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1、简答题 金属材料的电阻率通常随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率随温度的升高而减少.某同学需要研究某导电材料的导电规律,他用该种导电材料制作为电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)他应选用图所示的______电路进行实验

(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是______?(填“金属材料”或“半导体材料”);
| U/V | 0 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
|
(3)用螺旋测微器测量线状元件Z的直径如图2所示,则元件Z的直径是______mm.
(4)把元件Z接入如图1所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为______V,内阻为______Ω.(?不计电流表的内阻)

参考答案:(1)电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;待测电阻阻值很小,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,由图1所示电路图可知,实验应采用A所示电路.
(2)由表中实验数据可知,随元件电压增大,通过元件的电流增大,元件的实际功率增大,元件温度升高;由欧姆定律可知,随元件两端电压增大,元件电阻减小,因此元件是半导体材料.
(3)由图2所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为1.5mm,可动刻度示数为49.0×0.01mm=0.490mm,元件的直径为1.5mm+0.490mm=1.990mm(1.989~1.991均正确).
(4)由图3可知,元件Z与电阻R串联,电流表测电路电流,由表中实验数据可知,电流为1.25A时,元件两端电压为1.00V,电流为0.80A时,元件两端电压为0.80V,由闭合电路欧姆定律可得:E=I(R+r)+UZ,
E=1.25×(2+r)1.00,E=1.25×3.6+r)+0.80,解得,电源电动势E=4.0V,内阻r=0.4Ω.
故答案为:(1)A;(2)半导体材料;(3)1.990;(4)4.0;0.4.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,是测量电池的电动势和内阻的实验中得到的图线,则该电池的电动势?为______V,内阻为______Ω,电流为0.5A?时外?电?阻?为______Ω.(保留两位有效数字)
参考答案:由图可知,电源的电动势为E=1.50V;
当路端电压为1.00V时,电流为0.60A;
由E=U+Ir可得:
r=E-UI=1.5-1.00.6=0.83Ω,
所以U=1.5-0.83I
当电流为0.5A?时,U=1.08V
R=UI=1.080.5=2.2Ω
故答案为:1.5V;0.83Ω;2.2Ω
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,质量为m,电量为q的带电粒子以初速v0进入由两个平行金属板构成的场强为E的匀强电场中,两极板长度为L,电容器极板中央到光屏的距离也是L.已知带电粒子打到光屏的P点,不计重力作用.求偏移量OP的大小.
参考答案:水平方向:粒子做匀速直线运动,则t=Lv0
? 竖直方向:粒子做初速度为零的匀加速直线运动.加速度a=qEm
?设粒子射出电场时,速度偏向角为θ
? 则tanθ=vyv0=atv0
? 代入得tanθ=qELmv20
? 故OP=Ltanθ=qEL2mv20
答:偏移量OP的大小为qEL2mv20.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 有一蓄电池,当移动6C电荷时非静电力做功是12J,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.25A,供电30min,非静电力做功多少?
参考答案:已知q=6C,非静电力做功为:W=12J
则该蓄电池的电动势为:E=Wq=126V=2V
由E=Wq,q=It得非静电力做功为:
W非=EIt=2×0.24×30×60J=864J
答:该蓄电池的电动势是2V,非静电力做功为864J.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)如图所示,用螺旋测微器测量的金属丝直径为______mm.
(2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为10Ω)时,备有下列器材:
A.量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω的电流表;
B.量程为0~3A,内阻为0.1Ω的电流表;
C.量程为0~3V,内阻为6kΩ的电压表;
D.量程为0~15V,内阻为30kΩ的电压表;
E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;
F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;
G.蓄电池6V;
H.开关一个,导线若干.
为了尽可能提高测量精度,且要求电压从0开始测量多组实验数据,电流表应选用______;电压表应选用______;滑动变阻器应选用______.(只填字母代号)
(3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.

参考答案:(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度的示数为0.5mm,
可动刻度示数为20.0×0.01mm=0.200mm,螺旋测微器的示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm;
(2)电源电动势为6V,选0~15V量程的电压表读数误差较大,
电压表应选C、量程为0~3V,内阻为6kΩ;
通过电阻丝的最大电流约为I=3V10Ω=0.3A,电流表应选A、量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω;
为方便实验操作,滑动变阻器应选F、阻值为0~10Ω,额定电流为2A;
(3)电压从0开始测量,滑动变阻器应采用分压接法;RRA=10Ω0.5Ω=20,
RVR=6000Ω10Ω=600,RVR>RRA,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
故答案为:(1)0.700;(2)A;C;F;(3)电路图如图所示.

本题解析:
本题难度:一般
A hedge between keeps friendship green. 交友有度,友谊常青. / 君子之交淡如水.