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1、简答题 某同学在做电路实验时,按如图所示的电路图连接了电路,其中R1=12Ω,R4=4Ω,R2与R3数值未知,灯L1与L2均标明“6V,3W”字样.闭合电键S,两灯均正常发光.
(1)此时A表的读数为______A;后来他断开电键S,将R1与R4的位置互换,其他电路不动,再闭合电键S时,发现电路出了一个故障,但A表仍有读数,示数为0.56A.
(2)请说明发生了什么故障______,请分析产生故障的原因:______;
(3)根据以上数据,该同学计算得到电源电动势ε为______v,电源内阻r为______Ω.
参考答案:(1)电路图中,电阻R3与R2并联后与R4串联,三电阻混连后再与L2并联;R1与L1是并联;两个并联部分是串联;
闭合电键S,两灯均正常发光,电流为:IL1=IL2=PLUL=3W6V=0.5A;
电阻R1的电流为:IR1=6V12Ω=0.5A;
故电流表读数为:IA=IL1+IR1-IL2=0.5A;
(2)将R1与R4的位置互换,由于R1>R4,导致电灯L1电压变小,电灯L2电压变大,超过额定电压,故电灯L2会损坏;
(3)R1与R4的位置互换之前,干路电流为:I=IL1+IR1=1.0A;
电阻R3与R2并联后总电阻为:R23=6V0.5A-4Ω=8Ω;
R1与R4的位置互换之前,根据闭合电路欧姆定律,有:
E=UL1+UL2+Ir=12+1×r? ①
R1与R4的位置互换后,根据闭合电路欧姆定律,有:
E=IA(R23+R4+RL1并1+r)=0.56×(8+4+6V1A+r)? ②
联立解得:r=2Ω,E=14V;
故答案为:(1)0.5;(2)L 2烧坏;电压分配不均,L 2的电压过大;(3)14,2.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300Ω.
实验步骤如下:
①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R0的阻值调到较大;
②闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;
③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R0的阻值大小,使电压表的指针指到满刻度的一半;读出此时电阻箱R0的阻值,即为电压表内阻RV的测量值.实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9Ω)、电池(电动势约1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实
A.滑动变阻器(最大阻值150Ω);
B.滑动变阻器(最大阻值10Ω);
C.定值电阻(阻值约20Ω);
D.定值电阻(阻值约200Ω).
根据以上设计的实验方法,回答下列问题:
(1)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压
表内阻的测量值R测______真实值RV(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用______,定值电阻R"应选用______(填字母代号).
(3)在其它元件不变的情况下,为使测量更准确,可换用一电动势更______的电池(内阻可忽略)(填“大”或“小”)
参考答案:(1)从实验原理分析可知,当再闭合开关S2,调整电阻箱R0的阻值,从而使得滑动变阻器两端电压变大,即使电压表示数为一半,而电阻箱R0的电压偏大,导致所测电阻也偏大,所以测量电阻大于真实电阻;
(2)该实验中,滑动变阻器采用了分压接法,因此要选择总阻值较小的,即选择B,定值电阻R"的阻值不能过大,否则R"分得的电压偏大,影响实验的准确性,故选C;
(3)为使测量更准确,可换用一电动势更大的电池;
故答案为:(1)大于;?(2)B;C;? (3)大
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
| 器?材(代号) | 规?格 电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V) 电阻(R1) 滑动变阻器(R2) 电池(E) 开关(S) 导线若干 量程10mA,内阻r1待测(约40Ω) 量程500μA,内阻r2=750Ω 量程10V,内阻r3=10kΩ 阻值约100Ω,作保护电阻用 总阻值约50Ω 电动势1.5V,内阻很小
|
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号.
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=______,式中各符号的意义是:______.
参考答案:(1)由于电源电动势较小,故本实验中电压表不可以使用,但是电流表可视为一个小电阻,同时可显示通过的电流值,因而可知道其两端的电压值,可充当电压表,滑动变阻器总阻值较小,本着可多次变换测量值的原则,应采用分压接法,故电路如图所示:

(2)根据欧姆定律得:
r1=I2r2I1
式中I1、I2分别为电流表A1与电流表A2的读数;r1、r2分别为电流表A1与电流表A2的内阻.
答:(1)

(2)根据欧姆定律得:r1=I2r2I1,式中I1、I2电流表A1与电流表A2的读数;r1、r2分别为电流表A1与电流表A2的内阻.
本题解析:
本题难度:一般
4、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
5、实验题 有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值Rx。
(1)若已知这段导体的电阻约为30Ω,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是?。(只填写字母代号)
A.电池(电动势14 V、内阻可忽略不计)? B.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~100m A,内阻约12 Ω) D.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)
E.电压表(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)? F.滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
G.滑动变阻器(0~500 Ω,允许最大电流0.5 A)
(2)在方框中画出测这段导体电阻的实验电路图(要求直接测量的变化范围尽可能大一些)。
(3)根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图所示,发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是 ?
参考答案:(1)ABEF;(2)电路图如图所示;(3)伴随导体中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
本题解析:(1)实验中需要电源:A.电池(电动势14V、内阻可忽略不计);电路最大电流约为
,电流表可选:B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω);电源电动势为14V,电压表可选:E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ);电源电动势为14V,滑动变阻器可选,F、0~10Ω,允许最大电流2.0A;即还需要的实验器材为:ABEF.
(2)要准确测量电阻阻值,应进行多次测量求平均值,测量多组实验数据,滑动变阻器可以采用分压接法;待测电阻阻值约为30Ω,电流表内阻约为0.12Ω,电压表内阻约为15kΩ,相对来说,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表可以采用外接法,电路图如图所示.

(3))伴随导体中的电流增大,电流流过电阻产生的热量越来越多,电阻温度越来越高,
导体电阻率变大,导体电阻变大,导体电阻不再是定值,因此导体的伏安曲线不再是直线而发生弯曲.
本题难度:一般