1、简答题 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家.材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度.若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻比值一磁感应强度特性曲线,其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值.
(1)为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB,已知无磁场时阻值R0=150Ω.现将磁敏电阻置入待测磁场中,在室温下用伏安法测得其两端的电压和通过的电流数据如下表:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 U(V) 0.45 0.91 1.50 1.78 2.71 I(mA) 0.30 0 .60 1.00 1.20 1.80
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根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω,结合图中电阻比值一磁感应强度特性曲线可知待测磁场的磁感应强度B=______T.(均保留两位有效数字)
(2)请用下列器材设计一个电路:将一小量程的电流表G改装成一能测量磁感应强度的仪表,要求设计简单,操作方便.(环境温度一直处在室温下)
A.磁敏电阻,无磁场时阻值R0=150Ω
B.电流表G,量程Ig=2mA,内阻约50Ω
C.滑动变阻器R,全电阻约1500Ω
D.直流电源E,电动势E=3V,内阻约为1Ω
E.开关S,导线若干
①在图2中的虚线框内完成实验电路图;
②改装后,电流表表盘上电流刻度要转换成磁感应强度B.
若2.0mA处标0T,那么1.0mA处标______T.(保留两位有效数字)
参考答案:
(1)根据表中实验数据可知,磁敏电阻阻值RB=UI=0.45V0.30×10-3=1.5×103Ω,RBR0=1.5×103150=10,
由图所示图象可知,磁感应强度B=1.2T;
(2)①实验电路图如图所示;
②由闭合电路欧姆定律得:Ig=ER内,R内=EIg=32×10-3=1500Ω,
I′=Ig2=ER内+RB,则RB=R内=1500Ω,由图象可知,此时磁感应强度为1.2T;
故答案为:(1)1.5×103;1.2;(2)①如图所示; ②1.2.
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 关于多用电表的使用:
(1)下列说法正确的是(?)
A、多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的
B、多用电表测电压、电流时,红表笔的电势都高于黑表笔的电势
C、多用电表测电阻时,红表笔的电势高于黑表笔的电势
D、用多用电表测电压、测电流和测电阻时,电流都是从红表笔流入的
E、用多用电表测电压、测电流和测电阻时,都用到了表内的电源
F、测电阻时,必须把与被测电阻相接的电源分离
G、测电阻时,两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,因此,应当用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
(2)用多用电表进行了几次测量,指针的位置如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,相应读数是多少?请填在表格中。#
(3)下列操作为某同学用多用电表测一个电阻(阻值约为200Ω)的操作步骤。下面为已打乱的该同学测量时的操作步骤,请按正常操作排序:?
A、将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度
B、将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
C、调节定位螺丝,使电表指针指在左端零刻度线上
D、旋转选择开关使其尖端对准欧姆档?10?
E、旋转选择开关使其尖端对准OFF挡或交流最大档,并拔出两表笔
(4)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中的?。
参考答案:(1)? ABDF??
(2)
(3)? CDABE?
(4)? B?
本题解析:(1)多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的,A正确
多用电表测电压、电流时,红表笔的电势都高于黑表笔的电势,B正确
多用电表测电阻时,红表笔接内部电源的负极,所以其电势低于黑表笔的电势,C错误
用多用电表测电压、测电流和测电阻时,电流都是从红表笔流入的,D正确
用多用电表测电阻时,用到了表内的电源,测电压、测电流时没有用到,E错误
测电阻时,必须把与被测电阻相接的电源分离,F正确
测电阻时,两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,但是千万不要用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起,因为这样相当于将人体电阻并连入电路中,会使得所测电阻偏小,G错误
故选ABDF
(2)若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,相应读数如下表
(3)用多用电表测一个电阻(阻值约为200Ω)的操作步骤:1、机械调零2、选档位3、欧姆调零4、测量5、整理,所以正确的顺序为:CDABE
(4)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;说明EF间没有电源,即电源接在下方,用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大,说明EF间有二极管,且E点接二极管的正极,那么只有B选项正确
故选B
本题难度:简单
3、实验题 某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。(电压表和电流表均视为理想电表)
(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。
(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是______________W。
参考答案:(1)增大
(2)“略”
(3)0.32(0.30~0.34都对)
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 (1)在用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验中提供了如下器材:
①待测电阻Rx(约100Ω);
②直流毫安表(量程0~20mA,内阻约50Ω);
③直流电压表(量程0~3V,内阻约5kΩ);
④直流电源(输出电压3V,内阻可不计);
⑤滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A);
⑥电键一个,导线若干条.
实验要求最大限度的减小误差,则毫安表的连接应选择______(填“内接”或“外接”)的连接方式;滑动变阻器的连接应选择______(填“限流”或“分压”)的连接方式.
(2)用如图1所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻.蓄电池的电动势约为2V,内电阻很小.除蓄电池、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:
A、电压表(量程3V)B、定值电阻R0(阻值4Ω,额定功率4W)
C、电流表(量程3A)D、电流表(量程0.6A)
E、滑动变阻器R(阻值范围0-20Ω,额定电流1A)
①电流表应选______;(填器材前的字母代号).
②根据实验数据作出U-I图象(如图2所示),则蓄电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω;(均保留三位有效数字)
参考答案:(1):由于待测电阻阻值较小,满足RVRx>RxRA,所以电流表应用外接法;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻,所以变阻器应采用分压式接法;
(2):①:根据闭合电路欧姆定律可知,通过电路的最大电流为:Imax=ER0=24A=0.5A,所以电流表应选D;
②:根据闭合电路欧姆定律应有U=E-Ir,变形为:U=-rI+E,根据函数斜率和截距的概念可知,U-I图象的截距表示电动势,斜率绝对值表示内阻的大小,
故E=2.10V
r=△U△I=2.10-0.420.40=4.20Ω
故答案为:(1)外接,分压
(2)①D;②2.10V,4.20Ω.
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线的实验电路图。
小题1:根据电路图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接完整。
小题2:开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A”、“B”或“AB中间”)
小题3:实验中测得有关数据如下表:
根据表中的实验数据,在图丙中画出小灯泡的I—U特性曲线(用横坐标表示U)。
小题4:根据你描绘的I—U特性曲线,可求得灯泡的额定功率为?W.
参考答案:
小题1:如图所示
小题2:)A
小题3:如图所示
小题4:0.63~0.67W
本题解析:略
本题难度:一般