1、实验题 (1)某同学用螺旋测微器测量一簿金属圆板的厚度d,示数如图所示。由图可读出d=________mm。
(2)某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验:
待测小灯泡(额定电压12V,工作时电阻为100Ω左右);
电源E(电动势为14V);
电压表V(量程为15V,内阻约为15kΩ);
电流表A(量程为100mA,内阻约为10Ω);
滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
单刀单掷开关;导线若干。
①在实验中,既要满足实验要求,又要减小误差,应选用的实验电路图________。
②请根据所选的实验电路图在实物图上连线。
③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。(结果保留3位有效数字)
④由小灯泡的伏安特性曲线可知:在较低电压区域(0-2V)内,小灯泡的电阻几乎不变;在较高电压区域(7-10V)内,小灯泡的电阻随电压的增大而________(填“增大”、“不变”或“减小”)。它们变化规律不同的原因是________。
参考答案:(1)50.80mm?(2)①? C?② 见下图?③1.18 ④ 增大,流过电阻的电流越大,电阻的温度就越高,电阻也随之增大
本题解析:⑴游标卡尺的主尺读数为50mm,游标读数为0.05×16mm=0.80mm,所以最终读数为50.80mm.
(2)、因做描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电流与电压从零调,故滑动变阻器应用分压式,又小灯泡的电阻远小于电压表内阻,故电流表应用外接法,既满足实验要求,又要减小误差的实验电路图应选C.
根据图丙连接实物图如图
由图象可知,当小灯泡电压为12V时,电流为98mA,所以小灯泡的额定功率为P=UI=12×0.098W=1.18W
根据电阻的定义式:R=,故曲线上的任意点与坐标原点的连线的斜率就表示它的电阻,由图可知,曲线上的任意点与坐标原点的连线的斜率随电压U增加而增大,故电阻随电压的增大而增大;流过电阻的电流越大,单位时间内电阻上产生的内能就越多,电阻的温度就越高,电阻也随之增大;
本题难度:一般
2、简答题 某学习小组用伏安法测量一未知电阻的阻值,给定器材及规格为:
电流表M量程0~5mA,内阻约为10Ω);
电压表八量程为O~3V,内阻约为3kΩ);
最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;
电源E(电动势约3V);
开关S、导线若干.
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图甲电路试测,读得电压表示数大约为2.5V,电流表示数大约为5mA,则未知电阻阻值Rx大约为______Ω;
(2)经分析,该电路测量误差较大,需作改进.请直接在原图甲上改画:①在不需要的连线上画“×”表示,②补画上需要添加的连线;
(3)对改进的电路进行测量,并根据测量数据画出了如图乙所示的U-I图象,得Rx=______Ω.(保留3位有效数字)
参考答案:(1)由殴姆定律R=UI可得
未知电阻阻值Rx大约为500Ω
(2)待测电阻较大,接近电压表的内阻,为了减小电压表的分流,所以采用电流表内接法.
(3)U-I图象的斜率表示电阻,
所以根据图象得Rx=△U△I=600Ω
故答案为:(1)500Ω (2)见答图 (3)600Ω
本题解析:
本题难度:一般
3、实验题 在测定一节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(电动势E约为1.5 V,内电阻r小于1.0Ω)
B.电流表A1(0~3 mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A,内阻Rg2="0.5Ω)"
D.滑动变阻器R1(0~2.5Ω,1 A)?
E.滑动变阻器R2(0~20Ω,l A)
F.定值电阻R0 (500Ω)?
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示中甲的(a)、 (b)两个参考实验电路,其中合理的是?图所示的电路(填写“a”或“b”);在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选? (填写器材前的字母代号).
(2)该同学根据(1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出I1―I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),请在图乙坐标系中作出I1―I2的定性图线。则图线斜率的绝对值等于?。(用题中所给的各物理量的符号表示)
(3)若将图线的纵坐标改为?,横轴仍为I2,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。
参考答案:(1) b?(2分)?D?(2分)
(2)(2分)?(2分)?
(3)I1(R0+Rg1+r)?(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
4、实验题 (9分)如图甲所示是一种测量电容的实验电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压为U时所带的电荷量Q,从而再求出待测电容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下:
a.按图甲所示的电路图接好电路;
b.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数I0="490" μA,电压表的示数U0="8.0" V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;
c.断开开关S,同时开始计时,每隔5 s或10 s测读一次电流i的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示.
(1)在图乙中画出i—t图线.?(2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是_________________.
(3)该电容器的电容为_________________F(结果保留两位有效数字).
参考答案:(1)用平滑的曲线连接。(图略)
(2)电容器充电到电压为U0时所带的电荷量
(3)1.0×10-3
本题解析:略
本题难度:简单
5、实验题 如图所示测定表头内阻的电路,电源内阻不计,当电阻箱的电阻调到1200 Ω时,电流表指针偏转到满刻度;再把电阻箱的电阻调到3000 Ω时,电流表指针刚好指到满刻度的一半.
(1)根据上述数据可求出电流表的内阻为_?__Ω;
(2)若这个电流表的满刻度值是500μA,要把它改装成量程为3 V的电压表,应串联一个电阻值为___?_Ω的分压电阻;?
(3)为了核对改装成的电压表V,给你一个标准电压表V0,一个4.5 V的电池组E,一个最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器R,开关S及若干导线.请画出符合要求的电路图。
参考答案:(1)600Ω(2)5400Ω(3)
本题解析:(1);联立可得
(2),解得
(3)电路图如图所示:
点评:做本题的关键是知道电压表改装需要串联一个电阻分压
本题难度:一般