果保留3位有效数字)。
参考答案:⑴如下左图所示?⑵如下右图所示?⑶减小?⑷5.90~6.10,19.0~21.0
?
本题解析:⑴根据题意可知R<
,因此,应采用电流表的外接法,其实物连线如答案图所示。
⑵根据表格中的数据,采用描点作图。
⑶由表格中的数据可知,随着温度的升高,电流表的读数逐渐增大,根据闭合电路欧姆定律可知电路中的总电阻逐渐减小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
⑷由于电路中只存在热敏电阻这一用电器,因此电压表的读数即近似为电路的路端电压,因此所绘U-I图线其实是电源的伏安特性曲线,因此其纵截距表示了电源的电动势,有:E=6.0V(由于作图和读数存在误差,因此结果在5.90~6.10V之间均可),图线斜率的绝对值表示了电源的内阻,有:r=
Ω=20.0Ω(同样由于作图和读数存在误差,因此结果在19.0~21.0Ω之间均可)。
本题难度:一般
3、简答题 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,所用小灯泡标有“3.8V0.3A”字样,并提供有以下器材:
A.电压表V(0~5V,内阻约5kΩ)B.电流表A1(0~50mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(0~500mA,内阻约1Ω)D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.滑动变阻器R2(0~2kΩ)F.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
G.开关S及导线若干

(1)为了提高测量的准确度和调节方便:
①实验中应选用电流表______,滑动变阻器______.(填写器材代号).
②在图甲虚线框内画出实验电路图.
(2)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.在另一实验中将此小灯泡接入如图丙所示的电路中,电路中的电源电压U(U≤3.8V)恒定,在t=t0时刻闭合开关S,由电流传感器记录的电路中电流随时间变化的图象(i-t)可能是下图中的______图(选填“A”、“B”或“C”).
参考答案:(1)①小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡的额定电流为0.3A,从安全和精确度方面考虑,所以电流表量程选0.500mA的C.总电阻为2000Ω的滑动变阻器连入电路,电流非常小,测量误差较大,所以选用总电阻为10Ω的滑动变阻器D.故选C、D.
②小灯泡在正常工作时的电阻R=UI≈13Ω,远小于电压表内阻,属于小电阻,“小外偏小”,电流表采用外接法.
电压和电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法.电路图如图所示

(2)由于小灯泡温度越来越高,则电阻越来越大,则电流逐渐减小,故符合的是C;
故答案为:(1)①C;D;②如图;(2)C.
本题解析:
本题难度:一般
4、实验题 在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
(A)待测的干电池?(B)电流传感器1
(C)电流传感器2?(D)滑动变阻器R(0—20Ω,2 A)
(E)定值电阻R0(2000Ω)?(F)开关和导线若干
某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器,但给出了两个电流传感器,于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。

小题1:在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则电流传感器1的示数将________(选填“变大”或“变小”)。
小题2:图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线(I1为电流传感器1的示数,I2为电流传感器2的示数,且I2的数值远远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。
参考答案:
小题1:变小
小题2:3? 2
本题解析:小题1:将滑动变阻器的滑片P向右滑动,电阻减小,则路端电压减小,则电流传感器1的示数
,电压减小,电流将变小。
小题2:测电池的电动势
,内阻
本题难度:简单
5、实验题 示波器工作时,其屏上显示出如图甲所示的波形,且亮度较弱.要将波形由甲图位置调节到乙图的位置和波形,示波器面板需要调节的旋钮是?.
A.辉度旋钮
B.聚焦旋钮
C.辅助聚焦旋钮
D.竖直位移旋钮