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1、課時作業(yè)(三十五)B [第35講 電學實驗綜合]
1.2011·錦州模擬用如圖K35-11甲所示的電路測量一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)電阻.蓄電池的電動勢約為2 V,內(nèi)阻很小,所以串聯(lián)一個R0=4 Ω的保護電阻.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出U-I圖象如圖乙所示,則蓄電池的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.
甲 乙
圖K35-11
2.某同學在做用多用電表測電阻的實驗中:
(1)用多用電表的歐姆擋測電阻前,發(fā)現(xiàn)該表無法調(diào)零,于是他用一節(jié)使用很久的舊電池替換下多用電表的電池.調(diào)零后正確測量,測得某電阻器的電阻為102 Ω,則該測量值比真實值________
2、__(選填“偏大”、“偏小”或“準確”).
(2)換用新電池后,用“×10 Ω”擋測量某電阻時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)該換用________(選填“×1 Ω”或“×100 Ω”)擋,換擋后測量前先要__________.
圖K35-12
(3)如圖K35-12所示,A、B、C是多用表在進行不同測量時轉(zhuǎn)換開關(guān)分別指示的位置,圖K35-13是多用表表盤指針在測量時的偏轉(zhuǎn)位置.
圖K35-13
若是用A擋測量,則讀數(shù)為________________________________________________________________________;
若是用B擋測量,
3、則讀數(shù)為________________________________________________________________________;
若是用C擋測量,則讀數(shù)為________________________________________________________________________.
3.2011·寧波模擬現(xiàn)要測量某一電壓表的內(nèi)阻,給定的器材如下:
器材(代號)
規(guī)格
待測電壓表(V1)
量程1 V,內(nèi)阻約為10 kΩ(待測)
電壓表(V2)
量程3 V,內(nèi)阻RV2=6 kΩ
電流表(A)
量程0.6 A,內(nèi)阻約為10 Ω
4、
三個定值電阻
R1=1000 Ω,R2=3000 Ω,R3=10000 Ω
滑動變阻器(R4)
最大電阻為100 Ω
滑動變阻器(R5)
最大電阻為10 Ω
電源E
電動勢6 V,最大允許電流200 mA
開關(guān)(S)、導線若干
要求測量時電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半.
(1)從3個固定電阻中只選用1個,與其他器材一起組成測量電路,請在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖(要求電路中各器材用題中給定的符號標出).
(2)寫出實驗中必須記錄的數(shù)據(jù)(用符號表示),并指出各符號的意義_______________________________________________
5、_________________________
________________________________________________________________________.
(3)用(2) 中記錄的數(shù)據(jù)寫出待測電壓表內(nèi)阻的表達式為RV1=________.
4.2011·蘇北聯(lián)考某同學到實驗室做“測電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗時,發(fā)現(xiàn)實驗臺上有以下器材:
待測電源(電動勢約為4 V,內(nèi)阻約為2 Ω);
一個阻值未知的電阻R0;
電壓表(內(nèi)阻很大,有5 V、15 V兩個量程)兩塊;
電流表(內(nèi)阻約為5 Ω,量程500 mA);
滑動變阻器A(0~20 Ω,3
6、 A);
滑動變阻器B(0~200 Ω,0.2 A);
開關(guān)一個,導線若干.
該同學想在完成學生實驗“測電源電動勢和內(nèi)阻”的同時測出定值電阻R0的阻值,設(shè)計了如圖K35-14所示的電路.實驗時他用U1、U2、I分別表示電表V1、V2、A的讀數(shù).在將滑動變阻器的滑片移動到不同位置時,記錄了U1、U2、I的一系列值.其后他在兩張坐標紙上各作了一個圖線來處理實驗數(shù)據(jù),并計算了電源電動勢、內(nèi)阻以及定值電阻R0的阻值.
圖K35-14
根據(jù)題中所給信息解答下列問題:
(1)電壓表V1接入電路時應(yīng)選擇的量程是________,滑動變阻器應(yīng)選擇_________(填器材代號“A”或“B”).
7、
(2)在坐標紙上作圖線時,用來計算電源電動勢和內(nèi)阻的圖線的橫坐標軸、縱坐標軸分別應(yīng)該用________、__________表示;用來計算定值電阻R0的圖線的橫坐標軸、縱坐標軸分別應(yīng)該用________、__________表示.(填“U1、U2、I”或由它們組成的算式)
(3)若實驗中的所有操作和數(shù)據(jù)處理均無錯誤,實驗中測得的定值電阻R0的值________(選填“大于”、“小于”或“等于”)其真實值.
5.如圖K35-15甲所示,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,三個電阻采用如圖甲所示的方式接在電源上,已知R1=3 Ω、R2=12 Ω.現(xiàn)利用電壓傳感器(相當于電壓表)和電流傳
8、感器(相當于電流表)研究R3上的電壓與電流變化關(guān)系,任意滑動R3上的滑片,通過數(shù)據(jù)采集器將電壓與電流信號輸入計算機后,在屏幕上得到的U-I圖象為如圖乙所示的一條直線(實線部分).試求:
甲 乙
圖K35-15
(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻;
(2)R3的最大阻值;
(3)R3消耗的最大功率.
6.有一個小燈泡上標有“4 V,2 W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法測繪這個小燈泡的伏安特性曲線.
(1)為使實驗誤差盡量減小,要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù),請在下面的虛線框中畫出實驗電路圖.
圖K35-16
9、(2)通過實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線,如圖K35-16所示.若用電動勢為4.0 V、內(nèi)阻為8 Ω的電源直接給該小燈泡供電,則該小燈泡的實際功率是________W.
(3)P為伏安特性曲線上的一點,PN為圖線上P點的切線,下列說法中正確的是( )
A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大
B.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻減小
C.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻約為5.33 Ω
D.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻約為24.0 Ω
7.2011·揚州模擬為了較為精確測量某一定值電阻的阻值,興趣小組先用多用電表進行粗測,后用伏安法精確測量.現(xiàn)準備了以下器材:
A.多用電表;
10、
B.電壓表V1:量程6 V,內(nèi)阻約10 kΩ;
C.電壓表V2:量程15 V,內(nèi)阻約20 kΩ;
D.電流表A1:量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω;
E.電流表A2:量程3 A,內(nèi)阻約0.02 Ω;
F.電源:電動勢E=9 V;
G.滑動變阻器R1:最大阻值10 Ω,額定電流2 A;
H.導線、開關(guān)若干.
(1)在用多用電表粗測時,該興趣小組首先選用“×10”歐姆擋,此時歐姆表的指針位置如圖K35-17甲所示,為了減小誤差,多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)換用________歐姆擋;按操作規(guī)程再次測量該待測電阻的阻值,此時歐姆表的指針位置如圖乙所示,其讀數(shù)是________________
11、________________________________________________________Ω.
甲 乙
圖K35-17
(2)在用伏安法精確測量時,要求待測電阻的電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié),則要完成測量,應(yīng)選擇的器材是_________ (填器材前面的字母代號),請在虛框內(nèi)畫出實驗電路圖.
課時作業(yè)(三十五)B
【基礎(chǔ)熱身】
1.2.10 0.20
[解析] 直線在U軸上的截距等于電源的電動勢,即電動勢為2.10 V;直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻和電阻R0的阻值之和,所以內(nèi)阻為0.20 Ω.
12、
2.(1)偏大 (2)×1 重新調(diào)零 (3)1.3×103 Ω 6.6 mA
33.0 V
[解析] (1)調(diào)零時Ig=,當表筆間接入待測電阻Rx時,Ix=,解得=+.舊電池雖然能夠調(diào)零,但其電動勢減小,相應(yīng)的電流計示數(shù)偏小,測得結(jié)果(指針所指刻度)偏大.
(2)偏轉(zhuǎn)角度過大,說明電阻值較小,應(yīng)換用倍率小的擋位,換用×1擋,換擋后先要重新調(diào)零.
(3)A擋為電阻擋,刻度盤上的示數(shù)為13,測量值為13×100 Ω=1.3×103 Ω;B擋是電流10 mA擋,即指針滿偏時電流為10 mA,從刻度盤上讀出示數(shù)為6.6 mA;C擋是50 V電壓擋,即指針滿偏時電壓為50 V,從刻度盤上讀
13、出示數(shù)為33.0 V.
【技能強化】
3.(1)如圖所示 (2)見解析 (3)
[解析] 實驗電路如圖所示,實驗中調(diào)節(jié)R4,在兩電壓表有合適的讀數(shù)時,記錄兩只電壓表V1的示數(shù)U1、V2的示數(shù)U2,則+=得RV1=.
4.(1)5 V A (2)I U1 I U1-U2 (3)大于
[解析] (1)由于電源的電動勢為4 V,電壓表V1的量程選取5 V;為了便于調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)選擇A.
(2)計算電源的電動勢和內(nèi)阻的圖線是路端電壓和電流的關(guān)系圖象,橫坐標和縱坐標分別用I和U1表示;計算定值電阻R0的圖線是電阻兩端的電壓和電流的關(guān)系圖象,橫坐標和縱坐標分別用I和(U1-U2)表示.
14、
(3)由于電壓表V2的分流作用,通過定值電阻的電流大于電流表的示數(shù),使得電阻的測量值偏大,即測量值大于真實值.
5.(1)6 V 1 Ω (2)6 Ω (3)1.69 W
[解析] (1)電壓為零時的電流為1.5 A,此時R3阻值為零,有I=
根據(jù)圖線,若R3無限制變化,電壓U2=4.5 V時,電流為零,此時R3視為斷路,有=
聯(lián)立解得:E=6 V,r=1 Ω
(2)根據(jù)圖線和電路圖的動態(tài)變化判斷,R3可獲得的最大電壓是U3=3 V,此時R3最大,有=,其中R23=,解得R3=6 Ω
(3)根據(jù)圖線,R3消耗的功率P=UI=I=-3I2+4.5I
當I=0.75 A時,功率最
15、大,即P3max=1.69 W
6.(1)如圖所示 (2)0.42 (3)AC
[解析] (1)由于要求電壓從零開始多測幾組數(shù)據(jù),故滑動變阻器選用分壓器接法,小燈泡電阻較小,故電流表選用外接法,電路圖如圖所示.
(2)在小燈泡的伏安特性曲線圖中作測電源電動勢和內(nèi)阻實驗的曲線,由曲線可知,通過小燈泡電流為0.35 A時,電源內(nèi)電壓U′=Ir=2.8 V,此時小燈泡兩端電壓U=1.2 V,內(nèi)外電壓和恰等于電源電動勢,故該電源給小燈泡供電時,通過小燈泡的電流為0.35 A,兩端電壓為1.2 V,所以小燈泡的實際功率P=UI=0.42 W.
(3)小燈泡的電阻由其兩端的電壓與通過的電流的比
16、值確定,隨所加電壓的增大,該比值增大,所以A項正確;對應(yīng)P點,U=2.4 V,I=0.45 A,所以電阻為R=≈5.33 Ω,選項C正確.
【挑戰(zhàn)自我】
7.(1)“×1” 8 (2)BDFGH 如圖所示
[解析] (1)從圖甲可以看出待測電阻阻值過小,指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)換用倍率較小的擋位,即“×1”歐姆擋;從圖乙可以讀出待測電阻的阻值為8 Ω.
(2)待測電阻的阻值較小,應(yīng)采用電流表外接法測量電阻,電壓從零開始調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法.在測量過程中電流不宜過大,以免電阻發(fā)熱阻值變化,電流表應(yīng)選D,根據(jù)歐姆定律可求出電阻兩端的電壓不超過6 V,電壓表應(yīng)選B,還需要的器材有電源F,滑動變阻器G和導線及開關(guān)H.實驗電路圖如圖所示.
6
用心 愛心 專心