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電學實驗 1．(2018江蘇高考)一同學測量某干電池的電動勢和內阻。 (1)如圖1所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數I，以及計算的數據見下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根據表中數據，在圖2方格紙上作出R關系圖像。 由圖像可計算出該干電池的電動勢為________ V；內阻為________ Ω。 (3)為了得到更準確的測量結果，在測出上述數據后，該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯在電流表的兩端。調節(jié)電阻箱，當電流表的示數為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖3所示，則該干電池的電動勢應為________ V；內阻應為________ Ω。 解析：(1)在電學實驗中，連接電路時應將開關斷開，電阻箱的阻值調為最大，以確保實驗儀器、儀表的安全。 (2)根據閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，整理可得 R＝－r＝E－r，即R圖像為直線。 描點連線后圖像如圖所示。 根據圖像可知r＝1.2 Ω。 圖像的斜率為電動勢E，在R圖像上取兩點(2,1.58)、(5,5.71)， 則E＝ V＝1.38 V。 (3)根據歐姆定律，得電流表的內阻rA＝＝ Ω＝0.2 Ω， 由E＝I(R＋r′＋rA)得R＝E－(r′＋rA)，R圖像的斜率仍為電動勢E，即E＝1.38 V，而干電池的內阻應為r′＝r－rA＝1.0 Ω。 答案：(1)①開關未斷開；②電阻箱阻值為零。 (2)見解析圖　1.38(1.30～1.44均可)　 1．2(1.0～1.4均可) (3)1.38[結果與(2)問第一個空格一致] 1．0[結果比(2)問第二個空格小0.2] 2．(2018南京一模)利用電壓表和電阻箱可以測量電池的電動勢和內電阻，某同學找到了如下的器材：電池組(電動勢約為6.0 V ，內阻約為1 Ω)，靈敏電流計G(滿偏電流Ig＝100 μA，內阻Rg＝100 Ω)，定值電阻R1(R1＝1 Ω)，定值電阻R2(R2＝59.9 kΩ)，電阻箱R3(阻值范圍0～9.9 Ω可調)，開關、導線若干。該同學發(fā)現還需要一個合適的電壓表，于是把上述G表改裝成電壓表。 (1)將G表改裝成量程為6 V的電壓表，需將G表與____________(選填R1、R2或R3)串聯。 (2)為了準確地測量出電池組的電動勢和內電阻，請在圖甲虛線框中把實驗電路圖補充完整，并在對應的電阻旁邊標上(R1、R2或R3)，如果為變阻箱，請補充完整其符號。 (3)某次測量，電壓表示數如圖乙，其讀數為_______V。 (4)經過多次測量，得出圖丙所示的圖像，由圖可求得該電池組的電動勢為_______V，內阻為________Ω(結果保留兩位有效數字)。 解析：(1)靈敏電流計G(滿偏電流Ig＝100 μA，內阻Rg＝100 Ω) 改裝成量程為6 V的電壓表，則有R＝＝ Ω＝59.9 kΩ ，故需將G表與R2串聯。 (2)根據題意可知，本實驗中采用電阻箱與改裝后的電壓表并聯進行分析，并且采用R1與電源串聯充當保護電阻使用，故電路圖如圖所示。 (3)電壓表分度值為0.2 V，其讀數為0.222 V＝4.4 V。 (4)根據閉合電路歐姆定律可知：U＝E－(r＋R1)，變形可得＝＋， 則由圖像性質可知＝0.2，＝＝0.5， 解得該電池組的電動勢為E＝5.0 V，內阻為r＝1.5 Ω。 答案：(1)R2　(2)見解析圖　 (3)4.4　(4)5.0　1.5 3．(2018江蘇七市三模)氧化膜電阻是用真空鍍膜等工藝將金屬氧化淀積在絕緣基體表面上形成的薄膜電阻，常用色環(huán)來標識阻值，如圖甲所示。某學習小組為了測量色環(huán)不清晰的氧化膜電阻的阻值。準備了下列器材： A．待測氧化膜電阻Rx； B．電流表A1(量程150 μA，內阻約40 Ω)； C．電流表A2(量程1 mA，內阻約10 Ω)； D．電壓表 V(量程3 V，內阻約10 kΩ)； E．滑動變阻器R(阻值0～20 Ω，允許最大電流1 A)； F．直流電源E(輸出電壓5 V，內阻不計)； G．多用電表； H．開關S、導線若干。 (1)用多用電表粗測電阻時，將選擇開關旋至“100”擋，調零后將紅、黑表筆與氧化膜電阻的兩端相接，發(fā)現指針偏轉的角度很小，再將選擇開關旋至________(選填“1”“10”或“1k”)擋，正確操作后，多用電表示數如圖乙所示。 (2)用伏安法測量該電阻阻值，電流表應選用________(填寫器材代號)。請在圖丙中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接。 (3)正確連接電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片位置，發(fā)現電壓表指針偏轉而電流表指針始終不偏轉。在不斷開電路的情況下，使用多用電表直流電壓擋檢查電路故障，將多用電表的________(選填“紅”或“黑”)表筆與電流表“＋”接線柱保持接觸，另一表筆依次與氧化膜電阻的左、右接線柱以及滑動變阻器的左上接線柱接觸，發(fā)現多用電表指針均發(fā)生較大角度的偏轉，說明電路在何處發(fā)生何種故障：___________________________。 解析：(1)發(fā)現指針偏轉的角度很小，說明選擇的擋位較小，應選擇較大的擋位，所以應將選擇開關旋至“1k”擋。 (2)由題圖乙可知氧化膜電阻的阻值為28 kΩ，電路中的最大電流為：I＝＝ A＝178 μA，所以電流表應選A1，因為電流表內阻遠小于被測電阻的阻值，所以電流表采用內接法，故電路如圖所示。 (3)正確連接電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片位置，發(fā)現電壓表指針偏轉而電流表指針始終不偏轉。在不斷開電路的情況下，使用多用電表直流電壓擋檢查電路故障，將多用電表的黑表筆與電流表“＋”接線柱保持接觸，另一表筆依次與氧化膜電阻的左、右接線柱以及滑動變阻器的左上接線柱接觸，發(fā)現多用電表指針均發(fā)生較大角度的偏轉，說明電流表“＋”接線柱與氧化膜電阻的左接線柱間的連接發(fā)生斷路。 答案：(1)1k　(2)A1 　見解析圖　(3)黑　電流表“＋”接線柱與氧化膜電阻的左接線柱間的連接發(fā)生斷路 4．(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內阻。 A．待測電壓表(量程3 V，內阻約幾千歐)； B．電流表(量程0.6 A，內阻約0.1 Ω)； C．電池組(電動勢約3 V，內阻可忽略)； D．滑動變阻器R0； E．電阻箱R(0～9 999 Ω)； F．開關和導線若干。 (1)圖甲是某同學設計的電路，大家討論后一致認為此電路不可行，你認為原因是________。 A．R0阻值較小 B．電流表存在內阻 C．電壓表無法準確讀數 D．電流表無法準確讀數 (2)同學們改用圖乙電路進行測量，設電阻箱的阻值為R，電壓表的示數為U，為了根據圖像能求得電壓表的內阻，應該作________圖線(選填“R”“UR”或“U”)。 (3)請根據你選擇的坐標軸和下表的數據，在圖丙中標上合適的標度作出相應圖線。 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 (4)根據你所畫出的圖線，求出電源的電動勢E＝______ V，電壓表內阻RV＝________kΩ(保留兩位有效數字)。 解析：(1)設計者認為電壓表測自身的電壓，電流表測流過電壓表的電流，據RV＝可求出電壓表內阻。但圖甲電路閉合開關后，電路中電流太小，電流表幾乎不偏轉，故D項是電路不可行的原因。 (2)對題圖乙，由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋R，整理得＝＋R，則為了根據圖像能求得電壓表的內阻，應該作R圖線。 (3)選擇作R圖線，描點連線如圖。 (4)據R圖線縱截距可得＝0.34，解得：E＝2.9 V。 據圖線斜率可得：＝， 解得：RV＝3.2 kΩ。 答案：(1)D　(2)R　(3)見解析圖 (4)2.9(2.8～3.2均可)　3.2(2.8～3.5均可) 5．(2018蘇州一模)小明同學學過“練習使用多用電表”后想進一步研究多用電表的有關問題。 (1)他先用多用電表測量某元件的電阻，操作如下：先選用歐姆表“100”倍率擋開始測量，發(fā)現指針偏角過小，則應換用________(選填“10”或“1 k”)擋；換擋后必須將紅表筆和黑表筆________，調零后再重新測量。 (2)為了弄清歐姆表有關問題，小明查閱資料后發(fā)現，歐姆表內部電路可等效為一個無內阻的電源、一個理想電流表和一個電阻串聯而成的電路，如圖甲所示。為了測定該歐姆表電源的電動勢和“1 k”擋位的內電阻，他設計了如圖乙所示的測量電路。 ①將上述調零后的歐姆表接入電路時，紅表筆應和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。 ②將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使歐姆表的示數如圖丙所示，這時電壓表的示數如圖丁所示。歐姆表和電壓表的讀數分別為________ Ω和________ V。 ③調節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測量數據可知，電壓表的內阻為________kΩ。 ④據前面的實驗數據計算得，此多用電表等效電源的電動勢為________ V，該電阻擋的內電阻為________kΩ。 解析：(1)多用電表的歐姆擋表盤的0刻線在右端，選“100”擋時，發(fā)現指針偏轉角過小，說明被測阻值較大，應改用“1 k”擋，換擋后必須將紅表筆和黑表筆短接，調零后再重新測量。 (2)①電流從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表；電流從電壓表正接線柱流入，故紅表筆應和1相連，黑表筆接2；②歐姆表讀數＝倍率表盤讀數＝1 k15.0 Ω＝15.0 kΩ＝1.50104 Ω；電壓表分度值是0.1 V，讀數為3.60 V；③由于滑動變阻器被短路，故歐姆表讀數即為電壓表阻值為12.0 kΩ；④歐姆表的中值電阻等于內電阻，故歐姆表“1 k”擋位的內電阻為15.0 kΩ； 根據閉合電路歐姆定律，電動勢為：E＝U＋r＝4.00 V＋15 V＝9.00 V。 答案：(1)1 k　短接　(2)①1?、?.50104　3.60 ③12.0?、?.00(9.0)　15.0 6．(2018鹽城、南京一模)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，A、B、C三位學生用導線按如圖甲所示方式連接好電路，電路中所有元件都完好，且電壓表和電流表已調零。閉合開關后： (1)A學生發(fā)現電壓表示數為2 V，電流表的示數為零，小燈泡不亮，這是由于導線_____ __斷路。 (2)B學生發(fā)現電壓表的示數為零，電流表的示數為0.3 A，小燈泡亮，這是由于導線____ ___斷路。 (3)C學生發(fā)現反復調節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數都不能調為零，這是由于導線________斷路。 (4)電路檢查無錯誤后，用正確的電路測得小燈泡兩端的電壓與通過它的電流的變化關系曲線，如圖乙所示。現將它與19 Ω的定值電阻R 串聯，接在電動勢為8 V 內阻為1 Ω的電源上，則小燈泡的實際功率是________W。 解析：(1)電壓表示數為2 V，說明連接電壓表的導線正常，電流表示數為零且燈泡不亮，說明電路斷開，所以應為導線d斷路。 (2)電流表示數為0.3 A且小燈泡亮，說明連接燈泡和電流表、電源的導線正常，電壓表示數為零，說明電壓表沒有接入電路，所以應為導線h斷路。 (3)發(fā)現反復調節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數都不能調為零，說明滑動變阻器為限流式接入電路，即導線g斷路。 (4)將電源和19 Ω的電阻視為一個新電源，根據E＝U＋Ir可知，U＝8－20I，將路端電壓與電流關系畫入燈泡隨電壓變化圖像中，如圖所示。兩線的交點即為小燈泡的工作點，由圖像可知，U＝2.0 V，I＝0.3 A，所以燈泡的實際功率P＝UI＝0.6 W。 答案：(1)d　(2)h　(3)g　(4)0.6