高中物理选修31电路实验及答案Word格式.docx
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(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________;
电流表应选________.
(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号.
(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )
3.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:
(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是________导线断路.
(2)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是( )
A.a可以作为标准电阻使用
B.b能作为标准电阻使用
C.b的阻值随电压升高而增大
D.c的阻值随电压升高而增大
4.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);
实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”).
(2)图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在
(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线.
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx=
=________Ω(保留两位有效数字).
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;
若在
(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
测定金属的电阻率
5.在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表
(量程0~3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表
(量程0~15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表
(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表
(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电池组E(电动势为3V)
H.开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有________(填代号).
(2)为减小实验误差,应选用图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来.
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝接入电路部分的长度为60.00cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为________Ω.
6.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值).
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:
电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
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
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的________图(选填“甲”或“乙”).
(3)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据
(2)所选的电路图,补充完成图13中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图14所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号).
A.1×
10-2Ω·
mB.1×
10-3Ω·
m
C.1×
10-6Ω·
mD.1×
10-8Ω·
测量电源的电动势和内电阻
7.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用电路如图(a)所示,一位同学测得的六组数据如下表所示.
组别
电流I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
电压U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
(1)试根据这些数据在图(b)中作出U-I图线.
(2)根据图线求出电池的电动势E=________V,电池的内阻r=________Ω.
8.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R-
图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E=________,r=________.
9.某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5Ω的保护电阻R0,实验电路如图甲所示.
(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来;
甲 乙
(2)该同学顺利完成实验,测出的数据如下表所示.请你根据这些数据帮他在图4中画出U-I图象,并由图得出电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
0.17
0.23
1.20
0.80
0.60
10.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图(a).
(1)在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接.
(2)请完成下列主要实验步骤:
①检查并调节电压表指针指零;
调节电阻箱,示数如图(c)所示,读得电阻值是________;
②将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49V;
③将开关S2________,电压表的示数是1.16V;
断开开关S1.
(3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字).
描绘小灯泡的伏安特性曲线答案
1.答案
(1)乙 图乙加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压
(2)5.2 111.8
解析
(1)图乙的滑动变阻器用的是分压式接法,加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压,从而能够得到完整I-U图线,故选图乙.
(2)通过R1的电流为I1=
=
A=36mA,通过热敏电阻的电流I2=I-I1=(70-36)mA=34mA,由图甲可知热敏电阻两端的电压为5.2V,电阻R2=
Ω≈111.8Ω.
2.答案
(1)R1 A2
(2)电路图如解析图所示 (3)BD
解析
(1)本题滑动变阻器采用分压接法,通常应当选用最大阻值较小的滑动变阻器,但本题中如果选用R2,则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流,故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小,故电流表应当选择A2.
(2)电路如右图所示,由于电压要从0开始测量,滑动变阻器用分压接法;
因为灯泡的内阻比较小,电流表用外接法.
(3)随着通过小灯泡电压电流的增大,小灯泡消耗的功率增大,小灯泡的电阻也增大,由P=
知B图正确,由P=I2R知D图正确.
3.答案
(1)g
(2)AC
解析
(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g导线断路.
(2)因a元件的IU线是直线,说明电阻随电压的变化不变,故可作为标准电阻,故A对,B错.因I-U线的斜率的倒数的变化表示电阻值的变化,故C对,D错,选A、C.
4.答案
(1)B C 甲
(2)见解析 (3)5.2 (4)B D
解析
(1)为了减小误差,应使电表读数为量程的
~
,电源电动势为4V,故电压表选C.估算通过Rx的最大电流约为Im=
A=0.6A,所以电流表应选B.因为
>
,所以电流表应外接,即应采用甲电路,测量误差较小.
(2)见右图
(3)电流表、电压表的读数分别为I=0.50A U=2.60V
所以Rx=
=5.2Ω.
(4)甲电路中产生误差的主要原因是电压表的分流作用,选项B正确.乙电路中产生误差的主要原因是电流表的分压作用,故选项D正确.
测定金属的电阻率答案
5.答案
(1)ADEGH
(2)乙 实物图见解析 (3)0.635(0.635~0.639均正确) 2.4
解析
(1)由于电源的电动势为3V,所以电压表应选A;
被测电阻约为5Ω,电路中的最大电流约为I=
A=0.6A,电流表应选D;
根据变阻器允许通过的最大电流可知,变阻器应选E;
还要选用电池和开关,导线若干.故应选用的实验器材有ADEGH.
(2)由于
,应采用电流表外接法,应选图乙所示电路,实物连接如图所示.
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635mm,从电压表可以读出电阻两端电压为1.20V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50A,被测电阻的阻值为Rx=
Ω=2.4Ω.
6.答案
(1)0.398(0.395~0.399均正确)
(2)甲 (3)见解析图甲 (4)见解析图乙 4.4(4.3~4.7均正确) (5)C
解析
(1)螺旋测微器的读数为0mm+39.8×
0.01mm=0.398mm.
(2)由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω.由题知Rx≪RV,故电流表
外接.若滑动变阻器接为限流的形式,则Rx两端的电压最小值Umin=
E≈0.6V,而从实验数据可知Rx两端电压可为0.10V,因此滑动变阻器应采用分压的形式.
(3)如甲图所示.
(4)选尽可能多的点连成一条直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,如图乙所示.
甲乙
图线的斜率反映了金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值Rx=4.4Ω.
(5)根据R=ρ
得金属丝的电阻率ρ=
Ω·
≈1.09×
m,故选项C正确.
测量电源的电动势和内电阻答案
7.答案
(1)见解析图
(2)1.45 0.69
解析 本题考查用作图法处理实验数据的能力.作图线时应使尽可能多的点落在直线上,个别偏离太远的点应舍去,图线如图所示.由图线与纵轴的交点可得电动势E=1.45V,再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65),由E=U+Ir得r=
≈0.69Ω.
8.答案 2.9V 0.9Ω
解析 由欧姆定律有,E=I(R+r),R=
-r.
由此知图线的斜率为电动势E,纵轴截距大小为内阻r.
E=
V=2.9V,r=0.9Ω.
9.答案
(1)如图所示
(2)1.48 3.0
10.答案
(1)如图所示
(2)①20Ω ③闭合 (3)0.69Ω
解析
(2)由题干图(c)读得电阻箱阻值为R=20Ω;
将S1闭合S2断开,电压表示数为电源电动势E=1.49V,将S2再闭合,电压表示数为R两端电压.将电压表视为理想电表,则干路电流I=
A=0.058A.
(3)因为I=
,所以r=
-R0-R
Ω≈0.69Ω