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1、实验题 (10分)如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:
U(V):]
| 1.2
| 1.0
| 0.8
| 0.6
|
I(A)
| 0.10
| 0.17
| 0.23
| 0.30
|
(1)R0的作用是?;
(2)用作图法在坐标系内作出U-I图线;
(3)利用图线,测得电动势E=?V,内阻r =??Ω。

(4)某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知,被测电池组电动势E=________V,电池组的内阻r=_______Ω。

参考答案:(1)保护电源、电表,防止短路;(2分)
(2)作图;(2分)

(3)1.5,? 1.0? (3分)(4)30,? 5? (3分)
本题解析:
分析:(1)通过电源、电表的电流不宜太大,故需串接定值电阻,以减小最大电流;
(2)先描点,然后用一条直线连接起来,如果不能通过所有点,使曲线两侧的点数大致相同;
(3)电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势;斜率表示内电阻;
(4)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,利用这个结论求解即可.
解:(1)一节干电池的电流不宜长时间超出0.6A,否则会损坏电池;电流表也有量程,不能超过;
故答案为:保护电源、电表,防止短路.
(2)先描点,然后用一条直线连接起来,如果不能通过所有点,使曲线两侧的点数大致相同,如图所示;

(3)电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势,故E=1.5V;
斜率表示内电阻,故r=
=
=3Ω;
(4)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,由图象可以看出,当电阻R=5Ω时,电源的输出功率最大,为45W,故电源内阻为5Ω;
再根据P=I2R=(
)2R,有:45=(
)2×5,解得:E=30V.
故答案为:30,5.
本题难度:一般
2、实验题 (共10分)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约10Ω)? A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大)?V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(20Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器:R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~10Ω,允许最大电流0.3A)
滑动变阻器:R3(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)(每空1分)电流表应选 ?,电压表应选?,滑动变阻器应选?.(填字母代号)
(2)(4分)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)

(3)(3分)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=?
参考答案:(1)A1?V1?R1?(2) 如下图所示?(3)

本题解析:(1)因电源E的电动势约为3V,所以电压表选择V1,待测电阻Rx的阻值(约为30Ω),所以流过的最大电流Rx
,如果选择电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω),指针偏转角度很小,读数不准确,所以电流变选择A1,滑动变阻器R2的全阻值太大,操作部方便,所以滑动变阻器选择R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
(2)因实验要求测量值的范围尽可能大一些,所以控制电路用分压式接法,又Rx是小电阻,故测量电路用电流表的内接法,为使流过电流表的电流不超过其量程,故应与待测电阻串联一定值电阻起保护作用,所以电路图为:

本题难度:一般
3、简答题 为了测定电流表A1的内阻,采用如图1所示的电路.其中:
A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω;
A2是标准电流表,量程是200μA;
R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;
R2是滑动变阻器;
R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4V,内阻不计;
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.

(1)根据电路图1,请在图2中画出连线,将器材接成实验电路
(2)连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA.若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R1的阻值是
______Ω,则待测电流表A1的内阻Rg=______Ω.
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用:______(填写阻值相应的字母).
A.200kΩ?B.20kΩ?C.15kΩ?D.20Ω
(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用,既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器______(填写阻值相应的字母)是最佳选择.
A.1kΩ?B.5kΩ?C.10kΩ?D.25kΩ
参考答案:(1)连接实物图时注意:正负极不能接反了,导线要接在接线柱上,答案如下图所示:

(2)电阻箱的读数为:R=8×10+6×1+0.1×3=86.3Ω;由于两次测量电流表A2的示数相同,而且其它电阻阻值不变,故电流A1的阻值和电阻箱示数相等.
故答案为:R1=86.3Ω,Rg=86.3Ω.
(3)为了保证安全,当滑动变阻器R2的阻值调为零时,电路中的电流也不能超过200μA,根据这点可以求出保护电阻的阻值(由于两电流表内阻较小可省略):
R3=EIg=42×10-4=20kΩ,保护电阻为20kΩ即可,若大于20kΩ会导致电流表示数太小,实验误差增大,故ACD错误,B正确.
故选B.
(4)根据电流表示数为150μA可知回路中的电阻为:R=EI=41.5×10-4≈?26.7kΩ,R3=20kΩ,A、B选项中电阻太小不能满足要求,故AB错误,D中电阻太大调节不方便,故D错误,C正确.
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
4、实验题 在测定金属丝电阻率的实验中,如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径d=____ _____mm。如图乙所示,用多用电表的“×1”欧姆挡,调零后测得金属丝阻值R=______ ___Ω,若实验中测出金属丝的长度为L,通过伏安法测得的电阻与多用表所测非常接近,则该金属丝电阻率的表达式ρ=_________(用符号表示)。
参考答案:0.730? 8?
本题解析:用螺旋测微器测得金属丝的直径d=0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm
金属丝阻值R=8Ω
根据
,若实验中测出金属丝的长度为L,则该金属丝电阻率的表达式ρ=
故答案为:0.730? 8?
本题难度:一般
5、简答题 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0v.0.7A”;
电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围O~10Ω,;
学生电源E,电动势6V,内阻不计;
开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______Ω.
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______V.
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.

参考答案:(1)由图2所示可知,电压表分度值是0.1V,电压表示数为2.3V,此时灯泡电阻RL=UI=2.3V0.46A=5Ω.
(2)电压表内阻为9kΩ,标准电阻R2阻值为3kΩ,电压表最大示数为3V,由串联电路特点可知,标准电阻R2电压为1V,灯泡两端电压为:3V+1V=4V.
(3)电流表A1量程太大,读数误差太大,为减小误差,应该选用电流表A2,给电流表A2并联一个分流电阻,实验电路图如图1或图2所示.
故答案为:(1)5;(2)4;(3)实验电路图如图所示.

本题解析:
本题难度:一般