1、实验题 某实验室提供的实验器材如下:
A.一节干电池E(电动势1.5 V,内阻约0.5Ω)
B.一个电压表V(量程0-l V,内阻约1 kΩ)
C.一个电流表mA(量程0~4 mA,内阻在60~90Ω之间)
D.一个定值电阻R0(电阻200 Ω,允许的最大电流为0.5 A)
E.一个滑动变阻器R(电阻10Ω,允许的最大电流为1A)
F.一个单刀单掷开关S,导线若干
为了扩大其中的电流表mA的量程,需要先测出电流表的内阻。为此,某同学根据提供的器材设计了一种利用伏安法进行测量的较为合理的电路,并在实验中正确操作,测出了几组数据,作出了电压表的示数U和电流表的示数I的关系图线,如图(a)所示。

(1)请你根据提供的器材和该同学的测量数据在下面的虚线框中画出该同学设计的实验电路图(需标注各元件的符号)。

(2)该同学测出的mA表的内阻为____Ω(结果保留3位有效数字)。
参考答案:(1)
(2)81.2
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验序号
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
|
U(V)
| 0.0
| 0.2
| 0.5
| 1.0
| 1.5
| 2.0
| 2.5
| 3.0
|
I(A)
| 0.000
| 0.050
| 0.100
| 0.150
| 0.180
| 0.195
| 0.205
| 0.215
|

(1)下列可供选择的电源和滑动变阻器中最合理的组合是________.
A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是________(选填“a→b”或“b→a”).
(3)在坐标方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.
(4)分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而________(填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为________Ω.
参考答案:(1)D (2)a→b (3)曲线见解析图
(4)变大 (5)5.0
本题解析:(1)因为电压和电
流从零开始变化,所以滑动变阻器采用分压接法,因此总电阻选用小点的,从表格中看到最大电压为3.0V,所以电源电动势用略大点的.
(2)从表格数据看,灯泡两端的电压和流过的电流逐渐增大,所以滑动变阻器阻值增大,滑片向右滑.
(3)连点描线得到图象,可知电阻随着流过电流的增大而增大.
(4)将R=24Ω等效看成电源内阻,则总的电源内阻为25Ω,电动势为3V,在图中画出伏安特性曲线,交于(0.10A,0.5V),解得小灯泡电阻为5.0Ω.
本题难度:一般
3、实验题 某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G (量程为1mA、内阻约为100Ω) 的内阻。实验室中可供选择的器材有:
电流表A1:量程为3mA?内阻约为200Ω;
电流表A2:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω;
定值电阻R1:阻值为10Ω;
定值电阻R2:阻值为60Ω;
滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流1.5A;
直流电源:电动势1.5V,内阻0.5Ω;
开关,导线若干。
(1)为了精确测量电流表G的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为?、定值电阻为??。(填写器材的符号)
(2)在方框中画出你设计的实验电路图。

(3)按照你设计的电路进行实验,测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg=?。
(4)请列出你所知道的测量电阻的方法:?。(至少写出两种)
参考答案:(1)? A1、R2 ?(2)?如图所示

(3)
?(4)伏安法、欧姆表法、半偏法、替代法、电桥法等均可。
本题解析:(1)待测电流表G量程是1mA,其并联电路的电流和电阻应与其相当,选电阻R2,电流表A1
(2)待测电流表与定值电阻并联,然后由电流表测出并联电流,滑动变阻器采用分压接法,电路图如图所示.
(3)电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,通过定值电阻的电流为I=I1-I2,电流表G两端的电压U=IR2,待测电流表内阻rg=
(4)伏安法、欧姆表法、半偏法、替代法、电桥法等均可.
本题难度:一般
4、实验题 某同学用电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材研究标有额定电压为3.8 V字样(额定功率字迹不清)的小灯泡的伏安特性,测得的实验数据如下表所示:

请你根据上表数据:
(1)在如图甲所示虚线框中画出实验电路图。
(2)在如图乙所示的坐标系中,选取适当的标度,画出小灯泡的伏安特性曲线。

(3)实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻约为_____________Ω(保留三位有效数字);电阻大小发生变化的原因是_____________。
(4)将本实验用的小灯泡接入如图丙所示的电路,电源电压恒为6.0 V,定值电阻R1=30 Ω,电流表(内阻不计)读数为0.45 A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线,此时小灯泡消耗的实际功率约为_____________W(保留两位有效数字)。

参考答案:(1)
(2)图“略”
(3)12.3;随着电压的增大,通过小灯泡的电流增大,同时小灯泡的发热功率增加,灯丝的温度升高,所以金属灯丝的电阻率增大,灯泡的电阻增大
(4)0.60-0.65
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 (10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。

(1)将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ,Dφ=
,式中
为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B=?;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt,则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε=?。
(2)调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表。由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=?。
实验次数
| I(A)
| B(×10-3T)
|
1
| 0.5
| 0.62
|
2
| 1.0
| 1.25
|
3
| 1.5
| 1.88
|
4
| 2.0
| 2.51
|
5
| 2.5
| 3.12
|
?
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
(A)适当增加试测线圈的匝数N
(B)适当增大试测线圈的横截面积S
(C)适当增大可变电阻R的阻值
(D)适当拨长拨动开关的时间Δt
参考答案:(1)
,
(2)0.00125I(或kI)?
(3)AB
本题解析:(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS,代入公式计算得B=
,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=
。
(2)根据数据可得B与I成正比,比例常数约为0.00125,故B=kI(或0.00125I)。
(3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B的计算值可看出与N和S相关联,故选择A、B。
本题难度:一般