搜索
电学实验题巧练(二)(建议用时：40分钟)1．(2015·江苏七校联考)测量一个长约5cm、电阻R1约为30Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下：游标卡尺(20分度)；螺旋测微器；直流电源E(电动势为18V，内阻可忽略不计)；标准电流表A1(量程1.5A，内阻r1＝6Ω)；电流表A2(量程2A，内阻r2约为5Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)；开关S，导线若干．(1)用游标卡尺测得导电材料的长度如图甲所示，读数L＝________cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝________mm.(2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图，要求获得较多的实验数据．错误!(3)若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，则由已知量和测量量计算电阻率的表达式ρ＝____________．2．(2015·高考全国卷Ⅱ)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程3V，内阻约为3000Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100Ω，额定电流2A)，电源E(电动势6V，内阻不计)，开关2个，导线若干．(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．(2)根据设计的电路，写出实验步骤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′________RV(填“”“＝”或“”)，主要理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.3．(2015·南京模拟)某同学利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻．实验中电表内阻对实验结果影响很小，均可以忽略不计．闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙的U－I图象中的图线a、b所示．(1)用笔画线代表导线，将图丙实物图中各元件按图甲连接成实验电路．(2)通过分析可知，其中图乙中图线________(填“a”或“b”)表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系．(3)根据U－I图象中坐标轴上所标出的数据，可求出电源的电动势E＝________，内阻r＝________．(用图中给出的坐标值表示)4．(2015·高考海南卷)某同学利用图甲所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化．实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100μF)、电阻R1(约200kΩ)、电阻R2(1kΩ)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干．甲(1)按图甲所示的电路原理图将图乙中实物图连线．(2)先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时．若某时刻电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)．(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示．在坐标纸上绘出U－t图线．已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s.时间t/s10.020.030.040.050.060.0电压U/V2.143.454.234.515.005.18(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是________．5．(2015·宜兴模拟)某同学尝试把一个灵敏电流计改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流计(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt＝a＋kt，a0，k0)．设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作：(1)按电路图连接好实验器材．(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流计________，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．(3)向容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关．请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号表示)I＝________．(4)根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度表．根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________侧(填“左”或“右”)，刻度线分布________(填“是”或“不是”)均匀的．6．(2015·南京市诊断检测)小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组(电动势约6V，内阻r约3Ω)、电流表(量程2.0A，内阻rA＝0.8Ω)、电阻箱R1(0～99.9Ω)、滑动变阻器R2(0～Rx)、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值．(1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值．他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I.此时滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω.(2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻．①他的实验步骤为：a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至________(选填“最大值”或“最小值”)，之后闭合开关S，再闭合________(选填“S1”或“S2”)；b．调节电阻________(选填“R1”或“R2”)，得到一系列电阻值R和电流I的数据；c．断开开关，整理实验仪器．②图乙是他由实验数据绘出的1I－R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表________，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(计算结果保留两位有效数字)电学实验题巧练(二)1．解析：(1)游标卡尺主尺读数为50mm，20分度游标卡尺精确度为0.05mm，第5条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为5×0.05mm＝0.25mm，所以该材料的长度为50mm＋0.25mm＝50.25mm＝5.025cm；螺旋测微器固定刻度部分读数为2.0mm，可动刻度部分读数为15.0×0.01mm＝0.150mm，因此该材料直径为2.0mm＋0.150mm＝2.150mm.(2)标准电流表量程为1.5A，内阻为6Ω，可当电压表使用，将其与待测材料并联，再与电流表A2串联，由于提供的滑动变阻器总电阻小于待测材料电阻，故需要将滑动变阻器接成分压式电路，电路图见答案．(3)通过并联电路特点，可知通过电阻R1的电流为I2－I1，其两端电压U＝I1r1，所以待测材料的电阻为R1＝I1r1I2－I1，由电阻定律R1＝ρLS，S＝πD24，解得：电阻率ρ＝πD2I1r14L（I2－I1）.答案：(1)5.0252.150(2)如图所示(3)πD2I1r14L（I2－I1）2．解析：(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻，故控制电路采用分压式接法，电路图见答案．(2)(3)见答案．答案：(1)实验电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路电压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′RV(其他合理说法同样正确)3．解析：(1)如图所示．(2)由题图甲知电压表V1测路端电压，则其U－I图线应为图线a.(3)结合题给条件，由闭合电路欧姆定律可得：E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r解得E＝U1I2－U2I1I2－I1r＝U1－U2I2－I1.答案：(1)图见解析(2)a(3)U1I2－U2I1I2－I1U1－U2I2－I14．解析：(2)电压表的量程为6V，分度值为0.1V，所以读数为3.60V.(3)将表中各数据在坐标纸上描点连线如答图所示，由图可知除t＝40.0s的数据外其他各点基本在同一平滑曲线上，故误差较大的数据点只能是t＝40.0s对应的点．(4)电路中C、R2和S2构成的回路，先闭合开关S2，再断开开关S2，目的是实验前使电容器上下极板所带电荷充分中和，不影响实验．答案：(1)如图所示(2)3.60(3)图线如图所示40.0(4)放电5．解析：(2)分析电路可知滑动变阻器为限流式接法，所以闭合开关前，使它的阻值处于最大值状态，即将滑片P滑到a端．为了设计表盘刻度，应使开关掷于c处，调节滑片，使电流计满偏．(3)把开关置于d端，根据闭合电路欧姆定律得I＝ER＋Rt，又Rt＝a＋kt，联立得出电流与温度的关系式为I＝ER＋a＋kt.(4)因为Rt＝a＋kt(且a0，k0)，所以温度越低，电阻Rt越小，回路中I越大，所以低温刻度在右侧，由(3)中关系式可知电流与温度不是线性关系，所以刻度线分布不是均匀的．答案：(2)ac满偏(3)ER＋a＋kt(4)右不是6．解析：(1)闭合S、S2，断开S1，根据题图甲和闭合电路欧姆定律可得I＝Er＋rA＋R2x；闭合S、S1，断开S2，根据题图甲和闭合电路欧姆定律可得I＝Er＋rA＋R1；解得滑动变阻器接入电路的阻值R2x＝R1＝3.6Ω.(2)①a.本实验利用“电阻箱＋电流表”的方式来测量电源的电动势和内阻，为了保证电流表不被烧坏，应在闭合开关前，将电阻箱R1的阻值调节到最大值；由于本实验利用“电阻箱＋电流表”的方式来测量电源的电动势和内阻，因此，闭合开关S之后，应再闭合开关S1.b.由于实验中使用电阻箱读取数据，故应调节R1.②当闭合S、S1，根据题图甲和闭合电路欧姆定律可得E＝I(r＋rA＋R)(其中R为电阻箱接入电路的电阻的大小)，即1I＝1ER＋r＋rAE，当R＝0时，1I·E＝r＋rA，即题图乙中图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表电流表的内阻与电源的内阻之和(r＋rA)；根据表达式1I＝1ER＋r＋rAE和题图乙所给图象可得，1E＝1.60－0.606V－1，r＋rAE＝0.60Ω/V，解得E＝6.0V，r＝2.8Ω.答案：(1)3.6(2)①a.最大值S1b．R1②r＋rA(电流表的内阻与电源的内阻之和)6.02.8