1、实验题 (14分)影响材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律,他们用这种材料制作成电阻较小的元件P,测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图,请添加两根导线,使电路完整.
(2)改变滑动变阻器的阻值,记录两电表的读数.根据表中数据,在图b中画出元件P的I-U图象,并判断元件P是金属材料还是半导体材料?答:?
U/V
| 0
| 0.40
| 0.60
| 0.80
| 1.00
| 1.20
| 1.50
|
I/A
| 0
| 0.04
| 0.09
| 0.16
| 0.25
| 0.36
| 0.56
|
(3)若可供选择的滑动变阻器有R1(最大阻值2Ω,额定电流为0.3A)、R2(最大阻值10Ω,额定电流为1A),则本实验应该选用滑动变阻器?.(填器材前的编号)
(4)把元件P接入如图c所示的电路中,已知定值电阻R阻值为4Ω,电电动势为2V,内阻不计,则该元件实际消耗的电功率为?W.
参考答案:(1)如图所示(3分)?(2)如图所示(3分)?半导体材料(2分)
(3)R2?(3分)
(4)0.25(0.23~0.27均算对)?(3分)
本题解析:(1)由题意知,该实验从零开始测量多组数据,故滑动变阻器用分压式接法,由测量数据知可估算待测电阻的阻值较小,故测量电路用电流表的外接法,所以实物图如图所示;(2)描点画图,如图所示,随电压的增大,阻值越来越小,所以该材料是半导体材料
(3)由测量数据知,电流表的读数有大于0.3A的电流,所以电阻R1的额定电流太小,不能满足需要,故应选择R2;(4)连入电路后,根据闭合电路的欧姆定律,元件的电压与电流满足关系式,在I-U坐标中画出该直线,与伏安特性曲线的交点为元件的电压、电流的实际值,如图所示,所以该元件实际消耗的电功率为P=1×0.25W=0.25W
本题难度:一般
2、简答题 (1)某电阻丝R的额定电压为3V,为测量其电阻值,①某同学先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“______”档位(选填“×100”或“×1”),然后进行______,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,则此段电阻丝的电阻为______Ω.
(2)现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材
A:电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B:电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C:电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D:电压表V2(量程15.0V,内阻约5kΩ)
E:滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F:滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G:电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H:电键、导线若干.
为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母)电流表______.电压表______.滑动变阻器______.
(3)下列给出的测量电路中,最合适的电路是______.
(4)由于电表的内阻会给实验结果带来影响,为了精确测量该电阻的阻值,在上面实验中先测出______表(选填“电压”、或“电流”)的内阻.
参考答案:(1)多用电表指针的偏转角度太大,指示值太小,要使指针指在中央附近,指示值变大,根据欧姆挡读数=指示值×倍率可知,应换用倍率小的挡位,用×1挡.
换挡后,要重新进行欧姆调零.此段电阻丝的电阻为12Ω.
? (2)电阻丝R的额定电压为3V,故电压表选C.
? 该电阻中最大电流约为Imax=UmR=312A=250mA,故电流表选A.
? 此段电阻丝的电阻约为12Ω,比较小,变阻器选F,采用限流式接法.
? (3)由于RVR>RRA,采用电流外接法,故选C.
? (4)由图测量值R测=RVRRV+R,为了精确测量该电阻的阻值,实验中要先测出电压表的内阻.
故本题答案是:
? (1)×1?欧姆调零?12
? (2)A? C?F
? (3)C?
? (4)电压
本题解析:
本题难度:一般
3、实验题 (10分)某实验小组利用如图1所示的电路做“测量电池的电动势和内电阻”的实验。
(1)请你根据电路图,在图2所示的实物图上连线。
(2)该小组利用测量出来的几组电压和电流值画出了U—I图线如图3。根据图线求出电源的电动势E=__________,电源的内电阻r=___________。
(3)另一实验小组也做了“测量电池的电动势和内电阻”的实验,他们在实验室里找到了以下器材:
A.一节待测的干电池
B.电流表A1(满偏电流3mA,内阻RA1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻RA2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.定值电阻R0(1190Ω)
F.开关和导线若干
某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但提供了两块电流表,于是他设计了如图4所示的电路,并进行实验。该同学测出几组电流表A1、A2的数据I1、I2,利用测出的数据画出I1-I2图像,则由图像可得被测干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。
?
参考答案:(1)如图所示?(2)U0??(3)1.5? 0.6?
本题解析:解(1)根据电路图连接实物电路图,如图所示.(2)由图3所示可知,电源电动势为U0,电源内阻.(3)由图5所示可知,
I1=1.25mA,I2=0.5A,电源电动势E=I1(RA1+R0)=1.25×10-3×(10+1190)=1.5V;电源内阻.
本题难度:一般
4、实验题 在用DIS描绘电场等势线的实验中
(1)电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了由二个?
?产生的?;用?探测等势点.
(2)(单选题)在安装实验装置时,正确的做法是?
A.在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸.
B.导电纸有导电物质的一面应该向上.
C.连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘.
D.连接电极a、b的电源电压为交流4~6V.
参考答案:(1)等量异种点电荷 (得1分),静电场 (得1分)电压传感器(得1分)
(2)( B )(得3分),
本题解析:此题涉及电学实验描绘电场等势线。实验中使用DIS,则会用到电压传感器,但是不能真正测量静电场的等势线,只能用直流电源产生的稳恒电流来模拟等量异种点电荷的静电场。在实验中,在一块平整木板上依次铺放复写纸白纸、复写纸、导电纸故A选项错误;有导电物质的一面向上,才能测定电势情况,B选项正确。连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持良好的接触才能产生稳恒电流,C选项错误;连接电极a、b的电源电压为直流电,故D选项错误。本题考查了描绘等势线的原理,难度一般。
本题难度:一般
5、实验题 表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:
(1)分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图__________(填“甲”或“乙” );
?(2)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线。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” );
(3)如图丙所示,用一个阻值为10Ω定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上。则流过灯泡的电流约为__________A。
参考答案:(1)甲
(2)如图,变大
(3)0.170~0.175内均可
本题解析:
本题难度:一般
Beware of the fury of a patient man. 要小心脾气好的人发火。