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1、專題跟蹤檢測(十五)
(建議用時:45分鐘)
1.(2018·全國卷Ⅱ)某同學組裝一個多用電表.可選用的器材有:微安表頭(量程100 μA,內(nèi)阻900 Ω);電阻箱R1(阻值范圍0~999.9 Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~99 999.9 Ω);導線若干.要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表.組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋.
回答下列問題:
(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱.
(2)電阻箱的阻值應取R1=________Ω,R2=__
2、______Ω.(保留到個位)
解析 (2)接a時改裝成量程為1 mA的電流表,有IgRg=(I-Ig)R1,解得R1=100 Ω,接b時改裝成量程為3 V的電壓表,有U=IgRg+IR2,解得R2=2 910 Ω.
答案 (1)如圖所示 (2)100 2 910
2.(2019·湖南五校聯(lián)考)為了精確測量一電阻的阻值Rx,現(xiàn)有以下器材:蓄電池組E,電流表A,電壓表V,滑動變阻器R,電阻箱RP,開關(guān)S1、S2,導線若干.某實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的電路,實驗的主要步驟如下:
a.閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R和RP,使電流表和電壓表的示數(shù)適當,記下兩表示數(shù)分別為I1、U1;
b.保持
3、S1閉合、RP阻值不變,閉合S2,記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2、U2.
(1)按圖甲所示的電路圖將如圖乙所示的實物連成電路.
(2)被測電阻的阻值Rx=________(用兩電表的示數(shù)表示).
(3)由于電流表、電壓表都不是理想電表,則被測電阻的阻值Rx的測量值________真實值(選填“大于”“小于”或“等于”).
解析 (1)實物圖如圖所示.
(2)由題意易知RP=,又RP、Rx并聯(lián)的阻值為R并=,又+=,聯(lián)立解得Rx=.
(3)若考慮電流表和電壓表不是理想電表,則在分析時應考慮電壓表的內(nèi)阻,即在第(2)問的分析中表示的就是RP和RV并聯(lián)時的總電阻,結(jié)合后面的
4、分析可知此時Rx的測量值仍等于真實值.
答案 (1)見解析圖 (2) (3)等于
3.(2017·全國卷Ⅲ)圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋.
(1)圖甲中的A端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接.
(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是________(填正確答案標號).
5、A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋前,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=______Ω,R4=______Ω.
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示.若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為________.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
解析 (1)A端接內(nèi)置電源正極,故為黑表筆.
(
6、2)R6為歐姆表組成部分,只能在使用歐姆表時進行歐姆調(diào)零操作,在其他擋時不起作用,選項B正確.
(3)當B接“2”時,為小量程電流表,I2=1 mA.
R1+R2==160 Ω;
當B接“4”時為小量程電壓表,U4=1 V,與R1、R2并聯(lián)后為等效表頭,R4==880 Ω.
(4)當B接“1”時,為電流表大量程,Im=2.5 mA,最小刻度為0.05 mA,需估讀到最小刻度同位,讀數(shù)為1.47 mA(1.47 mA、1.48 mA都對);
當B接“3”時,為歐姆“×100”擋,讀數(shù)為1 100 Ω,保留三位有效數(shù)字為1.10×103 Ω;
當B接“5”時,為電壓表大量程,Um=5
7、V,最小刻度為0.1 V,需估讀到最小刻度下一位,讀數(shù)為2.95 V(2.93~2.97 V都對).
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA(1.47 mA、1.48 mA都對) 1.10×103 Ω 2.95 V(2.93~2.97 V都對)
4.(2019·江蘇揚州中學月考)小明利用如圖所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻.
(1)圖中電流表的示數(shù)為________ A.
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下:
U/V
1.45
1.36
1.27
1.16
1.06
I/A
0.12
0.20
0.28
0
8、.36
0.44
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在上面的方格紙上作出U-I圖線.
由圖線求得:電動勢E=________ V;內(nèi)阻r=________ Ω.
(3)實驗時,小明進行了多次測量,花費了較長時間,測量期間一直保持電路閉合.其實,從實驗誤差考慮,這樣的操作不妥,因為_________________________________________.
解析 (1)由題圖可知,電流表的量程為0.6 A,精度為0.02 A,因此電流表的示數(shù)為0.02 A×22=0.44 A.
(2)由圖象與縱軸的截距得電動勢為1.60 V,斜率即內(nèi)阻為r= Ω=1.22 Ω.
(3)如果一直保持電路閉合
9、,干電池長時間使用后,電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導致實驗誤差增大.
答案 (1)0.44 (2)UI圖線如圖所示 1.60(1.58~1.62都算對) 1.22(1.18~1.26都算對)
(3)干電池長時間使用后,電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導致實驗誤差增大
5.(2019·陜西六校聯(lián)考)某同學利用如圖甲所示電路測量量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流電源E(電動勢3 V),開關(guān)1個,導線若干.
實驗步驟如下:
①按電路原理圖甲連接
10、線路;
②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為零,將滑動變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對應的位置,閉合開關(guān)S;
③調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;
④保持滑動變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00 V,記下電阻箱的阻值.
回答下列問題:
(1)實驗中應選擇滑動變阻器________(選填“R1”或“R2”).
(2)根據(jù)圖甲所示電路將圖乙中實物圖連線.
(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω,若認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位).
(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻
11、度電流為________(填正確答案標號).
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
解析 (1)本實驗測電壓表的內(nèi)阻,實驗中電壓表示數(shù)變化不大,則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大,故需要滑動變阻器的最大阻值較小,故選R1可減小實驗誤差.
(2)滑動變阻器為分壓式接法,連接實物電路如圖所示.
(3)電壓表和電阻箱串聯(lián),兩端電壓分別為2.00 V和0.50 V,則RV=4R=2 520 Ω.
(4)電壓表的滿偏電流Ig== A≈1 mA,故選項D正確.
答案 (1)R1 (2)見解析圖 (3)2 520 (4)D
6.(2019·遼寧大連一零三
12、中學月考)在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm.
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)應為________ mm(該值接近多次測量的平均值).
(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為:電池組(電動勢3 V,內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關(guān)、導線若干.某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
13、
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用下圖中的______(選填“甲”或“乙”)圖.
(3)下圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成下圖丙中實物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系.如圖丁所示,圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點.請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)
14、據(jù)的坐標點,并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項前的符號).
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
(6)任何實驗測量都存在誤差.本實驗所用測量儀器均已校準.下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是________.
A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi),可以消除由測量儀表引起的
15、系統(tǒng)誤差
D.用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差
解析 (1)主尺半刻度線未露出,讀數(shù)為0 mm,螺旋尺的讀數(shù)為39.8×0.01 mm=0.398 mm,所以此螺旋測微器讀數(shù)為(0+0.398) mm=0.398 mm.
(2)由圖表數(shù)據(jù)可知,待測電阻阻值約為5 Ω,若電路采用限流接法,回路最小電流I=,代入數(shù)值約為0.11 A,不可能達到0.020 A,所以應該是分壓接法.
(3)實物連圖時要注意:開關(guān)閉合前,滑動變阻器應處于零阻值處,以使待測電阻的電壓最小;應保證開關(guān)能控制整個電路的通斷;電流從電壓表和電流表正極流入.
(4)在坐標系中描出2、4、6次測量數(shù)據(jù)
16、對應的點,然后連線.由于第6個數(shù)據(jù)描點偏差太大,舍棄不用;圖線的斜率即為Rx的阻值,由圖象可知,Rx=4.5 Ω.
(5)由電阻定律知R=ρ,則ρ=·R=R≈1×10-6 Ω·m,選項C正確.
(6)由于讀數(shù)而引起的誤差是偶然誤差,由于電壓表與電流表的內(nèi)阻而引起的誤差是系統(tǒng)誤差,選項A、B錯誤.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi),則消除了電表內(nèi)阻對實驗的影響,即消除了由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差,選項C正確.用U-I圖象處理數(shù)據(jù),體現(xiàn)了多次測量求平均值的思想,而且剔除了個別偶然誤差比較大的點,如圖線中的第6個點,選項D正確.
答案 (1)0.398(0.397~0.399均可) (2)甲 (3)見解析圖
(4)見解析圖 4.5(4.3~4.7均可) (5)C (6)CD