江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练:电学实验题
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一、实验题
1.(2023·江苏南通·统考模拟预测)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度,主要实验步骤如下:
(1)将器材按如图甲连接,已接入电路的导线(不含金属夹所在的导线)有一处错误,请在该导线上画“×”,并重新画出该导线的正确连接方式______。
(2)改变金属夹夹在电阻丝上的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I,得到多组数据,整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图乙所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为r0,则该电池电动势可表示为E=______,内阻可表示为r=______。
(3)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。
①利用现有器材设计实验,在图丙方框中补全实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)______。
②先将单刀双掷开关闭合到一端,记录电流表示数I0,再将单刀双掷开关闭合到另一端,调节接入电路的电阻丝长度,当______时,记录接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0。
③利用测出的r0=______,可得该电池的电动势和内阻。
2.(2023·江苏南京·统考二模)某同学用多用电表做了以下两个实验:
(1)用欧姆挡测量一电阻的阻值(约),进行了如图甲所示虚线框中A、B、C、D四个操作,正确的操作顺序是_________;其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处,该电阻的阻值为_________。
(2)欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为的电源、一个电流表、一个可变电阻和红表笔串联而成。为了测量多用电表欧姆挡在“×100”挡时的内部总电阻、电动势和黑表笔短接时多用电表中的电流,该同学设计了如图丙所示的电路。
①正确连线后,闭合开关,改变电阻箱的阻值,得到多组电流表的示数和电阻箱的,数据记录如下表:
请根据该同学在坐标纸上描绘的点画出图像_________;
R/Ω
1570
1140
920
550
300
110
I/mA
0.45
0.52
0.61
0.66
0.73
0.81
(mA-1)
2.22
1.2
1.64
1.52
1.37
1.23
②由图像计算欧姆表内电源的电动势_________V;
③若毫安表内阻,则红、黑表笔短接时多用电表中的电流_________mA。(以上结果均保留2位有效数字)
3.(2023·江苏淮安·统考三模)某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有:待测电源E,待测内阻的电流表A,电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀开关,单刀双掷开关,导线若干。设计的电路图如图所示,进行了如下操作:
Ⅰ.将接到a,闭合,拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置,记录下此时的电压表示数为2.00V,然后断开;
Ⅱ.保持电阻箱示数不变,将切换到b,闭合,记录此时电压表的读数(如图乙所示),然后断开。
请你解答下列问题:
(1)图甲所示电阻箱的读数甲丙为_______Ω,图乙所示的电压表读数为_______V。由此可算出电流表内阻的阻值为。
(2)在完成上述操作后,继续以下操作:将切换到,闭合,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为__________;由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r,其中________, _____(计算结果保留三位有效数字)。
4.(2023·江苏·模拟预测)小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
(1)开关闭合前,应先将电阻箱的电阻调到__________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)。
(2)闭合开关,发现电压表指针不偏转,小明用多用电表的直流电压挡来检测故障,保持开关闭合,将__________(选填“红”或“黑”)表笔始终接触a位置,另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱,发现试触b、c、d时,多用电表均有示数,试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障是__________。
A.接线柱bd间短路
B.接线柱de间断路
C.定值电阻断路
(3)排除故障后按规范操作进行实验,改变电阻箱R的阻值,分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量,电压表的示数如图2所示,示数为__________V。
(4)作出图线如图3所示,已知图线斜率为k,纵轴截距为b,则可得电池组的电动势E=__________,内阻r=__________。(用k、b和R0表示)
(5)为了分析电表内阻引起的误差,有同学根据所测数据,用计算出相应的电流,并作出U-I图像,如图中实线所示.然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像,如图中虚线所示,其中分析正确的是______。
5.(2023·江苏南通·统考一模)课外学习小组选择图甲所示的发光二极管用作电源指示灯,进行了如下实验。
(1)为了判断二极管的正负极,选择多用电表的同一欧姆挡进行测量,如图乙所示,可知二极管的__(选填“a”或“b”)端为正极。
(2)为研究二极管的特性,利用数字化信息系统(DIS)和电源(电压可调节)测得二极管两端的正向电压U和通过二极管电流I的多组数据,并在方格纸上描出了相关数据点,请在图丙中作出I-U图线______。
(3)根据I-U图线,二极管导通时,其正向电阻随两端电压增大而 _____(选填“增大”或“减小”)。
(4)根据资料信息,该类型二极管正常工作电流约为20mA.将该二极管与一个定值电阻串联作为6.0V电源的指示灯,现有三种阻值的定值电阻:①;②200Ω;③300Ω,应选用____(填写相应的序号)。
(5)选择(4)中合适的电阻与该二极管串联连接在6.0V电源两端时,该二极管消耗的功率约为_____W(结果保留两位有效数字)。
6.(2023·江苏·统考二模)某实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池,如图甲所示,外壳上标有电动势4.50V,为了测定该电池的实际电动势和内阻,小组成员利用身边的仪器,设计方案对其进行测量。
A.待测手机电池
B.电压表(量程0~3.00V,内阻约4000Ω)
C.电流表(量程0~100mA,内阻为1Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99.99Ω)
E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)
F.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
G.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流0.2A)
H.滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流0.2A)
I.滑动变阻器(阻值范围0~1000Ω,额定电流0.2A)
J。开关,导线若干
(1)实验室所提供的电表的量程都不够大,需要进行改装才能使用。
①如果将电流表量程增大到原来的5倍,则应_________(填“串联”或者“并联”)一个阻值为_________Ω的电阻,将改装后的电流表记为;
②为将电压表的量程扩大为0~4.50V,小组成员采用了以下的操作:按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将开关接b,将的滑片移至_________(填“最上端”或“最下端”),将电阻箱调为零,闭合开关,保持开关断开,适当移动的滑片,使电压表示数为3.00V;保持接入电路中的阻值不变,改变电阻箱的阻值,当电压表示数为_________V时,完成扩大量程,断开;
③小组成员按照乙所示的实验电路图完成了该实验。图中滑动变阻器应选_________,电阻箱应选_________。(均填写器材前面字母标号)
(2)用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻,步骤如下:保持电阻箱的阻值不变,开关接a,闭合、,从下到上移动的滑片,读出电压表(量程0~3.00V,内阻约4000Ω)的读数U和电流表(量程0~100mA,内阻为1Ω)的读数I,并作出U-I图像如图丙所示,可得该电池的电动势为_________V,内阻为_________Ω。(结果保留三位有效数字)
7.(2023·江苏淮安·模拟预测)电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路,若灵敏电流计G示数为0,说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理,某同学设计如图乙所示电路,测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源(内阻不计),B为电动势恒定的标准电源,其电动势为EN。R1、R2为电阻箱,R3为滑动变阻器,G为灵敏电流计,S1、S3为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。实验过程如下:
①实验开始之前,将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间;
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3,通过调节R1、R2,使R3阻值为0时,灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值,分别为R1、R2;
③先将________,再将开关S2置于2处,调节R1、R2,并保持通过R1、R2的电流不变,重复上述操作,使R3的阻值为0时,灵敏电流计G的示数为0,记录此时的R1与R2的数值,分别为R1′、R2′。根据上述实验过程回答问题:
(1)实验步骤①中,开始时滑动变阻器触头应处在最端___________(填“左”或“右”);
(2)在步骤③中,缺少的操作步骤是________;
(3)在步骤③中,为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变,调整R1、R2时需要使R1、R2与R1′、R2′满足的关系是____________(用题中所给物理量符号表示);
(4)待测电源C的电动势E=_____________(用题中所给物理量符号表示);
(5)若工作电源A的内阻不可忽略,则待测电源C的电动势E测量值将___________(填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
8.(2023·江苏徐州·统考一模)某同学测量一段粗细均匀金属丝的电阻率,器材如下:金属丝,电源(电动势3V、内阻不计),电流表(量程0~0.6A、内阻0.5Ω),电压表(量程0~3V、内阻约3kΩ),滑动变阻器(最大阻值15Ω),毫米刻度尺,开关S及导线若干。实验步骤如下:
(1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值__________mm;
(2)为减小误差,应选用乙图中的__________(选填“a”或“b”)连接线路;
(3)实验过程中,改变滑动变阻器的滑片位置,并记录两电表的读数,作出如图丙所示的图像,可得金属丝的电阻__________,电阻率__________(结果均保留2位有效数字);
(4)电路保持闭合,若测量时间较长,会使电阻率的测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.(2023·江苏·统考一模)小明同学通过实验探究多用电表欧姆挡的工作原理。
(1)小明同学利用自己所学物理知识,自制了一个欧姆表,他采用的内部等效电路图为甲图中的___________,表笔a为___________(选填“红”或“黑”)色。
(2)已知G表的满偏电流为,制作好欧姆表后,小明同学对欧姆表进行欧姆调零,他将上图中欧姆表的红黑表笔短接,G表指针位置如图乙,调节欧姆调零旋钮,使G表指针指在________位置(选填“0刻度”、“满偏”),即完成欧姆调零。用此欧姆表粗测某电阻的阻值,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用________(选填“”或“”)挡,并重新欧姆调零后进行测量。
(3)经欧姆调零后,小明同学打算测量此欧姆表的电动势和内阻,他找到5个规格相同的标准电阻,他将n个(,2,3,4,5)电阻串联后先后接在该欧姆表的红黑表笔之间,记下串联电阻的个数n和对应电流表的读数。根据所得数据做出图像,如图丙所示,可求得欧姆表中电源的电动势为________V,该欧姆表的内阻为________。(结果保留三位有效数字)
(4)小明同学发现该欧姆表使用一段时间后,电源电动势减少,内阻增加,但仍然能欧姆调零,结合上述分析,则调零后用该表测量的电阻的测量值________真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
10.(2023·江苏·模拟预测)某同学用如图甲所示的实验电路,测量一量程为1mA电流计的内阻。
(1)按图甲中的实验电路图进行实物连接,将滑动变阻器的滑片置于B端,为定值电阻。闭合开关S,断开开关,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的读数为(指针偏转超过量程的三分之一),电流计满偏。
(2)闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为,电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二。读取此时电阻箱的阻值为。
(3)电流计的内阻______Ω。
(4)该实验测得电流计的阻值______真实值(选填“>”“<”或“=”)(只考虑系统误差)。
(5)同学要将该电流计改装为量程为20mA的电流表。将阻值为的定值电阻与1mA电流计连接,进行改装。然后利用一标准毫安表根据图乙所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
①根据图乙将图丙中的实物连接______。
②定值电阻______Ω。
11.(2023·江苏·模拟预测)电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小,他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。
实验时,根据图甲所示的电路原理图连接好电路,时刻把开关K掷向1端,电容器充电完毕后,再把开关K掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。
(1)电容器放电时,流过电阻R的电流方向为________;(选填“由a到b”或“由b到a”)
(2)乙图中,阴影部分的面积______;(选填“>”、“<”或“=”)
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时间将________;(填“变长”、“不变”或“变短”)
(4)图丙为电压恒为的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像,电容器充电完毕后的电荷量为________C,电容器的电容为C=________F。(计算结果均保留两位有效数字)
12.(2023·江苏·模拟预测)某小组同学用多用电表做了以下两个实验:
(1) 用欧姆挡测量一电阻的阻值(约1.5 kΩ~2.2 kΩ),进行了如图甲所示的四个操作,正确的顺序是________;其中步骤②的指针指在如图乙所示的刻度处,该同学选择的倍率为________(选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
(2) 欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个电阻串联而成。为了测量多用电表欧姆挡在“×1k”挡时的内部电阻、电动势和红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im,该同学将多用电表的选择开关调到“×100”挡进行欧姆调零后,设计了如图丙所示的电路。
① 检查发现电路中有接线错误,其错误是________;
② 正确连接线路后,闭合开关,改变电阻箱的阻值,得到多组电流表的示数I和电阻箱的阻值R,作出-R图线如图丁所示,该图线纵轴截距为b,斜率为k,若忽略毫安表内阻,由图可得电动势E=________,内部电路电阻r=________,红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im=________;
③ 若考虑到毫安表内阻的影响,E、r和Im这三个物理量的测量值小于真实值的是_______(选填“E”“r”或“Im”)。
13.(2023·江苏·模拟预测)某实验小组用图甲所示电路测量电源的电动势E和内阻r,图中的电流表最大量程为,定值电阻阻值为。
(1)已知电流计G的满偏电流、内阻,电路中已将它改装为最大量程的电压表,则_______。
(2)通过移动变阻器R的滑片,得到多组电流表A和电流计G的读数,作出如图乙的图像。某次测量时,电流表A的示数如图丙,则此时通过电源的电流为_______;电源的电动势______V(结果保留2位有效数字),内阻________(结果保留2位有效数字)。
(3)该实验电源电动势的测量结果与准确值相比_________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
14.(2023·江苏·模拟预测)在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中。
(1)下图中,代表电流传感器,代表电压传感器,为变阻器,为定值电阻。则下面各电路图中,图________是最合理正确实验电路图。
(2)某次实验得到的电源的图线,其拟合方程为可得,该电源的电动势________,内阻________。
(3)根据实验测得的该电源的、数据,若令,,则通过计算机拟合得出图线如图所示,则图线最高点点的坐标________,________。(结果均保留两位有效数字)
15.(2023·江苏·模拟预测)某同学用如图1所示的电路测量未知电阻的阻值.已知电源电动势约为,内阻约为,电压表满偏电压为,定值电阻,电阻箱R最大阻值为。
(1)将接1,闭合开关前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)多次改变电阻箱R的阻值,得到对应电压表的示数U如下表,请根据实验数据在图2中作出关系图像________:
电阻
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电压
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00
(3)断开,将接2,再闭合,电压表示数为,利用(2)中测绘的图像可得____________,考虑到电压表为非理想电表,则测量值__________真实值(“大于”、“小于”、“等于”);
(4)为了更方便地测量多种未知电阻,图1虚线框中电路可作为欧姆表使用,电压表表盘改动后正确的是____________。
A.B.C.D.
16.(2023·江苏·模拟预测)课外小组利用如图所示电路测量电压表毫伏表内电阻,该电压表量程为500mV,内电阻约为图中电源电动势为E、内可阻忽略不计,为滑动变阻器,为电阻箱,V为待测电压表.经以下步骤可近似测得电压表毫伏表的内电阻.
断开,闭合,电阻箱的阻值调到最大,调节,使电压表读数等于其量程;
保持不变,闭合,调节,使电压表读数等于,然后读出的值,取.
按图甲所示的实物图,在图乙所给出的虚线框中画出电路图____________.
在备选的实验器材中,有两个滑动变阻器供选择,它们的铭牌上分别标有:“,1A”,“,2A”,在保证各实验器材均能正常工作的前提下,为尽可能提高测量精度且便于调节,滑动变阻器应选用______填“A”或“B”
若实验中测得的结果,要将这令电压表改装成量程为10V的电压表,则应串联一个阻值为______定值电阻.
本实验中测的系统误差来自于______.
参考答案:
1. 电流表示数为
【详解】(1)[1]开关要能够控制电路的断开合闭合,因此开关接线柱接错,应该为
(2)[2][3]设圆心角为时,电阻丝接入电路中的电阻为,根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
结合图像的斜率和截距满足
,
解得电源电动势和内阻为
,
(3)[4]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关,考虑使用等效法测量电阻丝电阻,如图
[5] [6]电路用等效替代法,因此将单刀双掷开关闭合到另一端,调节接入电路的电阻丝长度,直到电流表示数为,此时连入电路电阻和相同;此时,即得
2. CADB 1.9 1.5 0.94
【详解】(1)[1]使用多用电表测电阻,首先进行机械调零,用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处,然后选择欧姆挡位,再进行欧姆调零,两个表笔短接,调整调零旋钮,调整好之后,把两表笔接在电阻两端,进行测量。故正确的操作顺序是CADB。
[2]由图乙可知,该电阻的阻值为
(2)①[3]根据闭合回路欧姆定律有
整理可得
可知,图像为倾斜直线,则根据在坐标纸上描绘的点连成一条直线,如图所示
②[4]由图像可得
解得
③[5]由上述分析可知
解得
则红、黑表笔短接时多用电表中的电流
3. 20.00 2.50 2.63 1.00
【详解】(1)[1]电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和,图中电阻箱的读数为
[2]电压表的精度为0.1V,读数应估读一位,该电压表读数为;
(2)[3]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
[4][5]结合图像有
,
解得
,
4. 最大值 黑 B 2.50 D
【详解】(1)[1]开关闭合前,应将电路中电阻调到最大值,从而使开关闭合后电路中电流最小,起到保护电路的作用。
(2)[2]a与电源负极相连,应将黑表笔始终接触a位置。
[3]试触b、c、d时,多用电表均有示数,试触e、f时多用电表均无示数,说明接线柱de间断路。
故选B。
(3)[4]如图2所示,电压表示数为2.50V。
(4)[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
,
解得电动势为
内阻为
(5)[7]由题意可知
可知电流I为电阻箱中的电流,由于电压表的分流作用通过电源的电流满足
当电压表示数为0时,即外电路短路时,有
故D正确,ABC错误。
故选D。
5. a 减小 ②
【详解】(1)[1]按照 “红进黑出”以及欧姆表的读数可知二极管从a到b是导通转态,所以a为二极管的正极。
(2)[2]根据图上坐标点可画出图像
(3)[3] 根据I-U图线,图像的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,所以二极管导通时,其正向电阻随两端电压增大而减小。
(4)[4]该类型二极管正常工作电流约为20mA.二极管的电压为,则二极管的电阻为
将该二极管与一个定值电阻串联作为6.0V电源的指示灯
解得:
所以应该选200Ω的定值电阻即选②
(5)根据
得
画出图像如图所示
有图可知二极管工作时,电压由功率得
6. 并联 0.25 最上端 2.00 H F 4.20 1.90
【详解】(1)①[1][2]将电流表量程增大到原来的5倍,应并联一个电阻,根据欧姆定律可知并联电阻的阻值为
②[3][4]电压表支路与R1上端并联,接通电路前要保证其分压为零,故滑动变阻器滑片应移至最上端;电压表示数为3V且保持R1接入电路的阻值不变时,电压表和R2电压之和可认为始终等于3.0V。当电压表的示数为2.00V时,说明电阻R2两端电压为1.00V,由串联电路分压原理可知,此时R2的电阻为电压表内阻的一半,电压表的量程被扩大为1.5倍,即为0-4.5V。
③[5]滑动变阻器阻值过大,不方便调节,滑动变阻器G取最大值接入电路,也会超过额定电流,故选择滑动变阻器H;
[6]由实验步骤可知电压表要扩大量程为0-4.5V,则串联的电阻箱R2的阻值应能调节为电压表内阻的一半,即电阻箱能调节到,故选电阻箱F;
(2)[7][8]改装后电流表的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
则有
根据图像斜率和截距有
,
解得
E=4.20V,
7. 左 将R3滑动变阻器触头滑到最左端 不变
【详解】(1)[1]在开关闭合前,R3接入的阻值应为最大,保护G,则触头应在最左端;
(2)[2]将开关S2置于2处前,需要将R3滑动变阻器触头滑到最左端,保护灵敏电流计;
(3)[3]改用待测电源替换标准电源的位置,其前提条件是工作电源A所在电路电流I要保持不变,电源A的输出电压固定不变,采取的措施是使R1与R2的阻值之和为某一固定阻值,使R1′和R2′的阻值之和也为该固定阻值,即满足的关系是
(4)[4]根据部分电路欧姆定律有
可知,当满足时,有
(5)[5]若考虑工作电源内阻,则有
因为
考虑到了工作电源内阻后,则有
整理后依旧为
故测量值将不变。
8. 0.499/0.500/0.501 3.9/4.0/4.1 偏大
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值
(2)[2]由于电源内阻不计,而电压表的内阻未知,电流表的内阻已知,为减小误差,应选用乙图中的“a”连接线路;
(3)[3]根据图a,可得
作出如图丙所示的图像,可得直线斜率为
可得金属丝的电阻
[4]根据电阻定律可得,电阻率
(4)[5]电路保持闭合,若测量时间较长,金属丝发热,温度升高,会使金属丝的电阻率增大,所以测量结果将偏大。
9. C 红 满偏 ×1 1.58 256 大于
【详解】(1)[1][2]根据欧姆表的原理可知其内部有电源,有滑动变阻器调节其内阻,并且黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极。
故选C。
(2)[3][4]欧姆调零当两表笔短路时,接入电路的外电阻最小,由欧姆定律知,可以通过调节滑动变阻器使电流表满偏,令指针指电流表的满偏电流刻度处,进行调零;
[4]用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,示数较小,说明倍率挡选择过高,他应该换用“×1”挡;
(3)[5][6]根据闭合欧姆定律可知
整理得
由图丙可知
即
(4)[7]当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式
欧姆表内阻R内得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由
可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了。
10. 95 = 5
【详解】(3)[1]由电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二可知
则
(4)[2] 实验时反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为U1,可知电路的总电流不变,通过电流表的电流是满偏电流的,而通过R0的电流等于电流表满偏电流的,所以该实验测得电流计的阻值与真实值相等。
(5)[3]电流计改装为电流表应并联一个定值电阻,再通过与一标准毫安表串联,进行检测,如图
[4]当电流计满偏时,由题意知
解得
11. 由a到b = 变短 / //
【详解】(1)[1]电容器充电时上极板接电源正极,故上极板带正电荷,放电时上极板正电荷通过电阻流向下级板,故流过电阻R的电流方向为由a到b。
(2)[2]根据电流的定义式
则
乙图中,阴影部分的面积等于充、放电的电荷量,而充放电的电荷量相等,故
(3)[3] 根据电流的定义式
可得
如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,则放电电流将增大,由上式可知放电时间将变短。
(4)[4]根据图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量,由图知,每小格代表的电荷量为
数出图线包围的格数,满半格或超过半格的算一格,不满半格的舍去,数得格数为32格,则电容器充电完毕后的电荷量为
因从图中数格数有一定误差,故结果也可能为
[5]根据电容的定义知,电容器的电容为
因电荷量有一定误差,故电容的计算值也可以是或。
12. ①④③② ×100 电流表的正负接线柱接反 Im
【详解】(1)[1]先进行机械调零,将选择开关旋至欧姆挡合适挡位,再将红黑表笔短接进行欧姆体调零,最后将表笔接在电阻两端,测电阻的阻值,因此正确的操作顺序为①④③②;
[2] 电阻的阻值约1.5 kΩ~2.2 kΩ,图乙所示的刻度读数为19,故该同学选择的倍率为×100;
(2)[3]多用电表电流是从红表笔流入,黑表笔流出,欧姆挡内置电源,因此红表笔接电源负极,黑表笔接电源正极,因此电路中接线错误是电流表的正负接线柱接反;
[4][5][6]由实验电路图可知
转化可得
则有
解得:,,;
[7]由闭合电路欧姆定律,不考虑电表影响时
解得:,;
若考虑电流表影响时
解得:,;
比较可得,测得的电动势准确,内阻偏大;
又因为
因此测得的偏小;
13. 14.5 600 6 5.5 相等
【详解】(1)[1]要串联的电阻值为
(2)[2][3][4]由图丙可知,电流表A的示数为0.5A,由图乙可知,电流计G的读数为100mA,此时通过电源的电流为600mA,有
当电流表A的示数为0.2A时,由图乙可知,电流计G的读数为200mA,此时通过电源的电流为400mA,有
解得
(3)[5]本实验中电流计可以显示电流值,不存在电压表分流,在不考虑其他偶然误差的影响下可准确计算出流过电源内部的电流,则该实验电源电动势的测量结果与准确值相等。
14. c
【详解】(1)[1]测电源的电动势和内阻,需要测量路端电压和干路电流,定值电阻是为了保护电路,开关应该接入干路中,故电路图选c;
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知
电源的图线,其拟合方程为
可得
,
(3) [4] [5]若令
,
由此可知图线表示电源输出功率随外电阻变化图线,根据
当R=r时,输出功率达到最大值
故图线最高点坐标
,
15. 错误 2.8(2.7-2.9都给分) 等于 C
【详解】(1)[1]当电阻箱电阻调到最大时,闭合电键S1时,电压表两端电压为
超过了电压表的量程,则该操作错误;
(2)[2]做出U-R图像如图;
(3)[3][4]电压表示数为,利用(2)中测绘的图像可得,该方法为等效替代法,则电压表内阻对Rx的测量无影响,则测量值等于真实值;
(4)[5]设虚线内电路两端接电阻为R′,则两端电压
则R′与U是非线性关系,则将电压表刻度改为电阻刻度时,刻度分布不均匀,结合U-R图像可知,当电阻较大时,当电阻变化相等时,电压变化越小,即电阻的刻度为右密左疏;当电压表满偏时,即
解得
R′=10Ω
故选C。
16. A; 1900; 实际总电流变大;
【分析】根据实物图,画出电路图即可;
滑动变阻器采用的是限流式接法,为了提高测量精度且便于调节,滑动变阻器应用电阻最大值较大的;
根据串并联电路特点,结合欧姆定律,即可求出应串联一个阻值为;
闭合前后,外电阻的减小了,故总电流变大.
【详解】根据实物图画出电路图,如图所示:
由电路图可知,滑动变阻器采用的是限流式接法,故为尽可能提高测量精度且便于调节并且保证电路安全,滑动变阻器应用电阻最大值较大的,故选A.
根据串联电路电流相等,可得:,解得:.
闭合前后,认为总电流不变,而实际上闭合后外电阻的减小了,总电流变大,故本实验中测的系统误差来自于实际总电流变大.
【点睛】本题考查了实验器材选择、实验数据处理、实验方案分析,要掌握实验器材的选择原则,认真审题、理解题意与实验步骤、知道实验原理是解题的关键.
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