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1、專題提升訓練17　電學實驗 1.圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋。 甲 乙 (1)圖甲中的A端與　　　　(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。? (2)根據(jù)題給條件可得R1+R2=　　　　Ω,R4=　　　　Ω。? (3)某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時B端是與“1”相連的

2、,則多用電表讀數(shù)為　　　　;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為　　　　;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為　　　　。? 答案:(1)黑 (2)160　880 (3)1.48 mA(1.47~1.49)　1 100 Ω　2.96 V(2.95~2.99) 解析:(1)根據(jù)歐姆表原理可知,內(nèi)部電源的正極應接黑表筆,這樣才能保證在測電阻時電流表中電流“紅進黑出”,即圖甲中的A端與黑色表筆相連接。 (2)直流電流擋分別為1mA和2.5mA,由題圖可知,接2對應1mA;根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知,R1+R2=IgRgI-Ig=250×10-6×4801×10-3-250×10-6Ω=160Ω

3、; 總電阻R總=160×480160+480Ω=120Ω 接4對應電壓擋,因串入的電阻較小,故應為量程1V的電壓表;此時電流計與R1、R2并聯(lián)后再與R4串聯(lián),即改裝后的1mA電流表與R4串聯(lián)改裝為電壓表,則 R4=1-1×10-3×1201×10-3Ω=880Ω。 (3)若與1連接,則量程為2.5mA,讀數(shù)為1.48mA(1.47~1.49);若與3連接,則對應歐姆擋×100Ω擋,讀數(shù)為11×100Ω=1100Ω;若與5連接,則量程為5V;故讀數(shù)為2.96V(2.91~2.97均可)。 2.為了精確測量一電阻的阻值Rx,現(xiàn)有以下器材:蓄電池組E,電流表A,電壓表V,滑動變阻器R,電阻

4、箱RP,開關(guān)S1、S2,導線若干。某實驗小組設計了如圖甲所示的電路,實驗的主要步驟如下: a.閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R和RP,使電流表和電壓表的示數(shù)適當,記下兩表示數(shù)分別為I1、U1; b.保持S1閉合、RP阻值不變,閉合S2,記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2、U2。 (1)按圖甲所示的電路圖將如圖乙所示的實物連成電路。 (2)被測電阻的阻值Rx=　　　　(用兩電表的示數(shù)表示)。? (3)由于電流表、電壓表都不是理想電表,故被測電阻的阻值Rx的測量值　　　　真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)。? 答案:(1)如圖所示 (2)U1U2U1I2-U2I1　(3)等于

5、 解析:(2)由題意易知RP=U1I1,又RP、Rx并聯(lián)的阻值為R并=U2I2,又1RP+1Rx=1R并,聯(lián)立解得Rx=U1U2U1I2-U2I1。 (3)若考慮電流表和電壓表不是理想電表,則在分析時應考慮電壓表的內(nèi)阻,即在第(2)問的分析中U1I1表示的就是RP和RV并聯(lián)時的總電阻,結(jié)合后面的分析可知此時Rx的測量值仍等于真實值。 3.(2019·天津和平區(qū)二模)某實驗小組要研究小燈泡在不同電壓下的工作特點,進行了如下的實驗。 (1)首先測量某電源的電動勢和內(nèi)阻。由于擔心電源內(nèi)阻過小,因此給電源串聯(lián)了一個定值電阻R0,然后進行實驗。電路如圖甲所示,缺失的導線應該是將　　　和　　　　相連

6、(選填“a”“b”或“c”)。電路補充完整后,多次測量記錄數(shù)據(jù),并作出如圖乙所示的U-I圖像,由圖像可得該電源電動勢為E=　　　　 V。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)? (2)小燈泡規(guī)格為“3.0 V　0.6 A”,測得其伏安特性曲線如圖丙所示。取三個這種小燈泡,與(1)中電源按如圖丁所示電路連接,A燈恰好正常發(fā)光。由此,可求得電源內(nèi)阻r=　　　Ω,(1)中定值電阻R0=　　　Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)? 答案:(1)a　c　4.8　(2)1.0　3.8 解析:(1)將R0當作電池內(nèi)阻處理,電壓表要測量的是外壓即要連接ac。 由U=E-I(r+R0)可得截距為E=4.8V 得r+R0

7、=4.81Ω=4.8Ω。 (2)A正常發(fā)光,則其電流為0.6A,B、C的電流是0.3A,由圖丙可知外電壓為(3+1.2)V=4.2V 則有r=4.8-4.20.6Ω=1.0Ω (1)中定值電阻R0=(4.8-1)Ω=3.8Ω。 4.光敏電阻是阻值隨著光的照度變化而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱,光越強照度越大,照度單位為lx)。某光敏電阻R的阻值隨照度變化的曲線如圖甲所示。 (1)圖乙所示是街道路燈自動控制模擬電路所需元件。利用直流電源給電磁鐵供電,利用220 V交變電源給路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果,請用筆畫線代替導線,正確連接電路元件。 (2)用多用電

8、表“×100”Ω擋,測量圖中電磁鐵線圈電阻時,指針偏轉(zhuǎn)角度太大,為了更準確地測量其阻值,接下來應選用　　　　Ω擋(選填“×1 k”或“×10”),進行歐姆調(diào)零后,重新測量其示數(shù)如圖丙所示,則線圈的電阻為　　　　Ω。? (3)已知當線圈中的電流大于或等于2 mA時,繼電器的銜鐵將被吸合。圖中直流電源的電動勢E=6 V,內(nèi)阻忽略不計,滑動變阻器有三種規(guī)格可供選擇:R1(0~10 Ω,2 A)、R2(0~200 Ω,1 A)、R3(0~1 750 Ω,1 A)要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時點亮路燈,滑動變阻器應選擇　　　　(選填“R1”“R2”或“R3”)。為使天色更暗時才點亮路燈,應適當?shù)?/p>

9、　　　　(選填“增大”或“減小”)滑動變阻器的電阻。? 答案:(1)見解析　(2)×10　140　(3)R3　減小 解析:(1)光敏電阻的電阻值隨光照強度的增大而減小,所以白天時光敏電阻的電阻值小,電路中的電流值大,電磁鐵將被吸住;靜觸點與C接通;晚上時的光線暗,光敏電阻的電阻值大,電路中的電流值小,所以靜觸點與B接通。所以要達到晚上燈亮,白天燈滅,則路燈應接在AB之間。電路圖如圖: (2)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度太大,說明電阻太小,應換“×10”Ω擋;表盤的刻度是14,所以電阻值是14×10Ω=140Ω。 (3)天色漸暗照度降低至1.0lx時點亮路燈,此時光敏電阻的電阻值是2kΩ,電路

10、中的電流是2mA,R=EI-R光=62×10-3-2000Ω=1000Ω,所以要選擇滑動變阻器R3。 由于光變暗時,光敏電阻變大,分的電壓變大,所以為使天色更暗時才點亮路燈,應適當?shù)販p小滑動變阻器的電阻。 5.(2019·山東濟南三模)攝影中常用測光表來測定光的強度以便確定合適的曝光時間。光的強弱可以用照度來計量,光越強照度越大,照度單位為lx。光敏電阻是阻值隨著光的照度變化而發(fā)生變化的元件,圖甲所示為某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值變化情況。 甲 乙 某同學按照圖乙所示的電路圖連成電路,測出在不同照度值下對應的電流值,將照度值標在電流表對應的刻線上,就將電流表改裝成一個簡易

11、的測光表?，F(xiàn)有的器材及規(guī)格如下: 光敏電阻Rp 電流表μA(量程0~500 μA,內(nèi)阻等于500 Ω); 兩節(jié)干電池E(每節(jié)的電動勢1.5 V,內(nèi)阻約0.5 Ω); 定值電阻R1(阻值等于5 500 Ω); 定值電阻R2(阻值等于4 500 Ω); 開關(guān)S。 (1)根據(jù)所給的表格數(shù)據(jù)可知光敏電阻Rp的阻值隨光的照度增大而　　　　(選填“增大”或“減小”)。? (2)此簡易測光表上較小的照度值應該對應　　　　(選填“較大”或“較小”)的電流值。? (3)若此簡易測光表測量量程的最大照度值為1 200 lx,電路中串聯(lián)的保護電阻R應該選擇　　　　　　　　(選填“R1”或“R2”)

12、。? (4)隨著干電池使用時間變長,干電池的內(nèi)阻會變很大。若不及時更換干電池,會導致測得的光的照度值比真實值　　　　(選填“大”或“小”)。? 答案:(1)減小　(2)較小　(3)R2　(4)小 解析:(1)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知,光敏電阻Rp的阻值隨光的照度增大而減小。 (2)照度越小,則光敏電阻的阻值越大,電路的電流越小,可知此簡易測光表上較小的照度值應該對應較小的電流值。 (3)照度是1200lx,對應的電阻約為1kΩ,則根據(jù)Im=Erg+r+R+Rp可得R=4500Ω,可知電路中串聯(lián)的保護電阻R應該選擇R2。 (4)若電池的內(nèi)阻變大,則會導致相同照度下電流偏小,則照度的測量值比

13、真實值偏小。 6.(2019·福建廈門期中)某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。 甲 乙 (1)實驗室除提供開關(guān)S和導線外,有以下器材可供選擇: 電壓表:V(量程3 V,內(nèi)阻RV約為10 kΩ) 電流表:G(量程3 mA,內(nèi)阻Rg=100 Ω) 電流表:A(量程3 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω) 滑動變阻器:R(阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A) 定值電阻:R0=0.5 Ω 該同學依據(jù)器材畫出了如圖甲所示的原理圖,他沒有選用電流表A的原因是　。? (2)該同學將電流表G與定值電阻R0并聯(lián),實際上是進行了電表的改裝,他改裝后的電流表對應的量程是　　　　 A。? (

14、3)該同學利用上述實驗原理圖測得數(shù)據(jù),以電流表G讀數(shù)為橫坐標,以電壓表V讀數(shù)為縱坐標繪出了如圖乙所示的圖線,根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E=　　　　 V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),電源的內(nèi)阻r=　　　　Ω(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)。? 答案:(1)被測電流值與電流表量程相比差距太大 (2)0.603　(3)1.48　0.85 解析:(1)一節(jié)干電池的電動勢E≈1.5V,滑動變阻器的阻值范圍為0~10Ω,電路中的最小電流Imin≈ER=1.510A=0.15A,電流表A的量程為3A,被測電流值與電流表量程相比差距太大,電流表A不能選。 (2)改裝后的電流表對應的量程I=Ig+IgRgR0=0.003+0.003×1000.5A=0.603A。 (3)據(jù)實驗原理圖和閉合電路歐姆定律可得,E=U+IG+IGRgR0r,整理得: U=E-IG+IGRgR0r=E-r+RgR0rIG,所以U-IG圖像的截距表示電動勢,即E=1.48V,U-IG圖像的斜率k=r+RgR0r=ΔUΔIG,解得r≈0.85Ω。 - 6 -