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實驗4　電學實驗(二) 1.(2018廣東肇慶三檢)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1 Ω)、定值電阻等。 (1)使用多用電表粗測元件X的電阻,選擇“1”歐姆擋測量,示數(shù)如圖(a)所示,讀數(shù)為　　　　Ω,據(jù)此應選擇圖中的　　　　(選填“b”或“c”)電路進行實驗。 (2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸　　　　　(選填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應的電壓;將元件X換成元件Y,重復實驗。 (3)圖(d)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出的U-I圖線,由圖可判斷元件　　　　(選填“X”或“Y”)是非線性元件。 (4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21 Ω的定值電阻,測量待測電池組的電動勢E和內(nèi)阻r,如圖(e)所示,閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00 V,斷開S2,電壓表讀數(shù)為1.00 V,結(jié)合圖(d)可算出E=　　　　 V,r=　　　　Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,電壓表為理想電壓表) 2.(2018江西師范大學附中三模)為了測一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL,實驗室提供以下器材: A.待測線圈L(阻值約為2 Ω,額定電流2 A) B.電流表A1(量程0.6 A,內(nèi)阻r1=1 Ω) C.電流表A2(量程3.0 A,內(nèi)阻r2約為0.2 Ω) D.滑動變阻器R1(0~10 Ω) E.滑動變阻器R2(0~1 kΩ) F.定值電阻R3=10 Ω G.定值電阻R4=100 Ω H.電源(電動勢E約為9 V,內(nèi)阻很小) I.單刀單擲開關兩只S1、S2,導線若干。 要求實驗時,改變滑動變阻器的阻值,在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1表和A2表的讀數(shù)I1、I2,然后利用給出的I2-I1圖象(如圖甲所示),求出線圈的電阻RL的準確值。 甲 (1)實驗中定值電阻應選用　　　　,滑動變阻器應選用　　　　。(填寫器材前面的序號) (2)請你畫完圖乙方框中的實驗電路圖。 乙 (3)實驗結(jié)束時應先斷開開關　　　　。 (4)由I2-I1圖象,求得線圈的直流電阻RL=　　　　Ω。  實驗4　電學實驗(二) 1.答案 (1)10　b　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50 解析 (1)使用多用電表粗測元件X的電阻,選擇“1”歐姆擋測量,示數(shù)如圖(a)所示,讀數(shù)為10 Ω。元件X的電阻遠小于電壓表內(nèi)阻,電流表采用外接法誤差較小,因此需要選擇圖(b)所示實驗電路。 (2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,并聯(lián)支路電壓增大,電流表的示數(shù)逐漸增大; (3)由圖象可知,X電阻不變化;而Y所示電阻隨電壓的變化而變化,則可判斷元件Y是非線性元件; (4)根據(jù)U-I圖線得出元件X的電阻R=30.3 Ω=10 Ω; 閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00 V;斷開S2,讀數(shù)為1.00 V, 根據(jù)閉合電路歐姆定律列出等式 E=3+310r;E=1+110(r+21) 解得:E=3.2 V,r=0.50 Ω。 2.答案 (1)F　D (2) (3)S2　(4)2.2 解析 (1)測量線圈的電阻一般采用伏安法,為了防止測量自感系數(shù)很大的線圈斷電產(chǎn)生的大自感電流燒壞電表,可與電表串聯(lián)一個開關。由于待測線圈L的阻值約為2 Ω,額定電流為2 A,最大電壓為4 V,而電源電動勢為9 V,所以定值電阻選F、滑動變阻器選D即可。 (2)由于本實驗要求在盡可能大的范圍內(nèi)測得數(shù)據(jù),所以必須采用滑動變阻器的分壓接法;電路如圖所示。 (3)實驗結(jié)束時為了防止測量自感系數(shù)很大的線圈斷電產(chǎn)生的大自感電流燒壞電表,應先斷開開關S2。 (4)由電路圖知自感線圈兩端的電壓與下邊支路電壓相等,所以I1(R3+r1)=(I2-I1)RL 得:RL=I1I2-I1(R3+r1) 從I1-I2圖象上選取一組數(shù)據(jù),如(0.3,1.8)代入公式得:RL=0.3Ω1.8Ω-0.3Ω(10 Ω+1 Ω)=2.2 Ω。