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1、
專題五 第14講
限時:40分鐘
1.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期模擬)某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。
A.待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約幾千歐)
B.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)
C.電池組(電動勢約3V,內(nèi)阻可忽略)
D.滑動變阻器R0
E.變阻箱R(0~9999Ω)
F.開關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)圖甲是某同學(xué)設(shè)計的電路,大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行,你認(rèn)為原因是__D___;
A.R0阻值較小
B.電流表存在內(nèi)阻
C.電壓表無法準(zhǔn)確讀數(shù)
D.電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù)
(2)同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測量,設(shè)電阻箱的阻值為R,電壓表的示數(shù)
2、為U,為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻,應(yīng)該作?。璕___圖線(選“-R”、填“U-R”、U-);
(3)請根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù),在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線;
R/kΩ
0.6
1.5
2
3
4
5
U/V
2.5
2
1.8
1.5
1.3
1.13
/kΩ-1
1.67
0.67
0.5
0.33
0.25
0.20
/V-1
0.40
0.50
0.56
0.67
0.78
0.88
答案:如圖所示
(4)根據(jù)你所畫出的圖線,求出電源的電動勢E=__2.8~3.2___V,電壓表內(nèi)阻Rv=__2.8~
3、3.5___kΩ(保留兩位有效數(shù)字)。
[解析] (1)設(shè)計者認(rèn)為電壓表測自身的電壓,電流表測流過電壓表的電流,據(jù)RV=可求出電壓表內(nèi)阻。但圖甲電路閉合開關(guān)后,電路中電流太小,電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)。故D項是電路不可行的原因。
(2)對乙圖,由閉合電路歐姆定律可得E=U+R,整理得=+R,則根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻,應(yīng)該作-R圖線。
(3)選擇作-R圖線,描點連線如圖。
(4)據(jù)圖線縱截距可得=0.34,解得:E=2.9V
據(jù)圖線斜率可得:=,解得:RV=3.0kΩ。
2.(2018·北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期模擬)用如圖所示的多用電表進(jìn)行如下實驗。
(1)將兩表筆的金屬部分分別
4、與被測電阻的兩根引線相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大。為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按__BC___(填選項前的字母)的順序進(jìn)行操作,再將兩表筆分別與待測電阻相接,進(jìn)行測量。
A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置
B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置
C.將兩表筆短接,旋動部件T,對電表進(jìn)行校準(zhǔn)
(2)測量二極管的正向?qū)娮钑r,紅表筆應(yīng)接二極管的__負(fù)極___(填“正極”、“負(fù)極”)。
[解析] (1)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度過大,說明所選擋位太大,應(yīng)換小擋進(jìn)行測量,應(yīng)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)K置于“×10”,然后進(jìn)行歐姆調(diào)零,再測電阻,因此合理實驗步驟是BC。(2)測量二極管
5、正向?qū)娮钑r,應(yīng)把紅表筆接二極管負(fù)極,黑表筆接二極管正極。
3.(2018·海南省高三下學(xué)期高考壓軸卷)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω),實驗室提供如下器材:
電池組E(電動勢3V,內(nèi)阻不計)
電流表A1(量程0~15mA,內(nèi)阻約為100Ω)
電流表A2(量程0~300μA,內(nèi)阻為2000Ω)
滑動變阻器R1(阻值范圍0~20Ω,額定電流2A)
電阻箱R2(阻值范圍0~9999Ω,額定電流1A)
開關(guān)S、導(dǎo)線若干
要求實驗中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值,請回答下面問題:
(1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián),改裝成一個量程為3.0V的電壓表,需將電阻箱阻值調(diào)到
6、__8000___Ω;
(2)在方框中完整畫出測量Rx阻值的電路圖,并在圖中標(biāo)明器材代號;
答案:如圖所示
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1,兩表的示數(shù)如圖所示,可讀出電流表A1的示數(shù)是__8.0___mA,電流表A2的示數(shù)是__150___μA,測得待測電阻Rx的阻值是__191___Ω。(計算結(jié)果保留整數(shù))
[解析] (1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)組成電壓表;改裝后電壓表量程是3V,則電阻箱阻值R==8000Ω;
(2)用電流表A1測量電流,滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值,滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法,待測電阻阻值約為200Ω,電流表A1內(nèi)阻約為100Ω,電壓表內(nèi)阻為RV=
7、8000Ω+2000Ω=10000Ω,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值,電流表應(yīng)采用外接法,電路圖如圖所示:
(3)由圖示可知,電流表A1的示數(shù)為8.0mA,電流表A2的示數(shù)是150μA;根據(jù)歐姆定律可得:Rx==191.1Ω。
4.(2018·北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期二模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,小燈泡的規(guī)格為“3.0V,0.5A”,實驗電路如圖所示?,F(xiàn)備有下列器材:
A.電流表A(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)
B.電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.滑動變阻器R1(0~5Ω,3.0A)
D.滑動變阻器R2(0~100Ω,1.25A)
E
8、.電源E(電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計)
F.開關(guān)S和若干導(dǎo)線
(1)為了調(diào)節(jié)方便,滑動變阻器應(yīng)選用__C___(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)
(2)請根據(jù)圖中的電路,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的器材連接成完整的實驗電路。(不要改動已連接的導(dǎo)線)
答案:如圖所示
(3)測得通過小燈泡的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù),如下表所示。
組數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
3.00
I/A
0
0.09
0.21
0.34
0.40
0.46
0.50
根據(jù)上表中實驗數(shù)據(jù),在圖所示的坐標(biāo)圖上
9、作出該燈泡的I-U圖線。由圖線發(fā)現(xiàn)在電流I增大過程中,小燈泡電阻__變大___(選填“減小”、“不變”或“增大”)。
(4)由I-U圖線可知,小燈泡兩端電壓為2.4V時的實際功率是__1.2___W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(5)滑動變阻器a端與滑片P之間的電阻為RX,滑動變阻器最大阻值為RP,若在該實驗中分別接入滑動變阻器R1、R2,調(diào)整小燈泡兩端的電壓U,則在額定電壓范圍內(nèi),U隨變化的圖象可能正確的是__B___。
[解析] (1)燈泡的電流和電壓從零開始測起,滑動變阻器采用分壓式接法,為了便于測量,滑動變阻器的阻值選小的(滑動變阻器R1(0~5Ω,3.0A)),故選C;
10、
(2)根據(jù)圖中的電路,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的器材連接成完整的實驗電路為
(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出圖象如圖所示
該小燈泡的I-U圖線如圖所示,由圖線可知,電阻隨著電流增大而增大;
(4)根據(jù)圖可知,燈泡兩端電壓為2.4V時,通過燈泡的電流為0.49A,實際功率是P=UI=2.4×0.49W=1.2W;
(5)由圖可得U=·,若在該實驗中接入滑動變阻器R1調(diào)整小燈泡兩端的電壓U,≈Rx,整理可得U=·Rx=E·;
若在該實驗中接入滑動變阻器R2調(diào)整小燈泡兩端的電壓U,≈RL,整理可得U==,隨的增大而增大,故ACD錯誤,B正確;故選B。
5.(
11、2018·廣西陸川縣高三下學(xué)期二模)小明剛從超市購買一節(jié)干電池,于是他想測定該干電池的電動勢和內(nèi)阻,小明做實驗中,備有下列器材:
A.干電池(電動勢約為1.5V,內(nèi)阻小于0.5Ω)
B.電流表G(滿偏電流1.5mA,內(nèi)阻為10Ω)
C.電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω)
D.滑動變阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑動變阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值電阻R3=0.5Ω
G.定值電阻R4=990Ω
H.開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,應(yīng)選用滑動變阻器__D___(填寫序號);
(2)小明按照自己設(shè)計的實驗方案,畫圖處理數(shù)據(jù),由于是新電池內(nèi)
12、阻很小,發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小,給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙。請在下面所給方框內(nèi)畫出利用本題提供的器材幫助小明改進(jìn)實驗方案,要求測量誤差盡可能的小;
答案:實驗原理圖如圖所示
(3)某同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實驗測出了六組I1(電流表G的示數(shù))和I2(電流表A的示數(shù)),請在所給坐標(biāo)紙上使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù),做出I1和I2的關(guān)系圖線;
序號
1
2
3
4
5
6
I1/mA
1.40
1.36
1.35
1.28
1.20
1.07
I2/A
0.10
0.15
0.23
0.25
0.35
0.50
答案:如圖所示:
(4)根據(jù)圖線可得,被測電池
13、的電動勢為__1.48(1.47~1.49)___V,內(nèi)阻為__0.30(0.25~0.35均正確)___Ω。
[解析] (1)為方便實驗操作,滑動變阻器的阻值不能太大,選擇D比較合適。
(2)由于沒有電壓表,給定的電流表G可與定值電阻R4串聯(lián)作電壓表使用;圖象的斜率等于電源的內(nèi)阻,由于是新電池內(nèi)阻很小,發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小,給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙,所以電源串聯(lián)一個電阻作等效內(nèi)阻,實驗電路如圖所示;
(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出I1-I2圖象如圖所示
(4)則由閉合電路歐姆定律可知:I1(R4+RA)=E-I2(R+R3),變形I1=E-I2(r+R3),由圖可知,圖象與縱坐標(biāo)的交點為1.48mA,解得E=1.48V;由圖象可知r=0.32Ω。