2019屆高三複習 電學實驗

2022-09-13 22:36:04 字數 4353 閱讀 5865

1.兩實驗小組使用相同規格的元件,按下圖電路進行測量.他們將滑動變阻器的滑片p分別置於a、b、c、d、e五個間距相同的位置(a、e為滑動變阻器的兩個端點),把相應的電流表示數記錄在表

一、表二中,對比兩組資料,發現電流表示數的變化趨勢不同.經檢查,發現其中乙個實驗組使用的滑動變阻器發生斷路.

(1)滑動變阻器發生斷路的是第實驗組;斷路發生在滑動變阻器_________段.

(2)表二中,對應滑片p在x(d、e之間的某一點)處的電流表示數的可能值為( )

a.0.16 ab.0.26 ac.0.36 ad.0.46 a

答案:(1)二 de (2)d解析:(1)分析電路結構,當p在c處時,r並最大,i最小,p在上下兩側移動時,i應對稱變化,故第一組實驗正常,第二組出現故障,第二組,當p從a向d移時,i一直減小,表示電阻一直增大,故應是完好的,斷路只能在de段.

(2)滑動變阻器分成四段,每一段設為r0,由題中c點電流與a點電流的關係:ia=2ic,即ia=,ic==,得r0=r.。斷路發生在ed間,接x處時,若在斷點以下,則電流範圍:

<i<,即ia若x點在斷點以上,則電流i>=ia=0.42 a.故只有d正確.

2.用替代法測電流錶內電阻的電路圖如圖所示.器材:待測電流錶a量程0~10ma,內阻約為30ω(待測);電流錶量程50ma;電阻箱~999.9ω;滑動變阻器~500ω;電源,e=3v,r約1~2ω.

(1)滑動變阻器滑片p在實驗開始前應放在________端.將單刀雙擲開關s先接「1」位置調節滑動變阻器滑片p的位置,使待測表a至某位置(或滿偏)記下電流錶的位置.滑片p的位置不再移動.

(2)將開關s接「2」位置,調節電阻箱使

(3)則待測安培表a的內電阻

寫出測量原理

答案:(1)b(2)電流表示數仍為 3)電阻箱讀數

3.實驗室新進一批毫安表,量程為10ma,內阻為50ω.實驗室備有下列器材:標準毫安表兩隻,記作ma1和ma2,量程分別為50ma和15ma(內阻均約30ω左右);標準變阻箱三隻r1、r2、r3,最大阻值分別為9999.9ω、999.

9ω和99.9ω;滑動變阻器兩隻r4和r5,全電阻分別為100ω和1000ω;1.5v乾電池4節;電鍵1只;導線若干.請用上述器材對新進毫安表進行校對,以檢測表的質量,請設計合理的校對電路,並且使調節盡可能方便,將設計的電路圖畫在下面方框圖中,註明所用器材的標號,並用細線代替導線將右邊的實物連線成實驗電路.

答案:原理圖和實物圖各佔4分.解析:由於是對毫安表進行校對,所以標準表和待校表應串聯連線;校準電表應從零刻度開始到滿偏,所以滑動變阻器應採用分壓接法;在分壓接法中,負載電阻是滑動變阻器的幾倍時,滑動變阻器才能起到均勻調節的作用,並易於操作,所以在兩表上還應串聯乙隻變阻箱以增大負載電阻.待校電表的量程為10ma,即電路中最大電流為10ma,因此選擇15ma的標準表.若選全用電阻為1000ω的滑動變阻器,則根據分壓電路中負載電阻與滑動變阻器全電阻的關係,應選最大電阻為9999.

9ω的變阻箱,且變阻箱的電阻至少應調到1000ω以上,此時無論怎樣調節滑動變阻器均不能使待校電表滿偏.所以應選用全電阻100ω的滑動變阻器,這樣再選用最大電阻為999.9ω的變阻箱,且調到電阻在400~500ω之間為宜,又保證調節滑動變阻器起到均勻調節的作用.

4.在做「用電流錶和電壓表測一節乾電池的電動勢和內電阻」的實驗時

(1)某同學連線的實物圖如圖所示,但當電鍵閉合時發現電壓表有示數而電流錶沒有示數,實驗前儀器都檢查過是好的,也就是說只可能是某根連線導線斷了.那麼,請你分析一下,可能發生斷路故障的導線是寫出所有可能斷的導線的編號).

(2)某同學在實驗時使用的電流錶量程為0—0.6 a,電壓表量程為0—3 v,並加接了乙個已知阻值的定值電阻r0,如圖甲所示,試說明他加接此電阻的作用是並估算此電阻r0阻值的範圍是

(3)如果某同學把r0接到圖乙位置,那麼他改變滑動變阻器的阻值,測出兩組對應的電流錶和電壓表示數後,還能算出電池的電動勢和內電阻嗎?並說明簡要理由.

答案:(1)2、5、6 (2)防止變阻器電阻過小時,電池被短路或電流錶被燒壞. 最小值2.

5 ω左右,最大值在15 ω左右.(3)能可以把r0和電池合起來看成是乙個等效電源,由ε=u1+i1r和ε=u2+i2r解出的是這個等效電源的電動勢和內電阻,而它的電動勢與原電源的電動勢相同,它的內電阻為被測電池的內電阻與r0之和,已知r0就可以求出被測電池的內電阻了.

5. 某同學在測定一未知電阻(約為10ω)時,實驗室準備有以下器材:

a、電源(電動勢為6v)

b、電流錶g(滿偏電流6ma,內電阻rg=10ω)

c、電流錶a(0-0.6a,內電阻1ω)

d、滑動變阻器(0-20ω,10a)

e、滑動變阻器(0-200ω,1a)

f、定值電阻r0(990ω)

g、開關和導線若干

①某同學發現上述器材中沒有電壓表,抓耳撓腮,你能幫他設計乙個合適的電路嗎?請把你設計的最合理的電路圖畫在下面方框中:

②實驗中滑動變阻器應該選擇 (填器材的字母代號)。

③利用該電路測量的結果比真實值填大或小)。

④如果根據選出的儀器與設計的合理實驗電路測出的資料繪出的i1—i2圖線如上圖線所示,(i1為電流錶g的示數i2為電流錶a的示數),則由圖線測出的電阻的數值應該

為答案:①如下圖(4分)②d(2分)③大(2分)④10ω(4分)

6. 為了測定和描繪「220v 40w」白熾電燈燈絲的伏安特性曲線,可以利用調壓變壓器供電。調壓變壓器是一種自耦變壓器,它只有一組線圈l,繞在閉合的環形鐵芯上,輸入端接在220v交流電源的火線與零線間,輸出端有乙個滑動觸頭p,移動它的位置,就可以使輸出電壓在0-250v之間連續變化,圖所示左邊畫出的是調壓變壓器的電路圖符號,實驗室內備有交流電壓表、交流電流錶、滑動變阻器、開關、導線等實驗器材。

(1)在圖中完成實驗電路圖

(2)如果根據測量結果作出的伏安特性曲線如圖所示,試根據圖線確定,把兩個完全相同的「220v 40w」白熾電燈串聯在220v交流電源的火線與零線間,這兩隻電燈消耗的總電功率是 w

(3)說明按你的實驗電路圖進行測量,如果電表內阻的影響不能忽略,在電壓較高段與電壓較低段相比較,哪段的誤差更大?為什麼?

答案:(1)如圖所示,開關應安在火線一邊,否則應適當扣分。火線與公共端相連的可不扣分。電流錶外接與內接都可以。(4分)

(2)如果採用電流錶外接的,電壓較高段誤差更大,因為電壓越高,燈絲電阻越大,由於電壓表分流而造成的誤差越大;如果採用電流錶內接的,電壓較低段誤差更大,因為電壓越小,燈絲電阻越小,由於電流錶分壓造成的誤差越大。(4分)

(3)47w±1w(4分)解析:兩個相同燈泡串聯,電流大小相等,每個燈兩端電壓都是110v,在圖線上找出電壓110v對應的電流值,電壓與電流相乘就等於電功率,再乘以2即為結果。如果兩燈不相同,給出兩個燈的i-u特性曲線,串聯在電路中,則電流大小相等,應在圖線上尋找橫座標相同的兩電壓之和等於220v的電流值,再乘以220v即得兩燈消耗的總功率。

7. 將滿偏電流ig=300μa、內阻未知的電流錶改裝成電壓表並進行核對.

(1)利用如圖所示的電路測量電流錶的內阻(圖中電源的電動勢e=4v ):先閉合s1,調節r,使電流錶指標偏轉到滿刻度;再閉合s2,保持r不變,調節r′,,使電流錶指標偏轉到滿刻度的,讀出此時r′的阻值為200ω,則電流錶內阻的測量值rg

(2)將該錶改裝成量程為3v的電壓表,需     (填「串聯」或「併聯」)阻值為r0=   ω的電阻.

(3)把改裝好的電壓表與標準電壓表進行核對,試在答題卡上畫出實驗電路圖和實物連線圖.

答案:(1)100 (3分) (2)串聯 9900 (4分)(3)見下圖(5分)

8. 含有電源的黑箱相當於乙個「等效電源」,a、b是等效電源的兩極。為了測定這個等效電源的電動勢和內阻,該同學設計了如圖甲所示的電路,調節變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流錶的示數,並在方格紙上建立了u-i座標,根據實驗資料畫出了座標點,如圖乙所示。

請你作進一步處理,並由圖求出等效電源的電動勢e= v,內阻r= ω。

答案: 1.45(±0.02) ; 0.73(±0.02)

9. 如圖所示的電路可用於測量電池e的內阻r.電池的電動勢未知,圖中a是電流錶,其內阻並不很小,v為電壓表,其內阻亦不很大,r是一限流電阻,阻值未知,3個電鍵k1、k2、k3都處於斷開狀態。

①寫出測量電池內阻的實驗步驟,用適當的符號表示該步驟中應測量的物理量.

②用所測得的物理量表示電池內阻的表示式為r

解析: ①(9分)

實驗步驟及應測的物理量為:

a.閉合k1,k3打向1,測得電壓表的讀數u0,電流錶的讀數為i0.設rg為電壓表的內阻,則有rg

b.k3打向2,測得電壓表的讀數u1.以e表示電池的電動勢,i1表示通過電池的電流,則有e=i1r+u1u1=i1rg由①②③式得e=i0r+u1

c.閉合k2,測得電壓表的讀數u2,電流錶的讀數i2.設通過電池的電流為i,則有

e=ir+u2 設通過電壓表的電流為i2′,則有 i=i2+i2′ u2=i2′rg

② r= (4分)

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