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提升訓練21　電學實驗 1.在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,需要測出金屬絲的電阻Rx,甲、乙兩同學分別采用了不同的方法進行測量: (1)甲同學直接用多用電表測其電阻,多用電表電阻擋有3種倍率,分別是100 Ω、10 Ω、1 Ω。該同學選擇10 Ω倍率,用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針轉過角度太大。為了準確地進行測量,請你從以下給出的操作步驟中,選擇必要的步驟,并排出合理順序:　　　　。(填步驟前的字母) A.旋轉選擇開關至歐姆擋“1 Ω” B.旋轉選擇開關至歐姆擋“100 Ω” C.旋轉選擇開關至“OFF”,并拔出兩表筆 D.將兩表筆分別連接到Rx的兩端,讀出阻值后,斷開兩表筆 E.將兩表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆 ②按正確步驟測量時,指針指在圖1所示位置,Rx的測量值為　　　　 Ω。 (2)乙同學則利用實驗室里下列器材進行了測量: 電壓表V(量程0~5 V,內電阻約10 kΩ) 電流表A1(量程0~500 mA,內電阻約20 Ω) 電流表A2(量程0~300 mA,內電阻約4 Ω) 滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω,額定電流為2 A) 滑動變阻器R2(最大阻值為250 Ω,額定電流為0.1 A) 直流電源E(電動勢為4.5 V,內電阻約為0.5 Ω) 開關及導線若干 圖1 圖2 圖3 為了較精確畫出I-U圖線,需要多測出幾組電流、電壓值,故電流表和滑動變阻器應選用　　　　(選填器材代號),乙同學測量電阻的值比真實值　　　　(選填“偏大”“偏小”或“相等”),利用選擇的器材,請你在圖2方框內畫出理想的實驗電路圖,并將圖3中器材連成符合要求的電路。 2.(1)小明同學在描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗中,為了更準確選取電壓表和電流表的合適量程,決定先用多用電表測量小燈泡的阻值。小明同學按正確步驟測量,發(fā)現(xiàn)兩表筆接觸小燈泡的測量端的開始一段時間,指針讀數(shù)不斷增大。你認為可能的原因是　　　　　　　　　　　。歐姆擋置于“1”, 穩(wěn)定后指針指在如圖位置,則此時小燈泡阻值的測量值為　　　　Ω。 (2)下列實驗電路圖中,不可以用來測量干電池電動勢和內阻的是(　　) 可以得到多個數(shù)據(jù)點(一般5個以上),用圖象法處理數(shù)據(jù)的實驗電路圖是(　　) (3)A、B二端接入電路,向右移動滑片可以增大電路中電流的接法是(　　) 3.某實驗小組成員要測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻,已知該干電池的電動勢約為1.5 V,內阻約為0.50 Ω;實驗室提供了電壓表V(量程為3 V,內阻約3 kΩ)、電流表A(量程0.6 A,內阻為0.70 Ω)、滑動變阻器R(10 Ω,2 A)、開關和導線若干。 (1)為了盡可能減小實驗誤差,請在圖1方框中畫出實驗電路圖。 圖1 圖2 (2)在圖2中按原理圖完善實物圖的連接　　　　。 (3)通過多次測量并記錄對應的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,利用這些數(shù)據(jù)在圖3中畫出了U-I圖線。由圖線可以得出此干電池的電動勢E=　　　　V(保留3位有效數(shù)字),內阻r=　　　　 Ω(保留2位有效數(shù)字)。 圖3 (4)實驗過程中,發(fā)現(xiàn)電流表發(fā)生了故障,于是小組成員又找來一個電壓表和一個定值電阻,組成了如圖4所示的電路,移動滑動變阻器觸頭,讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,描繪出U1-U2圖象如圖5所示,圖線斜率為k,與橫軸的截距為a,則電源的電動勢E=　　　　,內阻r=　　　　(用k、a、R0表示)。 4.小明同學在做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗時,為了更準確地選取電壓表和電流表的合適量程,決定先用多用電表測量小燈泡的阻值。 (1)在使用前發(fā)現(xiàn)電表指針位置如圖甲所示,該同學應該調節(jié)　　　　(選填“①”或“②”)。 (2)小明使用多用電表歐姆擋的“10”擋測量小燈泡的電阻,讀數(shù)如圖乙所示,為了更準確地進行測量,小明應該旋轉開關至歐姆擋　　　　(選填“100”或“1”)擋,兩表筆短接并調節(jié)　　　　(選填“①”或“②”)。 (3)按正確步驟測量后,指針指在如圖丙所示位置,則小燈泡阻值的測量值為　　　　 Ω。 5.小李同學欲選擇圖甲中實驗器材進行實驗研究: (1)他先選用圖中器材ABCFG完成“測定干電池的電動勢和內阻”實驗。正確連接電路并操作后,結合實驗數(shù)據(jù)畫出如圖所示的U-I圖象, 則由圖象可得干電池的電動勢為　　　　V,內阻為　　　　(結果保留2位小數(shù))。 (2)小明同學采用與題(1)不同的方案測定干電池的電動勢和內阻,則除了器材AB外,還需要圖中的　　　　(填寫器件下的字母編號即可)。 (3)若小李同學找來另一節(jié)完全相同的干電池并選擇圖中的ABCEFG完成描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗,請在圖甲上幫他補充完成必需的導線連接。  提升訓練21　電學實驗 1.答案 (1)AEDC　22　(2)A2,R1　偏小　如解析圖 解析 (1)發(fā)現(xiàn)指針轉過角度太大,知電阻較小,則換用“1 Ω”,換擋后需重新調零。然后去測電阻,最后將旋鈕旋至“OFF”擋或交流電壓的最高擋。故合理順序為:AEDC。 Rx的測量值為221 Ω=22 Ω。 (2)通過電阻電流的最大值I=522 A=0.23 A,所以選擇量程為300 mA的電流表測量比較準確。總阻值為250 Ω的滑動變阻器阻值相對較大,測量時誤差大,所以選擇總阻值為10 Ω的滑動變阻器。 由于待測電阻遠小于電壓表的內阻,屬于小電阻,所以電流表采用外接法。因采用外接法,則由于電壓表的分流而使電流表測量結果偏大,由歐姆定律可知,所測電阻偏小。 若采用限流法,電路中的電流較大,容易超過電流表的量程,所以滑動變阻器采用分壓式接法,電路圖如圖所示。根據(jù)電路圖連接實物圖,如圖所示。 2.答案 (1)小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大　281　(2)B　AC　(3)ACD 解析 (2)B選項圖中雖然可以改變電阻,但不知道電阻的具體數(shù)據(jù),故B不能測出。選項A圖中滑動滑動變阻器可以使電壓表電流表示數(shù)變化,取多組數(shù)據(jù);選項C圖中電阻箱可以改變示數(shù),測量多組數(shù)據(jù)。 3.答案 (1)見解析　(2)見解析　(3)1.45　0.60 (4)kak-1　R0k-1 解析 (1)電路直接采用串聯(lián)即可,電壓表并聯(lián)在電源兩端,由于電流表內阻已知,則應采用電流表相對電源的內接法;電路圖如圖所示。 (2)對照電路圖,實物圖完善后如下圖。 (3)根據(jù)U=E-Ir以及圖象可知,電源的電動勢為E=1.45 V,內阻為r+RA=ΔUΔI=1.45-0.800.50 Ω=1.30 Ω,故r=1.30 Ω-0.70 Ω=0.60 Ω。 (4)由閉合電路歐姆定律可知:E=U2+U2-U1R0r,變形得:U1=U2R0+rr-R0Er, 當U1=0時,U2=a,則有:0=R0+rra-R0Er,又R0+rr=k,解得:E=kak-1,r=R0k-1。 4.答案 (1)①　(2)1?、凇?3)28 解析 (1)多用電表在使用前,若指針沒有對齊左邊的0刻度線,應先進行機械調零,即調節(jié)①旋鈕。 (2)當用“10”擋測量時,若指針偏轉角度太大,說明所選擋位太大,需要把選擇開關倍率減小,即選“1”擋。選擇開關換擋后應進行歐姆調零,即調節(jié)②。 5.答案 (1)1.48　0.65~0.70　(2)DG或DF (3)如圖: