1-7-15 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新課時強(qiáng)化訓(xùn)練1(2018天津理綜)某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 k)，除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A電壓表(量程01 V，內(nèi)阻約10 k)B電壓表(量程010 V，內(nèi)阻約100 k)C電流表(量程01 mA，內(nèi)阻約30 )D電流表(量程00.6 A，內(nèi)阻約0.05 )E電源(電動勢1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計(jì))F電源(電動勢12 V，額定電流2 A，內(nèi)阻不計(jì))G滑動變阻器R0(阻值范圍010 ，額定電流2 A)(1)為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用_，電流表選用_，電源選用_。(均填器材的字母代號)(2)畫出測量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實(shí)驗(yàn)原理上看，待測電阻測量值會_其真實(shí)值(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是_。解析 本題考查伏安法測電阻。(1)由于Rx的阻值約為10 k，電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于10 k，故電壓表應(yīng)選B；電路電流最大值約為1 mA，故電流表應(yīng)選C；電源應(yīng)選F。(2)因Rx>，屬于大電阻，故電流表采用內(nèi)接法，而滑動變阻器R0的阻值小于Rx，則滑動變阻器R0采用分壓式接法，如答案圖所示。(3)由于電壓表的讀數(shù)為電阻Rx和電流表內(nèi)阻的分壓和，而電流表的讀數(shù)是流過Rx的實(shí)際電流，故待測電阻測量值會大于其真實(shí)值。答案 (1)BCF(2)如圖所示(3)大于電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可)知識拓展 若滑動變阻器的阻值小于被測電阻值，為減小誤差，滑動變阻器采用分壓式接法。2(2018山東菏澤一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的電路測電源的電動勢和內(nèi)阻，圖中兩個電流表相同，定值電阻阻值為R0。(1)電路中R0的作用為_。(2)閉合開關(guān)S1之前，先將電阻箱接入電路的阻值調(diào)到_(填“最大”或“最小”)，閉合開關(guān)S1，再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表A2的指針偏轉(zhuǎn)較大(接近滿偏)，讀出電流值I0，讀出這時電阻箱的阻值R1；斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表A2的示數(shù)再次為I0，讀出這時電阻箱的阻值R2，則電流表A1的阻值為_。(3)再閉合開關(guān)S 3，依次調(diào)_(填“大”或“小”)電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)節(jié)后電阻箱的阻值R，并記錄每次調(diào)節(jié)后電流表A1的示數(shù)I，根據(jù)記錄的R、I，作出IRI圖像，則圖像可能是_。(4)若根據(jù)記錄的R、I，作出 -R圖像，通過對圖像的處理，得到圖像與縱軸的截距為a，圖像的斜率為b，則電源的電動勢E_，電源的內(nèi)阻r_。解析 (1)電路中R0作為保護(hù)電阻，起到保護(hù)電路元件的作用。(2)為了防止電路中的電流過大，閉合開關(guān)S1之前，應(yīng)將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到最大。根據(jù)等效替代法可知，電流表A1的內(nèi)阻為R1R2。(3)由于再閉合開關(guān)S 3之前電流表接近滿偏，因此應(yīng)調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)逐漸減小，則可知應(yīng)依次調(diào)大電阻箱的阻值。由閉合電路歐姆定律得EI(RRA1R 0r)，得到IREI(rR 0RA1)，可見D項(xiàng)正確。(4)由EI(RRA1R0r)，得R(rR0RA1)，根據(jù)題意有b，得E，由(rR0RA1)a，得rR0(R1R2)R2R0R1。答案 (1)保護(hù)電路元件(或保護(hù)電路)(2)最大R1R2(3)大D(4)R2R0R13(2018湖北四地七校2月)如圖所示為多量程多用電表的示意圖。(1)測量某電阻時，用歐姆擋“100”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，他應(yīng)該換用歐姆擋_擋(填“ 10”或“1 k”)，換擋后在測量前要先進(jìn)行_，若接通3、4時分別對應(yīng) “10”、“100” 擋，則E _E。(2)表頭G的標(biāo)記值為10 mA，10 ，據(jù)此改裝的多用電表測電流時的讀數(shù)總比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大，則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值_(填“大于”或“小于”)10 。(3)現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：A表頭G，標(biāo)記值為10 mA，10 ；B電阻箱R(0999.9 )；C滑動變阻器R1(0200 ，額定電流1 A)；D滑動變阻器R2(02 k，額定電流1 A)；E直流電源E1(電動勢為1.5 V，內(nèi)阻很小)；F直流電源E2(電動勢為12 V，內(nèi)阻很小)；G開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干請?jiān)谒o的方框中，用上述器材設(shè)計(jì)一個用半偏法較準(zhǔn)確地測量表頭G內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在電路圖中標(biāo)明所選擇器材的物理量符號。 解析 (1)用歐姆擋“100”擋時，指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明待測電阻較大，應(yīng)換為倍率更大的“1 k”擋位。歐姆表更換擋位后，需要重新歐姆調(diào)零。若接通3、4時分別對應(yīng)“10”、“100”擋，則E 10E。(2)由I0R0(II0)R，得II0，當(dāng)I的讀數(shù)比真實(shí)值偏大，說明R0的真實(shí)值比改裝表計(jì)算時的代入值10 偏小。(3)根據(jù)半偏法的原理可知，應(yīng)選用0999.9 的電阻箱，為了減小系統(tǒng)誤差的影響，應(yīng)選擇阻值大的滑動變阻器R2，且應(yīng)用限流式接法。同時為了滿足電流的要求，應(yīng)選擇電動勢大的電源E2。最終的電路設(shè)計(jì)如答案圖所示。答案 (1)1 k歐姆調(diào)零10(2)小于(3)如圖所示4(2018山西太原一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路同時測量電壓表(量程為3 V，內(nèi)阻幾千歐)和微安表(量程為300 A，內(nèi)阻約一千歐)的內(nèi)阻。(1)按實(shí)驗(yàn)原理將圖乙中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路。(2)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作，完成下列問題：閉合K1，用伏安法測微安表內(nèi)阻。為了測量更加準(zhǔn)確，定值電阻R0應(yīng)該選擇的是_；A10 B100 C1 k D7.8 k閉合K1前，為保護(hù)電路不受損壞，圖甲中滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于_端(選填“左”或“右”)；閉合K后，調(diào)整滑動變電阻器R，讓電壓表和微安表的示數(shù)盡可能的大。測得電壓表的示數(shù)為U1，微安表的示數(shù)為I1，定值電阻的值為R0，則微安表的內(nèi)阻為_；斷開K1，調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱，當(dāng)電阻箱的讀數(shù)為R1時，電壓表的示數(shù)為U2，微安表的示數(shù)為I2，則電壓表的內(nèi)阻為_。解析 (1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖。(2)電壓表兩端電壓與R0和微安表的總電壓相等，結(jié)合歐姆定律分析可知應(yīng)選D。閉合K前，為保護(hù)電路元件不受損壞，圖甲中滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于左端。閉合K1，電阻R1被短路，所以電壓表測得R0和微安表的總電壓，則有U1I(R0RA)，可得微安表的阻值RAR0。由可得電壓表內(nèi)阻RV。答案 (1)如圖所示(2)D左R05(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組成員要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，已知該干電池的電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為0.50 ；實(shí)驗(yàn)室提供了電壓表V(量程為03 V，內(nèi)阻約3 k)、電流表A(量程00.6 A，內(nèi)阻為0.70 )、滑動變阻器R(10 ，2 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，請?jiān)趫D1方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(2)在圖2中按設(shè)計(jì)的電路圖完善實(shí)物圖的連接。(3)通過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖3中畫出了UI圖線。由圖線可以得出此干電池的電動勢E_V(保留3位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r_(保留2位有效數(shù)字)。(4)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)電流表發(fā)生了故障，于是小組成員又找來一個電壓表和一個定值電阻，組成了如圖4所示的電路，移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描繪出U1- U2圖像如圖5所示，圖線斜率為k，與橫軸的截距為a，則電源的電動勢E_，內(nèi)阻r_。(用k、a、R0表示)解析 (1)由于電流表內(nèi)阻已知，則應(yīng)采用電流表相對電源的內(nèi)接法，電路圖如圖所示。(2)對照電路圖，實(shí)物圖完善后如圖所示。(3)根據(jù)UEI(RAr)以及圖像可知，電源的電動勢為E1.45 V，rRA 1.30 ，故r1.30 0.70 0.60 ；(4)由閉合電路歐姆定律可知：EU2r，變形得：U1U2，當(dāng)U10時，U2a，則有：a，又k。解得：E，r。答案 (1)見解析(2)見解析(3)1.45(1.441.46之間均可)0.60(0.580.62之間均可)(4)6(2018河南六市一聯(lián)，23)(10分)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個測定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。ab是一段粗細(xì)均勻的金屬電阻絲，R0是阻值為6 的保護(hù)電阻，學(xué)生電源的輸出電壓為10 V，電流表可視為理想電表。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖所示，其直徑為_mm。(2)先接通電源，后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，利用多用電表檢查故障(電路中故障只有一處)，先將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋，測得各點(diǎn)間的電壓如下表格。e、d間電壓e、c間電壓e、b間電壓e、a間電壓e、h間電壓0 V10 V10 V10 V10 V由此可以判斷電路發(fā)生的故障是_。(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)K，調(diào)節(jié)線夾的位置，記錄金屬電阻絲ab接入電路的長度L和對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了-L圖像。由圖像和測得的數(shù)據(jù)可估算出該金屬絲的電阻率為_m。(取3，保留1位有效數(shù)字)(4)若電流表不能視為理想電表，考慮電流表的電阻，則電阻率的測量值_真實(shí)值。(選填“大于”、“等于”或“小于”)解析 (1)直徑d0.500 mm40.00.01 mm0.900 mm。(2)因e、c間電壓為10 V，而e、d間電壓為0 V，則可判斷發(fā)生的故障是c、d間斷路。(3)由歐姆定律有I，又RL，S，得L，再結(jié)合圖像得出1.0 A1m1，解得6106 m。(4)若考慮電流表內(nèi)阻，則由歐姆定律有I，又RL，S，得L，可知電流表內(nèi)阻對電阻率的測量值沒有影響。答案 (1)0.9000.001(2)c、d間斷路(3)6106(4)等于解題指導(dǎo) (1)螺旋測微器讀數(shù)時注意半毫米刻線是否露出。(2)根據(jù)電壓表的測量特點(diǎn)及測量數(shù)據(jù)結(jié)合電路圖可分析判斷故障原因。(3)根據(jù)電路圖求出圖像的函數(shù)表達(dá)式，然后結(jié)合圖像求電阻率。(4)根據(jù)圖像與函數(shù)表達(dá)式分析解答。