74 实验二.docx

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74实验二

开卷速查　规范特训

课时作业　实效精练

开卷速查（二十七）　实验

（二）

A组　基础巩固

1．在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是（　　）

A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显

B．应选用内阻较小的电压表和电流表

C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载

D．根据实验记录的数据作U－I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧

解析：

电压表内阻应选阻值大的，对电流表内阻没有特别要求，B项错误．

答案：

B

2.

图27－1

（多选题）用如图27－1所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1＞RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1＞RA2，在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表应该是（　　）

A．V1与A1　　　　　　B．V1与A2

C．V2与A1D．V2与A2

解析：

由于电压表有分流作用，所以电阻越大分流作用越小，测量结果精确一些，故选项A、B正确．

答案：

AB

3．多用电表表头的示意图如图27－2所示．在正确操作的情况下：

图27－2

（1）若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（2）若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（3）若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（4）若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：

________，________，________.

（5）全部测量结束后，应将选择开关拨到________或者________．

（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表．

答案：

（1）直流电压　1.18V

（2）直流电流　48mA

（3）电阻　1.7kΩ

（4）改用“×1k”倍率，重新调零　将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线　读出指针所指刻度，再乘以倍率，得测量值

（5）OFF　交流电压500V挡位置

（6）红　正极

4．用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻，提供的器材如图27－3甲所示．

图27－3

（1）用实线代表导线把图27－3甲中的实物连线接成测量电路．（两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连好）

（2）图27－3乙中的6个点表示实验测得的6组电流I、电压U的值，按照这些实验值作出UI图线，由此图线求得的每节电池电动势E＝________V，每节电池的内阻r＝________Ω.（取三位有效数字）

解析：

（1）测量电路的实物连接图如图27－4甲所示．

图27－4

（2）按照实验值作出的UI图线如图27－4乙所示．从图象可以得出，图线在U轴上的截距为2.96V，则每节电池的电动势为：

E＝

×2.96V＝1.48V．图线斜率的绝对值为：

k＝

≈0.727，即电源的内阻为：

r电＝0.727Ω，每节电池的内阻为：

r＝

r电＝0.364Ω.

答案：

（1）见图27－4甲

（2）UI图线见图27－4乙　1.48　0.364

B组　能力提升

5．图27－5为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，

图27－5

内阻rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（　　）

A．30～80kΩ

B．3～8kΩ

C．300～800kΩ

D．3000～8000kΩ

解析：

当红、黑表笔短接调零时

Ig＝

，

R＋rg＋R0＝

＝

Ω＝5000Ω.

当指针指中间（中值电阻）时，设被测电阻阻值为Rx，则

＝

，

Rx＝5000Ω.

使用欧姆表读数时在中值电阻5kΩ左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围是3kΩ～8kΩ.故B项正确．

答案：

B

6．[2014·贵州省六盘水市六校联考]如图27－6甲是某研究小组设计的一个实验电路，R为阻值可调节的电阻箱，R0为定值电阻，K为单刀双掷开关，电流表量程适当、内阻忽略不计，用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r.

甲

乙

图27－6

（1）读出图乙中电阻箱的阻值R＝________Ω.

（2）根据图甲实验电路，用笔画线代表导线将图乙仪器连接好．

（3）将单刀双掷开关K分别打到a、空置两种状态下并保持电阻箱阻值（已知）不变，闭合开关K1时电流表的读数分别为Ia、I0，则直流电源的电动势E＝________（用符号表示）

答案：

（1）110　

（2）如图27－7所示　

图27－7

（3）

·

7．某研究性学习小组利用图27－8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27－8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＝________V，r＝________Ω.

图27－8

解析：

由E＝I（R＋r），得R＝

－r，则R－

图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E＝2.4V（或2.5V），图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r＝1Ω.

答案：

2.4（或2.5）　1

8．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图27－9所示的实物电路．

图27－9

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．（选填“1”或“2”）

方案编号

电阻箱的阻值R/Ω

1

400.0

350.0

300.0

250.0

200.0

2

80.0

70.0

60.0

50.0

40.0

（3）根据实验数据描点，绘出的

R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在

坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.（用k、b和R0表示）

解析：

（1）实验中电阻箱起到改变电路的总电阻和分压作用，为了确保仪器的安全，一般将电阻箱的电阻先调到最大值．

（2）由于定值电阻R0＝10Ω，若选用方案1，则电压表的示数较小，示数变化范围也很小，所以选用方案2.

（3）由题意可得E＝

（R0＋R＋r），变形为

＝

R＋

，由题意得斜率k＝

，截距b＝

，解得E＝

，r＝

－R0.

答案：

（1）最大值

（2）2

（3）

－R0

C组　难点突破

9．某同学对纽扣锂电池的特性进行了实验探究．该类电池的内阻约为1～5kΩ，电动势标称值为3V．现有以下实验器材：

A．电压表V1：

量程3V，内阻约20kΩ

B．电压表V2：

量程6V，内阻约10kΩ

C．定值电阻1kΩ

D．定值电阻20kΩ

E．滑动变阻器一只（0～50kΩ），待测纽扣锂电池，电键，导线若干．

图27－10

（1）实验原理见图27－10甲，请选择合适的实验器材，在图中的小虚线框里标出所选取的器材编号．

（2）该同学测量出路端电压U和干路电流I，作出UI曲线见图27－10乙，可知电池的短路电流是________mA，电动势是________V，内阻为________kΩ.

（3）当路端电压为1.5V时，负载消耗的电功率为________mW.

解析：

（1）因为电动势标称值为3V，只能选电压表V2测量路端总电压，V1测量定值电阻的电压计算电路中的电流，定值电阻选C.

（2）UI曲线在横轴上的截距就是纽扣锂电池的短路电流2.60mA，纵轴截距就是电动势2.90V，斜率即为内阻1.11kΩ.

（3）当路端电压为1.5V时，负载电流可以从UI曲线读出，大小为1.26mA，消耗的电功率为1.89mW.

答案：

（1）如图27－11所示．

图27－11

（2）2.60（2.58～2.62均可）　2.90（2.88～2.92均可）　1.11（1.09～1.13均可）

（3）1.89（1.86～1.91均可）

名师心得　拱手相赠

教学积累　资源共享

电阻的测量方法

测定金属的电阻率和描绘小电珠的伏安特性曲线这两个实验的关键是测量电阻．设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点和重点．这类问题考查形式多样，变化无穷，但考查的原理均为欧姆定律R＝

，重点都是在用各种方法寻找电压U和电流I.

1．伏安法测电阻

（1）测量电阻的原理：

R＝

.

（2）电流表的内、外接法与测量结果.

比较项

外接法

内接法

电路图

适用条件

>

<

测量结果

R测＝

＝

＝

R测＝

＝

＝RA＋Rx>Rx

2.欧姆表测量电阻

（1）测量原理Ix＝

，由于Ix随Rx非线性变化，所以表盘上刻度是非均匀的．

（2）测量步骤：

选挡、调零、测量、归位．

（3）测量结果：

读出指针指示的读数后必须再乘以旋钮指示的挡位倍率．

3．替代法测电阻

（1）替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效，也可以是利用电压等效．替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）．

（2）电路原理图：

如图7－1所示．

图7－1

（3）测量步骤：

在图中，S接1，记下电流值I，S接2，调节电阻箱R，使电流值仍为I，则待测电阻Rx＝R.

【例1】　从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1.要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.

器材代号

规格

电流表（A1）

量程10mA，内阻r1待测（约40Ω）

电流表（A2）

量程500μA，内阻r2＝750Ω

电压表（V）

量程10V，内阻r3＝10kΩ

电阻（R1）

阻值约100Ω，作保护电阻用

滑动变阻器（R2）

总阻值约50Ω

电池（E）

电动势1.5V，内阻很小，

开关S

导线若干

（1）画出电路图，标明利用器材的代号．

（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝________，式中各符号的意义是__________________________________________．

解析：

分析题意知道需测量电流表A1的电阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程．这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱\”．根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I1r1＝I2r2得r2＝

.

答案：

（1）如图7－2所示

图7－2

（2）

　式中I1、I2分别表示通过电流表A1和A2的电流；r2是电流表A2的内阻

测电源电动势和内阻的方法

1．用一只电流表和一只电阻箱测量

【例2】　在“测定电源电动势和内阻\”的实验中，除待测电源（E、r），足够的连接导线外，实验室仅提供：

一只量程合适的电流表A，一只电阻箱R，一个开关S.

（1）画出实验原理图；

（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注明式中各物理量的含义．

解析：

（1）设计实验原理如图7－3所示．

图7－3

（2）由欧姆定律E＝I（R＋r）可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r）可得：

E＝

，r＝

.

式中I1、I2是电阻箱分别取R1和R2时电流表读数．

答案：

见解析

2．用两只电压表测量

【例3】　在“测定电源电动势和内阻\”的实验中，除待测电源（E、r），足够的连接导线外，实验室仅提供：

两只量程合适的电压表V1（内阻为R1）、V2，一只单刀双掷开关S.

（1）画出实验原理图；

（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注明式中各物理量的含义．

解析：

依题意可知，电压表V1的内阻已知，则可由电流—电压变换法用V1测出它所在支路的电流，类似方法一，设计实验电路如图7－4所示．

图7－4

设当开关S与1接触时，电压表V1的读数为U0；当开关S与2接触时，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，由欧姆定律得

U0＝E－

，U1＋U2＝E－

解得E＝

，r＝

答案：

见解析