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1、实验题 现在要测量一段电阻丝的电阻率r,其阻值Rx≈0.5Ω,允许通过的最大电流为0.5A。提供如下器材供你选择:
电流表A1(量程0.6 A,内阻约0.6 Ω)
| 电压表V2(量程3 V,内阻约3 kΩ)
|
待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)
| 标准电阻R0 (阻值5Ω)
|
滑动变阻器R1(5 Ω,2A)
| 滑动变阻器R2(200Ω,1.5A)
|
直流电源E(E=6V,内阻不计)
| 电键S、导线若干
|
① 图(甲)四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是(?);

② 实验中滑动变阻器应该选择?(选择“R1”或“R2”),并采用?接法;
③ 根据你在①、②中的选择,在图(乙)上完成实验电路的连接:

④ 实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率r的计算式为:r =?;
⑤ 用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图(丙)所示,则该电阻丝的直径D=?。
参考答案:①?C?(2分) ;②?R1,分压 ; (2分)③?如下图;(2分,有错即得0分)
④
?(2分)⑤ ?1.205(±0.002)mm。(2分)

本题解析:①伏安法测量电阻原理即测量出待测电阻两端的电压和通过电阻的电流,可供选择的电压表和电流表量程分别为
和
,而待测量的电阻只有
左右,电流表读数准确时电压表读数太小,而电压表读数准确时电流表又超量程,所以需要给待测量电阻串联一个定值电阻起保护作用,即使如此,待测电阻
,电流表选择外接法。②为获得多组实验数据减少实验误差,滑动变阻器选择分压式接入电路,因此滑动变阻器选择阻值小的
。③滑动变阻器分压式连接,待测量电阻和定值电阻串联,电流表外接,注意正负接线柱,实物连线见答案。④根据欧姆定律
,而
,带入即可得
。⑤螺旋测微器读数首先从固定刻度读出半毫米的整数倍即
,从可动刻度读出与主尺对齐的刻度线,估读一位即
乘以精确度
,最终结果为
。
本题难度:一般
2、实验题 (10分)某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率
≥200Ω·m的工业废水即达到排放标准)。如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱。容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm。将水样注满容器后,进行以下操作:

(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档 粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙所示,则所测水样的电阻约为? .?Ω。

(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程5mA,电阻R A为500Ω)
B.电压表(量程15 V,电阻R v约为10 kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请完成电路连接。
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如表所示。
U/V
| 2.0
| 4.0
| 6.0
| 8.0
| 10.0
| 12.0
|
I/mA
| 0.73
| 1.43
| 2.17
| 2.89
| 3.58
| 4.30
|
由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为?Ω·m。据此可知,所测水样?排放标准(填“达到”或 “没达到”)
参考答案:(1)1750 (3分)?(2)滑动变阻器要用分压接法,安倍表内接,见解析图a?(2分)(3)114(110-118) (3分)?没达到(2分)
本题解析:(1)1750Ω(1700-1800Ω)
(2)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法;又因为电流表内阻已知,则采用电流表内接法,电路连接如图a所示。
(3)利用R=U/I计算出每次的电阻R,再求平均值,总电阻为2780Ω,又R =R总-R A=2280Ω,根据电阻定律
,R代入数据得
=114Ωm小于200Ω? m
本题难度:简单
3、实验题 本题为选做题,考生只选择一题作答,若两题都作答,则按24-1题计分.
参考答案:24-1.偏转;不偏转24-2减少;增加
本题解析:24-1.只要穿过螺线管的磁通量发生变化就会有感应电流产生,由此可知将磁铁插入螺线管的过程中,电流表指针偏转,磁铁放在螺线管中不动时,磁通量不发生变化,电流表指针不偏转24-2只要电场力做正功,电势能减小,电场力做负功电势能增大
点评:本题难度较小,掌握产生感应电流的条件,只要电场力做正功电势能就减小,电场力做负功电势能就增大
本题难度:简单
4、填空题 在一次研究性学习的实验探究中,某组同学分别测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线,还测绘出了一个电阻两端的电压随电流表化的关系图线,如图中AC和OB.若把该电阻R接在该电源上构成闭合电路(R为唯一用电器),由图可知,外电阻的电阻值是_________,电源的电阻是_________,电源的输出功率是_________,电源的效率是_________.
参考答案:1.2 Ω? 0.3 Ω? 1.2 W? 80%.
本题解析:由图象可知,OB的斜率表示外电阻R="1.2/1" Ω="1.2" Ω;AC斜率的绝对值表示电源的内阻r="1.5/5" Ω="0.3" Ω;电源的输出功率P=UI,U为外电阻两端电压,电路中的总电流即为流过外电阻的电流,所以P=1.2×1 W="1.2" W;电源的效率η=P出/P总=I2R/I2(R+r)=R/(R+r)=80%.
点评:关键是理解图像的斜率和纵截距以及横截距的物理意义
本题难度:简单
5、填空题 某同学在实验室中找到一只小灯泡,标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清,为了得到额定电压值,他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
==1.23V.该同学怀疑所得电压值不准确,于是,他利用表(a)中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量.当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很弱,于是,该同学继续缓慢地增加电压,观察灯泡的亮度,并测出不同电压时的电流值,当达到2.70V时,发现灯泡已太亮,立即断开开关,如表(b)所示.
表(b)实际测量的电压、电流值 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/v 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310
|
通过表(b)中记录的数据进行分析,请完成下列实验要求:
①根据表(b)中的实验数据,在给出的方格纸内画出U-I图,并从图线上分析得到该灯的额定电压为______;
②从表(b)中的实验数据可以分析,该同学实验时所选择的最合理的电路应为下列四个电路图中的图______;所用的电流表为______;滑线变阻器为______.


参考答案:①、根据表(b)中数据描点并用平滑曲线画的U-I图象如图所示

再由图象可读出U=2.5V时对电流I=300mA,由P=U.I得P=2.5×0.3W=0.75W,正好达到其额定功率,故小灯泡额定电压为2.5V.
②、因电流、电压从零记起,故变阻器应用分压式接法,又小灯泡电阻远小于电压表内阻,故电流表应用外接法,电路图应选C;由表(b)知通过小灯泡的最大电流为310mA即0.31A,故电流表应选A?2,滑动变阻器用分压式应选阻值小的变阻器,故应选滑动变阻器R?1.
故答案为①U-I图象如上图,2.5V? ②C,A?2,R?1
本题解析:
本题难度:一般