
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文檔簡介
專題18電學(xué)實(shí)驗(yàn)
(2023?江蘇卷)小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響.所用器材有:干電池(電動(dòng)勢約1.5V,
內(nèi)阻不計(jì))2節(jié);兩量程電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kC;量程0~15V,內(nèi)阻約15kQ)1個(gè);滑動(dòng)變阻器
(最大阻值50。)1個(gè);定值電阻(阻值50。)21個(gè);開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)電路如題1圖所示.
(1)電壓表量程應(yīng)選用(選填“3V”或“15V”)。
(2)題2圖為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全).先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置,然后
用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱(選填“3”“C”“ZF)連接,再閉合開關(guān),開
始實(shí)驗(yàn)。
2圖
(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變,依次測量電路中。與1,2,21之間的電壓.某
次測量時(shí),電壓表指針位置如題3圖所示,'V。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測電阻值R
的關(guān)系圖線,如題4圖中實(shí)線所示。
(4)在題1圖所示的電路中,若電源電動(dòng)勢為E,電壓表視為理想電壓表,滑動(dòng)變阻器接入的阻值為
Ri,定值電阻的總阻值為4,當(dāng)被測電阻為R時(shí),其兩端的電壓U________(用E、Ri、&、R表示),據(jù)
此作出U-R理論圖線如題4圖中虛線所示.小明發(fā)現(xiàn)被測電阻較小或較大時(shí),電壓的實(shí)測值與理論值相差
較小。
(5)分析可知,當(dāng)R較小時(shí),。的實(shí)測值與理論值相差較小,是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍。妷罕韮?nèi)阻對
測量結(jié)果影響較小.小明認(rèn)為,當(dāng)R較大時(shí),U的實(shí)測值與理論值相差較小,也是因?yàn)橄嗤脑?你是
否同意他的觀點(diǎn)?請簡要說明理由_____=
ER
【答案】(1)3V(2)D(3)1.50(4)-——(5)不同意,理由見解析
&+R2
【解析】(1)所用電源為兩節(jié)干電池,電動(dòng)勢為3V,則所用電表量程為3V;
(2)閉合電鍵之前,滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)該調(diào)到最大,則由圖可知,電池盒上的接線柱A應(yīng)該與滑動(dòng)變
阻器的接線柱。連接;
(3)電壓表最小刻度為0.1V,則讀數(shù)為1.50V;
,E
(4)由閉合電路歐姆定律可得/=三一-
K.+&
ER
當(dāng)被測電阻阻值為R時(shí)電壓表讀數(shù)U=IR=
R、+7?2
E
I—
(5)不同意;當(dāng)R較大時(shí),則電壓表內(nèi)阻不能忽略,則電路中的電流R*R「R)+或
RRV___________E___________
R+R(N+凡-R)(R+&)+]
則電壓表讀數(shù)為ifv
12R+RvRRv
u=___________=________
當(dāng)R較大時(shí),R=R2時(shí)R最大,此時(shí)MR+Ry)?]旦+旦+1
R2RyRvR2
U二E.
因Rv?R,則電壓表讀數(shù)接近于旦+i
1.(2023?江蘇省金湖中學(xué)高三檢測)小明用多用電表歐姆擋粗測一電阻R、.的阻值為幾歐姆,為了比較
精確地測定R阻值,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變,將c點(diǎn)先后與a、6點(diǎn)連接,發(fā)
現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大,電流表示數(shù)基本不變,則測量時(shí)應(yīng)將c點(diǎn)接(選填點(diǎn)”或“b點(diǎn)”),
按此連接測量,測量值________(選填“小于”“等于”或“大于”)真實(shí)值。
(2)除電源(電動(dòng)勢3.0V,內(nèi)阻不計(jì))、電壓表(量程0?3V,內(nèi)阻約3k。)、開關(guān)、導(dǎo)線若干外,
還提供如下實(shí)驗(yàn)器材:
A.電流表(量程。?0.6A,內(nèi)阻約0.1。)
B.電流表(量程0?3.0A,內(nèi)阻約0.02。)
C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10。,額定電流2A)
D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1k。,額定電流0.5A)
為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用o(均選填實(shí)驗(yàn)
器材前的字母)
(3)小明某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為A;小明又多次測量,得到多組數(shù)
據(jù),并在坐標(biāo)紙上標(biāo)出,如圖丙所示。請作出該電阻的U—/圖線,根據(jù)圖線得出該電阻凡=。(結(jié)
果保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】(1)。點(diǎn)小于(2)AC(3)0.34見解析圖5.8
【解析】(1)電壓表示數(shù)變化較大,說明電流表分壓較大,而電流表示數(shù)基本不變,說明電壓表分流
較小,可以忽略,故采用電流表外接法,即應(yīng)接。點(diǎn)。
電壓表測量的電壓為準(zhǔn)確值,但電流表測量的電流為電阻和電壓表電流之和,即電流測量值偏大,根
據(jù)7?=今可得電阻測量值偏??;
(2)由題知,電源電動(dòng)勢為3V,未知電阻約為幾歐姆,則0.6A的電流表足夠使用,故電流表選A.
為了調(diào)節(jié)方便、誤差小,滑動(dòng)變阻器要選最大阻值較小的,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C。
(3)電流表的量程為0.6A,由題圖乙可得讀數(shù)為0.34A。
由測量得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)可知圖像為一條直線,作圖如圖所示
2.60-1.15
圖線的斜率為電阻的大小,由圖可得尺=Q=5.8Q
0.45-0.20o
2.(2023?江蘇蘇州市模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了測量金屬絲的電阻率,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,
用米尺測量金屬絲的長度,用伏安法測出金屬絲的電阻尺,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率。
甲乙
(1)測量時(shí)螺旋測微器如圖甲所示,金屬絲的直徑為mmo
(2)現(xiàn)有電動(dòng)勢為3V的電源、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:
A.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約10k。)
B.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約2。)
C.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為10。)
D.滑動(dòng)變阻器&(最大阻值為100C)
①用多用電表粗測金屬絲的電阻大約為5Q,要求較準(zhǔn)確地測出其阻值,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填
“Ri"或")
②實(shí)驗(yàn)中該小組實(shí)物接線如圖乙所示,閉合開關(guān)前檢查電路,請指出其明顯錯(cuò)誤或不合理的地方:
(3)不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法,都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,某小組按如圖丙所示的電路進(jìn)行
測量,可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差。利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過程是:
第一步:先將&的滑片調(diào)到最左端,單刀雙擲開關(guān)S2向1閉合,閉合開關(guān)Si,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和
&,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過量程),讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)Ui、Zio
第二步:保持兩滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,將單刀雙擲開關(guān)S2向2閉合,讀出此時(shí)電壓表和電流表
的示數(shù)5、ho由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出被測電阻&=o
【答案】(1)0.955(2)①R②電流表應(yīng)外接;滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左端(3)苧一生
11h
【解析】(1)由題圖甲可知,其示數(shù)為(0.5+45.5x0.01)mm=0.955mm?
(2)由已知待測電阻大約為5d如果選100C的滑動(dòng)變阻器,兩者差值過大,因此為了便于測量和
讀數(shù),應(yīng)選擇與待測電阻阻值相近的R.待測電阻與電壓表電流表內(nèi)阻的關(guān)系為&=5/欣,故電流表
應(yīng)選擇外接法;在開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的電阻應(yīng)全部接入干路,故滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左端。
(3)單刀雙擲開關(guān)S2向1閉合,由閉合電路歐姆定律Ui=/i(&+RA+R)
保持兩滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,將單刀雙擲開關(guān)S2向2閉合,由閉合電路歐姆定律U2=/2(RA+
UI竺
Ri),聯(lián)立解得Rx—I\~h°
3.(2023.江蘇蘇州市模擬)某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變.其電阻率也要發(fā)生變化。這種由
于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)?,F(xiàn)用如圖所示的電路研究某長薄板電阻尺的
壓阻效應(yīng)。已知&的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐。實(shí)驗(yàn)室中有下列器材:
A.電源E(3V,內(nèi)阻約為1C)
B.電流表Ai(0.6A,內(nèi)阻r=5Q)
C.電流表A2(0.6A,內(nèi)阻約為1。)
D.開關(guān)S,定值電阻Ro
(1)為了比較準(zhǔn)確地測量電阻請完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì),并標(biāo)出所用器材。
(2)定值電阻R的阻值應(yīng)選用=
A.1QB.3Q
C.10QD.20Q
(3)在電阻R,上加一個(gè)豎直向下的力R閉合開關(guān)S,記下電表讀數(shù),Ai讀數(shù)為/i,A2讀數(shù)為“,得
Rx=(用已知物理量字母表示)。
【答案】(1)見解析圖(2)B(3)£
【解析】(1)由于題目中沒有電壓表,為了比較準(zhǔn)確測量電阻尺,知道電流表Ai的阻值,所以用電流
表Ai作為電壓表使用。
電流表A2連在干路上,即可求出電阻尺的阻值,電路圖的設(shè)計(jì)如圖。
■ri------^一
R“S
(2)根據(jù)電流表A2量程0.6A,內(nèi)阻人約為1。,定值電阻R作為保護(hù)電阻應(yīng)滿足
E=I(r+rA+/?o),可解得定值電阻Ro=3Q,故B正確。
/|1
(3)根據(jù)串并聯(lián)電路關(guān)系和歐姆定律得/ir=(/2-/1)Rx,解得:4=石二五。
4.(2023?江蘇南通市模擬)小明通過實(shí)驗(yàn)測量一種合金的電阻率。
(1)如圖甲所示,用螺旋測微器測量合金絲的直徑時(shí),從調(diào)節(jié)到讀數(shù)的過程中,螺旋測微器上三個(gè)部
件A、B、C使用的先后順序應(yīng)該為(填字母);測得該合金絲的直徑為1=________mm;
(2)請根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線把電路連接補(bǔ)充完整;
(3)小明在實(shí)驗(yàn)室找了兩節(jié)干電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn),正確連接電路后,發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流
表的示數(shù)變化范圍非常小,原因是;
(4)正確連接電路后,小明利用刻度尺測出合金絲接入電路的長度Z=59.99cm,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑
動(dòng)變阻器,讀出多組電壓表和電流表的示數(shù),在方格紙上作出U—/圖像如圖丙,發(fā)現(xiàn)圖像是一條傾斜直線,
計(jì)算該合金絲電阻R=C,該合金絲電阻率p=Qm(兀取3,結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
234567
電流〃A0.080.110.150.190.270.38
電壓UN0.190.290.440.600.801.15
L
L.21
L
.0
O.S9
O..8
O.S.7
.65
O.
4
O.S
3
O.2//A
.1o0.050.150.250.350.41
丙
【答案】(1)CBAC或BAC0.400(2)見解析圖(3)電源內(nèi)阻太大(4)3.06.0xW7
【解析】(1)用螺旋測微器測合金絲直徑時(shí),先打開固定螺釘C,把待測合金絲放在測微螺桿與測砧之
間,然后調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕8,當(dāng)合金絲與測微螺桿、測砧接觸時(shí)停止調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕,然后調(diào)節(jié)微調(diào)旋鈕4為
防止讀數(shù)時(shí)測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),讀數(shù)前應(yīng)先旋緊固定螺釘C,然后再讀數(shù),使用的先后順序?yàn)镃BAC;或者
沒有第一步,即先打開固定螺釘C,而是直接進(jìn)行第二步,即把待測合金絲放在測微螺桿與測砧之間,然后
調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕B,其他兩步一樣,故使用的先后順序?yàn)锽AC-,由題圖乙所示螺旋測微器可知,其分度值為
0.01nun,測得該合金絲的直徑為d=0mm+40.0x0.01mm=0.400mm;
(2)由表中數(shù)據(jù),可知電壓、電流都要從零開始變化,故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,且合金絲電阻
較小,故電流表采用外接法,則完整的實(shí)物圖如圖所示;
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=請:,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,改變R外,電壓表和電流表的示數(shù)變化范
圍非常小,說明外電阻的影響較小,所以產(chǎn)生的原因是電源內(nèi)阻太大;
A17L1
(4)根據(jù)U—/圖像的斜率表示電阻,則有R=N7=3.0C,根據(jù)電阻定律有R=p?又5=疝/,聯(lián)
RTICP
立解得p=4L,代入數(shù)據(jù)解得"=6.0xl(p7Qm。
5.(2023?江蘇南通市模擬)某實(shí)驗(yàn)小組測量一新材料制成的粗細(xì)均勻金屬絲的電阻率,金屬絲的長度
已知。
(1)用螺旋測微器量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,其直徑為_______mm。
(2)用多用電表粗測金屬絲的阻值.當(dāng)用電阻“X10”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,進(jìn)行一系列正
確操作后,指針靜止時(shí)位置如圖乙所示,其讀數(shù)為Qo
(3)為了精確地測量金屬絲的電阻氐,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:
A.電流表Ai(量程500帖,內(nèi)阻IkC)
B.電流表A2(量程0.3A,內(nèi)阻約0.1。)
C.滑動(dòng)變阻器R(0?5C,額定電流1.0A)
D.滑動(dòng)變阻器&(0~1Q,額定電流1.0A)
E.電阻箱R(阻值范圍為0?9999.9C)
F.電源(電動(dòng)勢3.0V,內(nèi)阻約0.20)
G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示。由于沒有電壓表,需要把電流表Ai串聯(lián)電阻箱R改為量程
為3V的電壓表,則電阻箱的阻值調(diào)為Qo滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇(選填“Ri”或“&”)
②正確連接電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測得5組電流表Ai、A2的值小h,數(shù)據(jù)見下表.請
根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出八一上圖像,并由圖像求出&=。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字),
進(jìn)而可以求出金屬絲的電阻率.
/i/(xl03piA)0.1210.1650.2180.2660.306
RA0.1000.1500.1900.2300.280
③關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說法正確的是.
A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.用h~h圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出金屬絲阻值可以減小偶然誤差
C.需要將得到的幾組電表示數(shù)取平均值以減小誤差
D.為減小讀數(shù)時(shí)的誤差,電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)多估讀幾位數(shù)
【答案】(1)1.698(1.697、1.699均可)(2)6(3)①5000.0R②見解析圖6.7(6.6~7.6)
③B
【解析】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知d=1.5mm+19.8x0.01mm=1.698mm
(2)由題意,當(dāng)用“xlO”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,說明被測電阻很小,應(yīng)該換用低倍率電阻擋,
即“xl”擋,由題圖乙可知讀數(shù)為6。(歐姆擋不需要估讀)。
(3)①當(dāng)電流表Ai滿偏時(shí),兩端電壓為Ug=/gn=0.5V
因此需要把電阻箱的阻值調(diào)為R="產(chǎn)=5000.0Q
/g
滑動(dòng)變阻器以和心的最大阻值都小于待測金屬絲的阻值,則用分壓式接法,當(dāng)選擇R時(shí),回路中的
3
最大電流/m=AF.0A,約等于滑動(dòng)變阻器R的額定電流。
八一,5x6
0,2+5+6
3
當(dāng)選擇&時(shí),回路內(nèi)的最小電流約為=A>1A
U.Z?U.oO
超過滑動(dòng)變阻器&的額定電流,因此選擇凡一
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)作出/1-/2圖像如下
根據(jù)電路圖,有/15+R)=(/2-/1)Rx,因?yàn)?2遠(yuǎn)大于/1,故/15+R)=/2&,得/1=告m2,
根據(jù)圖像的斜率可得一打=代義103*10-6,解得凡=6.7Q
門十H0.Io
③用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,A錯(cuò)誤;用/1一/2圖像處理實(shí)
驗(yàn)數(shù)據(jù)求出金屬絲阻值可以減小偶然誤差,B正確;得到幾組電表示數(shù)后,應(yīng)先分別用對應(yīng)電表示數(shù)求出待
測電阻,再求電阻的平均值,或者根據(jù)幾組電表示數(shù)作出對應(yīng)圖像,以減小誤差,C錯(cuò)誤;讀數(shù)時(shí)只需估讀
到分度值的下一位,多估讀幾位數(shù)沒有意義,不可以減小誤差,D錯(cuò)誤。
6.(2023?江蘇南京市第一中學(xué)高三檢測)同學(xué)們用圖。所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組
的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:電壓表、電阻箱(阻值范圍0?999.9C)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)請根據(jù)圖。所示的電路圖,在圖b中用筆畫線替代導(dǎo)線,把器材連接起來。
(2)根據(jù)圖c中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的R—號(hào)圖線可以得出該電池組電動(dòng)勢的測量值E=V,內(nèi)阻測
量值r=Qo(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)該實(shí)驗(yàn)測得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻都存在誤差,造成該誤差的主要原因是o
(4)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組用不同的電池組完成了上述的實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)各電池組的電動(dòng)勢相同,只是內(nèi)阻差異
較大。同學(xué)們選擇了內(nèi)阻差異較大的甲、乙兩個(gè)電池組進(jìn)一步探究,對電池組的內(nèi)阻熱功率P隨路端電壓
U變化的關(guān)系進(jìn)行了猜想,畫出了如圖所示的P—U圖像.已知乙電池組的內(nèi)阻較大,則下列各圖中可能正
確的是一
【答案】(1)見解析圖(2)3.01.4(3)電壓表的分流作用(4)A
【解析】(1)實(shí)物電路圖如圖所示。
TTD
(2)由題圖a和閉合電路歐姆定律可得£=。+葛廠,整理可得氏=際一r,由題圖c可知,圖像的斜率
KU
表示電動(dòng)勢,則有£=仁=而丫=3.°丫,圖線在縱軸上的截距的絕對值表示內(nèi)阻片1-1.40=1.40
(3)該實(shí)驗(yàn)測得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻都存在誤差,造成該誤差的主要原因是電壓表分流,流經(jīng)R的電
流小于流經(jīng)電池組的電流,從而產(chǎn)生誤差。
E-UU22UEE2
(4)由焦耳定律可得,電源內(nèi)阻熱功率尸=心廠=C~Ty2r=y-~T+~,P與U為二次函數(shù)關(guān)系,
Er
開口向上,由于電動(dòng)勢相同,當(dāng)。=0時(shí),縱軸截距為:,內(nèi)阻越大,截距越小,已知乙電池組的內(nèi)阻較大,
則乙的縱軸截距較小,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
7.(2023?江蘇省南京師大附中高三檢測)小明同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一節(jié)干電池的內(nèi)阻。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖乙中完成實(shí)物電路連接;
(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄電壓表和電流表的示數(shù)并在圖丙中描點(diǎn),請作出U-I圖線,由圖線求得
電源的內(nèi)阻廠為Qo(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
U/N
(3)小明查閱資料得到第二種測量方案,如圖丁所示.E是輔助電源,G是靈敏電流計(jì).連接好電路
之后,正確的操作順序是;
①調(diào)節(jié)R和尺使得靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零
②讀出電壓表和電流表的示數(shù)Ur和1\
③再次調(diào)節(jié)R和R使得靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零
④將R和R阻值調(diào)到最大
⑤閉合開關(guān)Si、S2
⑥再次讀出電壓表和電流表的示數(shù)仍和h
(4)正確操作的情況下,記錄的數(shù)據(jù)是仿=1.23V,/i=0.30A,C/2=1.05V,Z2=0.50A,求得電源內(nèi)
阻r=Qo(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(5)你認(rèn)為哪一種方案測量更準(zhǔn)確:.
A.方案一更準(zhǔn)確
B.方案二更準(zhǔn)確
C.兩種方案一樣準(zhǔn)確
請說明理由________o
【答案】(1)見解析圖(2)見解析圖0.86(0.82?0.90均可)(3)④⑤①②③⑥(4)0.90
(5)B第二種方案消除了由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差(第二種方案中電流表所測電流為干路電流,電
壓表所測電壓為路端電壓,消除了第一種方案中由于電壓表分流造成的系統(tǒng)誤差)
【解析】(1)實(shí)物連接圖如圖所示
(2)描點(diǎn)連線,如圖所示
UN
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir
圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻r,由圖可知Q
U.JO
(3)在閉合開關(guān)前,應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大,然后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,
使得電流計(jì)的示數(shù)為零,讀出電壓表和電流表的示數(shù),再次調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值使得電流計(jì)的示數(shù)為零,
再次讀取電壓表和電流表的示數(shù),所以正確的操作順序?yàn)棰堍茛佗冖邰蕖?/p>
(4)靈敏電流計(jì)中沒有電流,則靈敏電流計(jì)兩端的電勢差為零,即待測電源和輔助電源及兩個(gè)電阻串
聯(lián)組成回路,電流表測量的是電源電流,因此在待測電源和電阻R及AB間電流計(jì)構(gòu)成回路中有£=。+/廠
U為電壓表讀數(shù),/為電流表讀數(shù),因此r=?二詈=0.90。
(5)第二種方案更準(zhǔn)確,因?yàn)榈诙N方案消除了由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差(第二種方案中電流表
所測電流為干路電流,電壓表所測電壓為路端電壓,消除了第一種方案中由于電壓表分流造成的系統(tǒng)誤差)。
8.(2023?江蘇南通市模擬)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中可將電源0與電源瓦及靈敏電流計(jì)G連成如圖甲所示的電路,
若G的示數(shù)為0,說明此時(shí)兩電源的電動(dòng)勢相等。小明根據(jù)這一原理,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路測量待測
電源C的電動(dòng)勢,其中A為內(nèi)阻可忽略的工作電源,8為電動(dòng)勢恒定的標(biāo)準(zhǔn)電源,3的電動(dòng)勢為
(1)為保護(hù)靈敏電流計(jì),開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器7?3的滑片應(yīng)處在最(選填“左”或“右”)
端;
(2)下列實(shí)驗(yàn)操作步驟,正確的順序是;
①開關(guān)S2置于2處
②將開關(guān)S2置于1處,閉合開關(guān)Si、S3
③調(diào)節(jié)Ri、R2,使R3阻值為0時(shí),G的示數(shù)為0,記錄此時(shí)的Ri與&的數(shù)值,分別為R測、R?惻
④將&和R2的阻值調(diào)至最大
⑤調(diào)節(jié)Ri、Ri,使R3阻值為。時(shí),G的示數(shù)為0,記錄此時(shí)的Ri與&的數(shù)值,分別為Ri標(biāo)、&標(biāo)
(3)在步驟③中,為保持流過Ri和&的電流不變,調(diào)整4、&時(shí)需要使Risa、&測與4標(biāo)、&標(biāo)滿足
的關(guān)系是;
(4)待測電源C的電動(dòng)勢a=(用題中所給物理量符號(hào)表示);
(5)若工作電源A的內(nèi)阻不可忽略,則待測電源C的電動(dòng)勢測量值相比于上述方案結(jié)果(選
填“偏大”“不變”或“偏小”)。
【答案】(1)左(2)④②⑤①③(3)以標(biāo)+&標(biāo)=幻測+幻測(4)警?品(5)不變
標(biāo)
【解析】(1)在開關(guān)閉合前,以接入的阻值應(yīng)為最大,保護(hù)G,則滑片應(yīng)在最左端。
(2)實(shí)驗(yàn)操作中正確的順序?yàn)棰堍冖茛佗邸?/p>
(3)改用待測電源替換標(biāo)準(zhǔn)電源的位置,其前提條件是工作電源A所在電路電流/要保持不變,電源
A的輸出電壓固定不變,采取的措施是使4標(biāo)與治標(biāo)的阻值之和為某一固定阻值,使&濺和以洲的阻值之和
也為該固定阻值,即且標(biāo)+&標(biāo)=4測+&廁
(4)根據(jù)部分電路歐姆定律,看黑=口乙,黑=「么,可知,當(dāng)滿足R測+幻測=&標(biāo)+&
尺2標(biāo)K1標(biāo)十代2標(biāo)測K1測十測
右r&測「
標(biāo)刊zsc—D-HB
標(biāo)
EBEEcE
(5)若考慮工作電源內(nèi)阻,則有薪=R怖+&標(biāo)+V豆=7?1測+及測+「,因之前有幻測+幻測=4標(biāo)+
治標(biāo),考慮到了工作電源內(nèi)阻后,則有尺1惻+&測+r=Ri標(biāo)+&標(biāo)+%故整理后依舊為比=就品,故測量
值不變。
9.(2023?江蘇省揚(yáng)州中學(xué)模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電流為0.002A的純電阻電燈正常工作時(shí)的
電阻,已知該燈正常工作時(shí)的電阻大約為1000。。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:
A.電流表Ai(量程為0.6A,內(nèi)阻n約為300。,讀數(shù)記為八)
B.電流表A2(量程為1mA,內(nèi)阻力約為10。,讀數(shù)記為A)
C.電壓表Vi(量程為15V,內(nèi)阻辦約為5000C,讀數(shù)記為Ui)
D.電壓表V2(量程為3V,內(nèi)阻/?4nlOOO。,讀數(shù)記為仍)
E.定值電阻Ri=3000。
F.定值電阻&=10。
G.滑動(dòng)變阻器以
H.蓄電池E(電動(dòng)勢為20V,內(nèi)阻很小)
I.開關(guān)S一個(gè)
Q)甲同學(xué)先進(jìn)行電流表Ai,和電壓表Vi的讀數(shù)練習(xí),其正確的讀數(shù)分別為A、Vo
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖電路測量電燈電阻。
--電-表1o---
j1_1
1-電?—燈電O表_2_/E值電阻
I
----------------1|------廠-----------
①請你幫他選擇合適的器材,電表1應(yīng)選,定值電阻應(yīng)選o(均填寫器材前的字母代
號(hào))
②測量電燈電阻的表達(dá)式為R1=。(用物理量的字母表示)
③實(shí)驗(yàn)時(shí),不斷改變滑動(dòng)變阻器的阻值,當(dāng)電表2的示數(shù)達(dá)到時(shí),其對應(yīng)的結(jié)果為電燈正常
工作時(shí)的電阻。
【答案】(1)0.5013.0(2)①CE4-縷-U向③zoov
【解析】(析電流表Ai讀數(shù)為0.50A。
電壓表Vi的讀數(shù)13.0V。
(2)①因?yàn)槎ㄖ惦娮柚荒苓x擇E(F太小,起不到分壓的效果),電表2選擇D(因?yàn)槠渌娏鞅砹砍?/p>
太大或太小,測量都不準(zhǔn)確),所以燈泡正常工作時(shí),電路兩端的電壓大約為[7=0.002x5000V=10V,
故電表1選擇C。
②由閉合電路歐姆定律得U!-U=—(吊+&)
2八4
-Ui—UdLlhRi
可得Rnx=------反------?
③燈泡正常工作的電流為0.002A,所以此時(shí)電表2的示數(shù)為仍=廠4/=2.00丫。
10.(2023?江蘇常州市模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示電路測量電流表A的內(nèi)阻,可選用的器材有:
A.待測電流表A(量程1mA,內(nèi)阻心約100C)
B.電阻箱&(最大阻值為999.9。)
C.電阻箱Ri(最大阻值為99999.9Q)
D.電源Ei(電動(dòng)勢約為6V)
E.電源瓦(電動(dòng)勢約為12V)
F.開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)按圖甲電路,閉合開關(guān)Si前,應(yīng)將R2調(diào)到;閉合開關(guān)Si,調(diào)節(jié)R2使電流表滿偏;
(2)再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)使電流表半偏,此過程中R2應(yīng)________;
(3)實(shí)驗(yàn)中Ri的示數(shù)如圖乙所示,被測電流表的內(nèi)阻上=C;
(4)關(guān)于實(shí)驗(yàn)測量誤差的分析正確的是一;
A.測得的電流表內(nèi)阻偏大
B.測得的電流表內(nèi)阻偏小
C.為減小測量誤差應(yīng)選擇電動(dòng)勢大的電源
D.為減小測量誤差應(yīng)選擇電動(dòng)勢小的電源
(5)若要將已測內(nèi)阻的電流表改裝成量程為1.5V的電壓表,與其連接的電阻阻值為Q,為
校準(zhǔn)該電壓表,用筆畫線替代導(dǎo)線完成如圖丙所示校準(zhǔn)電路的實(shí)物連接。
甲乙丙
【答案】(1)最大阻值(2)保持不變(3)85.6(4)BC(5)1414.4見解析圖
【解析】(1)為了保護(hù)電路元件,應(yīng)使閉合開關(guān),之后,電路中電流最小,所以閉合開關(guān)Si前,應(yīng)將
&調(diào)到最大阻值。
(2)本實(shí)驗(yàn)采用半偏法測電阻,閉合S2后,調(diào)節(jié)使電流表半偏,此過程要控制干路電流盡可能
不變,所以&應(yīng)保持不變。
(3)當(dāng)電流表半偏時(shí),可認(rèn)為通過R和電流表的電流近似相等,所以七=&=85.6。。
(4)本實(shí)驗(yàn)采用半偏法測電流表內(nèi)阻,是建立在忽略閉合開關(guān)S2并調(diào)節(jié)R使電流表半偏后干路電流
不變這一基礎(chǔ)上進(jìn)行測量的,但實(shí)際情況是R接入電路后,電路總電阻減小,干路電流會(huì)增大,所以當(dāng)電
流表半偏時(shí),通過R的實(shí)際電流大于冬則此時(shí)Ri的阻值小于心,即測得的電流表內(nèi)阻偏小,故A錯(cuò)誤,
B正確;根據(jù)前面分析可知,&接入電路的阻值越大,閉合開關(guān)S2并調(diào)節(jié)R使電流表半偏后,干路電流的
變化越小,系統(tǒng)誤差越小,在電流表滿偏電流一定的情況下,要滿足上述條件,應(yīng)選擇電動(dòng)勢大的電源,
故C正確,D錯(cuò)誤。
(5)根據(jù)電表改裝原理可知與電流表連接的電阻阻值為氏=半一以=1414.4C,電流表應(yīng)與定值電阻串
聯(lián),標(biāo)準(zhǔn)電壓表應(yīng)并聯(lián)在改裝的電壓表兩端。為了使兩個(gè)電表兩端電壓能夠從零開始變化,從而實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)
目的,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法。如圖所示。
標(biāo)準(zhǔn)電壓表
電流表
定值電阻
11.(2023?江蘇泰州市模擬)某同學(xué)要測量量程為3V的電壓表的內(nèi)阻,步驟如下:
(1)先用多用電表的歐姆擋粗測該電壓表的內(nèi)阻值,選擇開關(guān)撥至“X100”擋,表盤示數(shù)如圖甲所示,
則阻值約為kQo若將歐姆表換一個(gè)電動(dòng)勢相同,但內(nèi)阻更大的電池,重新歐姆調(diào)零后測量該電壓
表內(nèi)阻,其測量結(jié)果(選填“偏大”“偏小”或“不變”);
A-v-n
5000O/V
2500Q8
(2)該同學(xué)改用如圖乙所示電路測量電壓表內(nèi)阻Rv,實(shí)驗(yàn)過程如下:
A.按電路圖正確連接好電路,將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到最左端
B.閉合開關(guān)Si和S2并調(diào)節(jié)使電壓表的指針指到滿刻度
C.保持開關(guān)S1閉合以及滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變,斷開S2,調(diào)整電阻箱&的阻值,使電壓表的
指針指到滿刻度的:
D.讀出此時(shí)電阻箱&的阻值
①若電阻箱R2為L15kQ,則Rv=kQ;
②用上述方法得到電壓表內(nèi)電阻的測量值R測(選填“大于”“等于”或“小于”)R真;
③若實(shí)驗(yàn)中測得的結(jié)果R測=2.4kQ,要將這個(gè)電壓表改裝成量程為5V的電壓表,則應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值
為氏串=k。的定值電阻;
④為了使上述根據(jù)R測計(jì)算后改裝的電壓表能更準(zhǔn)確地測量電壓,下面做法中可行的是o
A.在R申旁邊再串聯(lián)一個(gè)比R申小得多的電阻
B.在R申旁邊再串聯(lián)一個(gè)比R單大得多的電阻
C.在R申兩端再并聯(lián)一個(gè)比R申小得多的電阻
D.在R串兩端再并聯(lián)一個(gè)比R申大得多的電阻
【答案】(1)2.2不變⑵①2.3②大于③1.6@D
【解析】(1)歐姆表示數(shù)為Rv=22x100C=2.2k。
歐姆表電動(dòng)勢不變,內(nèi)阻改變,通過歐姆調(diào)零后不影響測量結(jié)果。若電動(dòng)勢改變則會(huì)影響測量結(jié)果.故
測量結(jié)果不變。
_2
(2)①斷開開關(guān)S2,并聯(lián)部分電壓不變,電壓表指針指到滿刻度的可知Rv=2&=2.3kQ;
②斷開開關(guān)S2,電壓表所在支路的總電阻增大,則并聯(lián)部分的總電阻增大,并聯(lián)部分的電壓增大。為
了使電壓表的指針指到滿刻度的東電阻箱的電阻也偏大。故最終得到電壓表內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值。
3V5V
③改裝前后電壓表的滿偏電流是相等的,則根據(jù)歐姆定律有言力=,得到單=1.6kQ;
2.4K122,.442kA二十R、申R
④因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻測量值偏大,改裝電壓表時(shí),串聯(lián)電阻阻值偏大.用改裝后的電阻測電壓時(shí),所測
電壓偏小。為準(zhǔn)確測電壓,應(yīng)減小串聯(lián)電阻阻值,可以減小串聯(lián)電阻阻值或在串聯(lián)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)比該
電阻大得多的電阻。故選D。
12.(2023?江蘇連云港市高三檢測)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量未知電阻R的阻值。已知電源電
動(dòng)勢約為4.5V,內(nèi)阻約為1.5。,電壓表滿偏電壓為3V,定值電阻Ro=3.5d電阻箱R最大阻值為99.9。。
(1)將S2接1,閉合開關(guān)Si前,該同學(xué)首先將電阻箱的阻值調(diào)到最大,這樣操作是(選填“正
確”或“錯(cuò)誤”)的;
(2)多次改變電阻箱R的阻值,得到對應(yīng)電壓表的示數(shù)。如下表,請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中作出U
—R關(guān)系圖像;
電阻R/Q1.02.04.06.08.010.0
電壓UN0.751.282.002.452.763.00
(3)斷開Si,將S2接2,再閉合Si,電壓表示數(shù)為1.60V,利用(2)中測繪的U—R圖像可得凡=
Q,考慮到電壓表為非理想電表,則凡測量值________(選填“大于”“小于”或“等于")真實(shí)
值;
(4)為了更方便地測量多種未知電阻,圖甲虛線框中電路可作為歐姆表使用,電壓表表盤改動(dòng)后正確
的是________
【答案】(1)錯(cuò)誤(2)見解析圖(3)2.9等于(4)C
【解析】(1)當(dāng)電阻箱電阻調(diào)到最大時(shí),閉合開關(guān)Si時(shí),電壓表兩端電壓為
4.5x99.9
V-4.29V
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