1、实验题 (6分)实验室中现有如下器材:
电池E(电动势6V)
电流表A(量程0.6A)
电压表Vl(量程3V,内阻未知)
电压表V2(量程3V,内阻10KΩ)
滑动变阻器R1(最大阻值约20Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
开关S和导线若干
某同学设计了一个同时测定滑动变阻器R1最大阻值和电压表Vl内阻的实验电路,如图所示.若某次实验中电流表的示数用I表示,电压表Vl、V2的示数分别用U1、U2表示,电压表V2的内阻用r2表示,则R1的最大阻值R1m=________;电压表Vl的内阻r1=________.
参考答案:?
本题解析:根据欧姆定律可知,变阻器R1的最大阻值;根据串联电路的规律可知两电压表的电流相等,故有,所以可知电压表Vl的内阻;
本题难度:一般
2、实验题 (10分)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;A为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
(1)在图中画线连接成实验电路图。
(2)完成下列主要实验步骤中的填空
①按图接线。
②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出___________________,并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=_________。
(4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。
参考答案:(1)
(2)重新处于平衡状态;电流表的示数I;此时细沙的质量m2;D的底边长度l;
(3)
(4)m2>m1
本题解析:开关S断开时,D中无电流,D不受安培力,此时D所受重力Mg=m1g;S闭合后,D中有电流,左右两边所受合力为0,D所受合力等于底边所受的安培力,如果m2>m1,有m2g= m1g+BIL,则安培力方向向下,根据左手定则可知,磁感应强度方向向外;如果m2<m1,有m2g= m1g-BIL,则安培力方向向上,根据左手定则可知,磁感应强度方向向里;综上所述,则B=。
本题难度:简单
3、实验题 在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数D=?mm。
(2)先用欧姆表(×1档)粗侧,如右图,再使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用?,电流表应选用?,滑动变阻器应选用?(选填器材前的字母)。
(3)若采用图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的_______点相连(选填“a”或“b”)。若某次测量中,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ= ? ?。
参考答案:①0.516 (0.515~0.519)?②3Ω?③? A C E?④b??⑤镍铬合金
本题解析:①主尺读数为0.5mm,可动刻度为1.6×0.01mm,读数为0.5mm+1.6×0.01mm=0.516mm,(2)万用表测量出的电阻为3Ω,电源电动势为4V,电压表选择A,最大电流为1.33A电流表选择C,滑动变阻器选择限流连接,选E(3)根据欧姆定律,电阻率为
本题难度:简单
4、填空题 在如图下所示的电路中,电流表、电压表的读数如图所示, 则通过R的电流是__ ___A,加在电阻R两端的电压是___ ___V。
参考答案:2.40 ;12.0
本题解析:电流表的量程为0-3A,分度值为0.1A,指针指在24格上,故读数为2.4A;
电压表的量程为0-15V,分度值为0.5V,指针指在24格上,故读数为12.0V,
考点:本题考查了电压表和电流表的读数。会根据电表的量程和分度值读出示数的大小是本题的关键.
本题难度:一般
5、简答题 (1)如图a所示,用铁架台、弹簧和多个质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.
①为完成实验,还需要的实验器材有:______.
②图b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为______N/m.图线不过原点的原因是由于______.
(2)有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图所示.用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为100Ω,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度.某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验.
A.刻度尺(最小分度为mm);
B.游标卡尺;
C.电流表A1(量程0~300mA,内阻约0.2Ω);
D.电流表A2(量程0~100mA,内阻约0.6Ω);
E.电压表V1(量程10V,内阻约5kΩ);
F.电压表V2(量程5V,内阻约3kΩ);
G.滑动变阻器R1(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A);
H.滑动变阻器R2(阻值范围0~1.5KΩ,额定电流1A);
I.电源E(电动势9V,内阻可不计);
J.开关一个,导线若干.
①他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l,用游标卡尺测量该陶瓷管的外径D.
②为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表______,电压表______,滑动变阻器______.(填写器材前面的字母代号)
③在答题卷方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图.
④若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d的数学表达式为:d=______(用所测得的量和已知量的符号表示).
参考答案:(1)①实验需要测量弹簧的拉力,需要测量钩码的质量,求出其重力,并测量弹簧伸长的长度,故需要天平和刻度尺.
②由k=△F△x=6(3.5-0.5)×10-2N/m=200N/m.
由图可知,当F=0时,x=0.5cm,说明没有挂重物时,弹簧有伸长,是由于弹簧自身的重力造成的.故图线不过原点的原因是由于弹簧有自重.
(2)电源的电动势E=9V,电阻膜的最大电流大约Imax=ER=9100A=90mA,故电压表选V1,电流表选A2.
电阻膜的电阻大约100Ω远小于R2,故变阻器采用限流式接法.电路如下.
由电阻定律,得R=ρLd?πD=UI
解得 d=ρlIπDU
故答案是:(1)①刻度尺、天平
②200N/m、弹簧有自重
(2)②D,E,H
③如图(电流表外接法,变阻器限流式)
④d=ρlIπDU
本题解析:
本题难度:一般
Procrastination is the thief of time. 拖延为时间之贼.