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文檔簡介

專題17電學實驗知識梳理考點一電學儀器的使用1.電流表和電壓表量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表0~3A0.1A與刻度尺一樣,采用eq\f(1,10)估讀,讀數(shù)規(guī)則較簡單,只需要精確值后加一估讀數(shù)即可電壓表0~3V0.1V電流表0~0.6A0.02A估讀位與最小刻度在同一位,采用eq\f(1,2)估讀電壓表0~15V0.5V估讀位與最小刻度在同一位,采用eq\f(1,5)估讀2.多用電表(1)電流的流向電流從多用電表的“+”插孔(紅表筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,即“紅進、黑出”.(2)“機械零點”與“歐姆零點”“機械零點”在表盤刻度左側(cè)“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;“歐姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.(3)歐姆表使用注意事項①選擋接著調(diào)零;②換擋重新調(diào)零;③待測電阻與電路、電斷開;④盡量使指針指在表盤中間位置附近;⑤讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值;⑥用完后,選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋.例一.(2021福建模擬)某實驗小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為電阻絲的電阻率,該電阻絲的電阻值約為100~200Ω,材料未知。實驗過程如下:圖(a)圖(b)(1)用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑,示數(shù)如圖(a)所示。該電阻絲的直徑為mm。

(2)對多用電表進行機械調(diào)零。(3)將多用電表的選擇開關旋至倍率的電阻擋(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。

(4)將黑、紅表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在電阻擋零刻度線。(5)將黑、紅表筆并接在待測電阻絲兩端,多用電表的示數(shù)如圖(b)所示。該電阻絲的電阻值為Ω。

(6)測量完成之后,將表筆從插孔拔出,并將選擇開關旋到“OFF”位置。(7)實驗測得的該電阻絲電阻率為Ω·m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案(3)×10(5)160(7)3.14×104【解析】:(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)1mm,可動刻度讀數(shù)為0.01×41.4=14mm,所以最終讀數(shù)為1mm+14mm=mm,由于需要估讀,因此在范圍~mm內(nèi)均正確;(3)因為待測電阻電阻值約為100~200Ω,且歐姆檔讀數(shù)在中值附近精確度較高,故將多用電表的選擇開關旋至×10倍率的電阻擋;讀數(shù)為16×10Ω=160Ω。(7)由電阻定律,代入數(shù)據(jù)可得考點二電阻的測量1.控制電路的選擇:當滑動變阻器的最大電阻遠小于待測電阻或要求電流從零開始調(diào)節(jié)時,變阻器應采用分壓式接法;當滑動變阻器的最大電阻和待測電阻接近時,選用限流式接法。2.測量電路的選擇:當待測電阻滿足時,電流表應用外接法;當待測電阻滿足時,電流表應用內(nèi)接法。3.滑動變阻器的選擇(1)當采用分壓式接法時,一般應選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動變阻器。(2)當采用限流式接法時,一般應選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動變阻器。例一.(2021·山東卷)熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件,某學習小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。可供選擇的器材有:待測熱敏電阻(實驗溫度范圍內(nèi),阻值約幾百歐到幾千歐);電E(電動勢,內(nèi)阻r約為);電阻箱R(阻值范圍);滑動變阻器(最大阻值);滑動變阻器(最大阻值);微安表(量程,內(nèi)阻等于);開關兩個,溫控裝置一套,導線若干。同學們設計了如圖甲所示的測量電路,主要實驗步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合、,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏;③保持滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值。回答下列問題:(1)為了更準確地測量熱敏電阻的阻值,滑動變阻器應選用___________(填“”或“”)。(2)請用筆畫線代替導線,將實物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路__________。(3)某溫度下微安表半偏時,電阻箱的讀數(shù)為,該溫度下熱敏電阻的測量值為___________(結(jié)果保留到個位),該測量值___________(填“大于”或“小于”)真實值。(4)多次實驗后,學習小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知。該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸___________(填“增大”或“減小”)。【答案】⑴⑵見解析⑶3500大于⑷減小【解析】(1)[1]用半偏法測量熱敏電阻的阻值,盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變,由于該支路與滑動變阻器左側(cè)部分電阻并聯(lián),滑動變阻器的阻值越小,S2閉合前、后并聯(lián)部分電阻變化越小,從而并聯(lián)部分的電壓值變化越小,故滑動變阻器應選R1。(2)[2]電路連接圖如圖所示(3)[3]微安表半偏時,該支路的總電阻為原來的2倍,即:可得:[4]當斷開S2,微安表半偏時,由于該支路的電阻增加,電壓略有升高,根據(jù)歐姆定律,總電阻比原來2倍略大,也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻,而我們用電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻來計算,因此熱敏電阻的測量值比真實值偏大。(4)[5]由于是圖像,當溫度T升高時,減小,從圖中可以看出減小,從而減小,因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小??键c三電的電動勢和內(nèi)阻的測量1.測電電動勢和內(nèi)阻的常用方法伏安法伏阻法安阻法實驗原理E=U+IrE=U+eq\f(U,R)rE=IR+Ir實驗電路數(shù)據(jù)處理計算法由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E=U1+I1r,E=U2+I2r))解得E、r由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E=U1+\f(U1,R1)r,E=U2+\f(U2,R2)r))解得E、r由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r))解得E、r圖象法U=-rI+Eeq\f(1,U)=eq\f(r,E)·eq\f(1,R)+eq\f(1,E)eq\f(1,I)=eq\f(1,E)·R+eq\f(r,E)誤差來電壓表的分流E測<E真;r測<r真電壓表的分流E測<E真;r測<r真電流表的分壓E測=E真;r測>r真2.對實驗的兩點說明(1)任何一種實驗方法,一定要緊扣閉合電路歐姆定律E=U+Ir,其中最關鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I。(2)“化曲為直”思想的應用。利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法,當圖線不為直線時,往往要變換坐標軸表示的物理量,使圖線為直線。以安阻法為例,可作eq\f(1,I)-R圖象;以伏阻法為例,可作eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖象,也可作U-eq\f(U,R)圖象等,目的是使圖象是直線。故這類問題重點關注圖象的斜率、截距的物理意義。例一(2021·浙江卷)在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,(1)用如圖所示的電路圖測量,得到的一條實驗數(shù)據(jù)擬合線如圖所示,則該電池的電動勢E=______V(保留3位有效數(shù)字);內(nèi)阻r=______(保留2位有效數(shù)字);(2)現(xiàn)有如圖所示的實驗器材,照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0~9999Ω,滑動變阻器阻值變化范圍為0~10Ω,電流表G的量程為0~3mA、內(nèi)阻為200Ω,電壓表的量程有0~3V和0~15V。請在圖3中選擇合適的器材,在答題紙相應方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。______【答案】(均可)(均可)(2)[3]見解析【解析】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得將題干中得圖線延長與橫縱軸分別相交,如圖可知圖像與縱軸交點即為電動勢,即:[2]圖像斜率的絕對值為電內(nèi)阻,即:(2)[3]電流表量程太小,使用電阻箱和電壓表代替電流表進行測量,電路圖如圖根據(jù)閉合電路歐姆定律:變形得:繪制圖像,可知圖像斜率為,與縱軸截距為,從而求解電動勢和內(nèi)阻;也可以通過電阻箱改裝電流表,擴大電流表得量程,實現(xiàn)電流得測量,電路圖如圖I為改變量程之后的電流表示數(shù),根據(jù)閉合電路歐姆定律:可以繪制圖像求解電動勢和內(nèi)阻。例二.(2021·全國卷)一實驗小組利用圖(a)所示的電路測量一電池的電動勢E(約)和內(nèi)阻r(小于)。圖中電壓表量程為,內(nèi)阻:定值電阻;電阻箱R,最大阻值為;S為開關。按電路圖連接電路。完成下列填空:(1)為保護電壓表,閉合開關前,電阻箱接入電路的電阻值可以選___________(填“5.0”或“15.0”);(2)閉合開關,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記錄下阻值R和電壓表的相應讀數(shù)U;(3)根據(jù)圖(a)所示電路,用R、、、E和r表示,得___________;(4)利用測量數(shù)據(jù),做圖線,如圖(b)所示:(5)通過圖(b)可得___________V(保留2位小數(shù)),___________(保留1位小數(shù));(6)若將圖(a)中的電壓表當成理想電表,得到的電電動勢為,由此產(chǎn)生的誤差為___________%。【答案】⑴15.0⑶⑸1.551.0⑹5【解析】(1)[1]為了避免電壓表被燒壞,接通電路時電壓表兩端的電壓不能比電表滿偏電壓大,則由并聯(lián)電路分壓可得:代入數(shù)據(jù)解得:,因此選。(3)[2]由閉合回路的歐姆定律可得:化簡可得:(5)[3][4]由上面公式可得:,由圖象計算可得:,代入可得:,(6)[5]如果電壓表為理想電壓表,則可有:則此時:因此誤差為:考點四電學創(chuàng)新實驗高考試題中出現(xiàn)的電學創(chuàng)新實驗,大都是在教材常規(guī)實驗的基礎上,進行重組、包裝、拓展、創(chuàng)新,它們于教材,但高于教材,解決這類創(chuàng)新實驗時,應注意以下三點:(1)實驗儀器的選取,電流表內(nèi)、外接法的判斷,滑動變阻器的分壓電路與限流電路的分析。(2)在解決設計型實驗時,要注意條件的充分利用,如對于給定確切阻值的電壓表和電流表,電壓表可當作電流表使用,電流表也可當作電壓表使用。(3)對一些特殊電阻的測量,如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量,電路設計有其特殊性,即首先要注意到其自身量程對電路的影響,其次要充分利用其“自報電流”或“自報電壓”的功能。例一.(2021·浙江卷)小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,合上開關S,將滑動變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關K擲到1,電壓表的讀數(shù),電流表的示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)___________A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為,。由此可知應采用電流表___________(填“內(nèi)”或“外”)接法。(2)完成上述實驗后,小李進一步嘗試用其它方法進行實驗:①器材間連線如圖3所示,請在虛線框中畫出對應的電路圖___________;②先將單刀雙擲開關擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開關挪到右邊,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同,電阻箱的示數(shù)如圖3所示。則待測電阻___________。此方法___________(填“有”或“無”)明顯的實驗誤差,其理由是___________?!敬鸢浮竣?.34外⑵①見解析②5有電阻箱的最小分度與待測電阻比較接近(或其它合理解釋)【解析】(1)[1]由電流表的表盤可知電流大小為[2]電壓表的百分比變化為⑩電流表的百分比變化為⑩因此可知電壓表的示數(shù)變化更明顯,說明電流表的分壓更嚴重,因此不能讓電流表分壓,采用外接法(2)①[3]電路圖如圖②[4]兩次實驗中電路電流相同,因此可有⑩可得⑩讀數(shù)可得⑩[5][6]電阻箱的最小分度和待測阻值阻值接近,這樣測得的阻值不夠精確,如待測電阻阻值為,則實驗只能測得其為,誤差較大。例二.(2021·廣東卷)某小組研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律。根據(jù)實驗需要已選用了規(guī)格和量程合適的器材。(1)先用多用電表預判熱敏電阻阻值隨溫度的變化趨勢。選擇適當倍率的歐姆擋,將兩表筆______,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向右邊“”處。測量時觀察到熱敏電阻溫度越高,相同倍率下多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大,由此可判斷熱敏電阻阻值隨溫度的升高而__________。(2)再按圖連接好電路進行測量。①閉合開關S前,將滑動變阻器的滑片滑到_______端(選填“a”或“b”)。將溫控室的溫度設置為T,電阻箱調(diào)為某一阻值。閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到某一位置。記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)、T和。斷開開關S。再將電壓表與熱敏電阻C端間的導線改接到D端,閉合開關S。反復調(diào)節(jié)和,使電壓表和電流表的示數(shù)與上述記錄的示數(shù)相同。記錄此時電阻箱的阻值。斷開開關S。②實驗中記錄的阻值_____(選填“大于”、“小于”或“等于”)。此時熱敏電阻阻值_____?!敬鸢浮慷探訙p小b大于【解析】(1)[1][2]選擇倍率適當?shù)臍W姆檔,將兩表筆短接;歐姆表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大,則阻值越小,可判斷熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。(2)①[3]閉合開關S前,應將滑動變阻器R1的阻值調(diào)到最大,即將滑片滑到b端;②[4][5]因兩次電壓表和電流表的示數(shù)相同,因為:即:可知R01大于R02。能力訓練1、(2021·北京二模)如圖所示為某實驗小組設計的一個簡易多用電表的電路圖,已知歐姆擋的倍率為“×100”,所用的器材如下:A.干電池(電動勢為,內(nèi)阻為)B.電流表A(滿偏電流為200μA,內(nèi)阻為500Ω)C.定值電阻R1(阻值為)D.定值電阻R2(阻值為125Ω)E.滑動變阻器R3(最大阻值2kΩ)F.開關一個,紅、黑表筆各一支,導線若干根據(jù)實驗電路和實驗器材,請回答下列問題:(1)若測量電流,開關S應與______(填“1”、“2”或“3”)相接,量程為0~__________mA。(2)歐姆擋刻度盤的中央刻度值為“___________________”(3)歐姆擋的刻度值是按電池電動勢為刻制的,當電池的電動勢下降到、內(nèi)阻增大到5Ω時,歐姆調(diào)零后,若指針指向刻度盤上的“12”,則這個電阻的真實值是________________Ω?!敬鸢浮浚?1).1(2).1(3).15(4).1120Ω【解析】:(1)[1]由圖示電路圖可知,開關接1時電流表G與電阻并聯(lián),是測量電流。[2]電流表的量程為:(2)[3]由閉合電路歐姆定律:滿偏時根據(jù):半偏時:則:歐姆擋的倍率為“×100”,則歐姆擋刻度盤的中央刻度值為:15(3)[4]由閉合電路歐姆定律:電動勢為,歐姆表內(nèi)部的中性電阻電動勢變?yōu)?,調(diào)零后,歐姆表內(nèi)部的中性電阻:指針指向刻度盤上的“12”,電阻值為,則有:解得:2、(2021·河南省洛陽市高三下學5月三模)在練習使用游標卡尺和螺旋測微器的實驗中,測量一枚1元硬幣的直徑和厚度,如圖a所示。(1)用游標卡尺測量其直徑,如圖b所示,直徑是__________mm;(2)用螺旋測微器測量其厚度,如圖c所示,厚度是_________mm。【答案】【解析】:(1)[1]用游標卡尺測量其直徑是;(2)[2]用螺旋測微器測量其厚度是。3.(2021湖北新高考適應卷)某物理學習小組做測定某金屬絲的電阻率實驗。(1)已知金屬絲長度為L,利用螺旋測微器測金屬絲直徑d,如圖甲所示,則d=mm。

(2)學習小組的A同學先用多用電表測得該金屬絲的電阻大約為50Ω,實驗室提供了如下器材。電E:電動勢約為5.0V,內(nèi)阻可忽略不計電壓表V1:量程為0~5V,內(nèi)阻r1約為10kΩ電壓表V2:量程為0~3V,內(nèi)阻r2=1000Ω電流表A:量程為0~0.6A,內(nèi)阻r3約為1Ω定值電阻R0:阻值為25Ω滑動變阻器R1:最大阻值為500Ω滑動變阻器R2:最大阻值為10Ω開關S一個,導線若干。為了進一步準確測量金屬絲的電阻Rx,A同學選擇了電壓表V1、電流表A、滑動變阻器R1、電、開關、導線若干,連接成如圖乙所示的電路。根據(jù)伏安法測電阻的知識分析一下,A同學應該將電壓表右側(cè)接線端P接點(填“a”或“b”),從系統(tǒng)誤差角度分析,Rx的測量值Rx測與其真實值Rx真比較,Rx測(填“>”“=”或“<”)Rx真。

(3)B同學發(fā)現(xiàn)電流表量程太大,實驗中讀數(shù)誤差會比較大,又重新選擇了實驗器材,測量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的13,并能測量多組數(shù)據(jù),設計了如圖丙所示的電路。但發(fā)現(xiàn)電壓表V2的可用范圍較小,請你在虛線框內(nèi)畫出改進后的測量金屬絲電阻Rx【答案】均可)(2分)(2)a(2分)<(2分)(3)如圖所示(2分)【解析】(1)螺旋測微器的固定刻度為0.5mm,可動刻度為5.5×0.01mm=0.055mm,所以最終讀數(shù)為0.5mm+0.055mm=0.555mm。(2)由于Rx?r1,電流表用外接法誤差較小,應接a,由于電壓表分流導致流過金屬絲的電流小于電流表讀數(shù),故測量值偏小。(3)電壓表V2并聯(lián)在定值電阻兩端時,當U1=5V時,U2≈53V≈1.67V,U1=3V時,U2約為1V;電壓表V2并聯(lián)在金屬絲兩端時,U1=4.5V時,U2約為3V,U1=53V時,U2約為1.1V,故電壓表V2并聯(lián)在金屬絲兩端時,測量范圍大一些,此外,滑動變阻器應采用分壓接法,應選擇阻值較小的R4、(2021·山東省濟南市高三下學期壓軸卷)小強同學網(wǎng)購了一塊太陽能電池板,查閱資料得知太陽能電池板在有光照時,可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,而在沒有光照時,可以視為一個電學器件。(1)小強先根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法,探究太陽能電池板在沒有光照時的特性。所用的器材包括:太陽能電池板、電E、電流表A、電壓表V、滑動變阻器R、開關S及導線若干;為了達到上述目的,實驗電路應選用圖甲、乙中的圖______(填“甲”或“乙”)。(2)小強為了研究太陽能電池板的電動勢和內(nèi)阻跟光照強度的關系,選用的器材有電流表(200μA,500Ω)、電阻箱、開關、導線等。①實驗器材如圖丙所示,請用筆畫線代替導線將電路補充完整;()②以白熾燈為光,太陽能電池板距離燈分別為40cm和60cm時進行測量。并用圖像法研究太陽能電池板的電動勢和內(nèi)阻,在坐標系中描點、作圖如圖丁所示,“·”和“”分別表示太陽能電池板距離燈40cm和60cm兩種光照條件下的數(shù)據(jù)點,請計算當太陽能電池板離燈40cm時的電動勢為_______V(保留兩位有效數(shù)字);③通過圖像,可判斷光照強度對太陽能電池板的電動勢的影響是________?!敬鸢浮?1).甲(2).見解析(3).0.82(4).光照強度越大,太陽能電池板的電動勢也越大【解析】(1)[1]描繪電學器件的伏安特性曲線要求電表示數(shù)從零開始變化,所以滑動變阻器采用分壓式接法,故應選擇甲實驗電路圖。(2)①[2]實物圖如圖所示②[3]根據(jù)實驗電路圖,由閉合電路歐姆定律得:變形為:根據(jù)關系式結(jié)合題圖丁可得斜率:解得:③[4]太陽能電池板距離燈40cm和60cm的圖像中,40cm對應的斜率比60cm對應的斜率小,即40cm對應的電動勢比60cm對應的電動勢大,離太陽能電池板越近光照強度越強,太陽能電池板的電動勢也越大,即可得出光照強度越強,太陽能電池板的電動勢也越大的結(jié)論。5、(2021·山東省煙臺市高三下學期適應性練習)某實驗小組欲測定一硅光電池的電動勢和內(nèi)電阻,可供選擇的實驗器材如下:待測硅光電池E(電動勢約為,內(nèi)阻約為100Ω);直流電流表A1(量程0~12mA,內(nèi)阻為50Ω);直流電流表A2(量程0~24mA,內(nèi)阻為5Ω);電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ);電壓表V2(量程,內(nèi)阻約為);滑動變阻器R1(最大電阻200Ω,額定電流);滑動變阻器R2(最大電阻20Ω,額定電流1A);開關S、導線若干。(1)為了完成上述實驗,電流表應選___________,電壓表選___________,滑動變阻器選___________(選填所給器材符號)。(2)請在圖甲虛線框中將實驗電路圖補充完整___________。(3)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù),描點繪出了如圖乙所示的U—I圖像。則該硅光電池的電動勢為___________V,內(nèi)阻為___________Ω。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(4)已知某非線性元件的伏安特性曲線如圖丙所示,將該元件與所測硅光電池組成閉合回路,則該電池的效率為___________%。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1).A1(2).V2(3).R1(4).見解析(5).1.20(6).100(7).25【解析】(1)[1]實驗電路中短路電流約為:故電流表選A1。[2]待測硅光電池電動勢約。故選電壓表V2。[3]該實驗電路為限流式接法,為了保護電路,需要選用最大阻值較大的變阻器,故選R1。(2)[4]根據(jù)上面的分析,補充完整后電路如圖(3)[5]乙圖中,縱軸截距為該硅光電池的電動勢,即:[6]圖線的斜率絕對值表示硅電池的內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和,即:整理,可得:(4)[7]乙圖和丙圖的兩段圖像放到一個圖中,找到交點為坐標為,0.30V)則6、(2021·河北省實驗中學高三下學期調(diào)研)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器。請回答下列問題。(1)使用多用電表粗測電阻時,將選擇開關撥至歐姆擋“”擋,經(jīng)正確操作后,指針指在圖甲中的位置,為了使多用電表測量的結(jié)果更準確,該同學應該選擇歐姆擋__________擋(選填“”或“”);若經(jīng)過正確操作,將兩表筆接待測電阻兩端時,指針指在圖甲中的位置,則待測電阻約為_______。(2)圖乙是該多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖,選擇“”擋測量某二極管的阻值,指針指在圖甲中的位置,則與表筆相連的是二極管的____________(選填“正極”或“負極”)。(3)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為,內(nèi)阻為進行標度的,若該歐姆表中的表頭G滿偏電流為、內(nèi)阻為,變阻器的阻值范圍為,由于電池老化,當電池電動勢下降到、內(nèi)阻增大到時,歐姆表仍可調(diào)零,則調(diào)零后接入電路的電阻將變________選填“大”或“小”),若用重新調(diào)零后的此歐姆表測得某待測電阻阻值為,則這個待測電阻的真實阻值為______。【答案】(1).(2).20(3).正極(4).小(5).840【解析】(1)[1][2]選擇開關撥至歐姆擋“×10”擋,由圖甲位置所示可知,指針偏角很大,說明電阻值偏小,這樣倍率檔選擇較大,則為了使多用電表測量的結(jié)果更準確,該同學應該選擇歐姆擋“×1”檔;待測電阻為:20×1Ω=20Ω;(2)[3]該歐姆表的兩只表筆中,B表筆內(nèi)部接電的正極,在外部電路,電路從B表筆到二極管再到A表筆,指針指在圖甲中的c位置,電阻特別大,相當于斷路,則二極管是反向接入電路,則B表筆接二極管負級,A表筆接二極管正級;(3)[4]電池電動勢為、內(nèi)阻為1Ω時,調(diào)零電阻:電池的電動勢下降到1.4V、內(nèi)阻增大到5Ω時調(diào)零電阻:則調(diào)零后R0接入電路的電阻將變??;[5]電動勢為調(diào)零后,歐姆表內(nèi)部的中值電阻的:電動勢變?yōu)檎{(diào)零后,歐姆表內(nèi)部的中值電阻:則:解得,對應電阻:7、(2021·廣東省普寧二中適應性考試)現(xiàn)要測量某一直流電的電動勢和內(nèi)阻及金屬絲的電阻率,實驗提供的實驗器材有:待測直流電(電動勢E約30V,內(nèi)阻r約)定值電阻R0;電流表A(量程,內(nèi)阻約)電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)金屬絲R(帶有金屬夾和刻度尺)開關S及導線若干請按要求作答:(1)實驗測量電路如圖所示,圖中用一處導線未連接,請圖中用筆畫線代替導線______;(2)閉合開關S,移動金屬夾的位置,測得多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I,用描點法作出U—I圖像如圖所示,求出電電動勢E=______V,內(nèi)阻r=______Ω(結(jié)果均保留兩位小數(shù));(3)用螺旋測微器測量金屬絲直徑D時,示數(shù)如圖所示,則D=______mm;(4)現(xiàn)將電流表兩端用導線短路,移動金屬夾的位置,測得多組電壓表示數(shù)Ux和金屬絲接入電路的長度x的數(shù)據(jù),用描點法作出圖像,如圖所示,可求出該金屬絲的電阻率為______Ω·m(結(jié)果均保留兩位小數(shù))?!敬鸢浮?1).見解析(2).2.50(3).0.50(4).2.000(5).6.28×106【解析】(1)[1]因為電壓表內(nèi)阻很大,電流表內(nèi)阻較小與待測阻值接近,故采用外接法,實物圖如下(2)[2][3]根據(jù):由圖示電UI圖象可知,電電動勢為:E電內(nèi)阻:(3)[4]由圖所示螺旋測微器可知,其示數(shù)為:(4)[5]根據(jù):,整理:所以圖像斜率:代入數(shù)據(jù):Ω·m8、(2021·福建省南平市高三下學期第二次質(zhì)檢)某科學探究小組在參加廢水處理廠的社會實踐活動后,準備測定廢水的電阻率。該小組用透明塑料板自制了一個長方體容器,在容器左、右內(nèi)側(cè)面緊貼金屬銅薄板(板的厚度和電阻的影響可忽略不計),銅薄板上端分別帶有接線柱M、N,在容器外側(cè)垂直底面粘一透明刻度尺,其0刻度與容器內(nèi)底面對齊,如圖。容器內(nèi)底面長、寬分別為a、b。(1)廢水注滿容器后,將多用電表選擇開關撥到歐姆檔檔位,正確使用多用電表,測得廢水的電阻如圖所示,則廢水的電阻約為_________Ω。(2)為更精確地測量所取廢水的電阻率,該小組采用如下實驗器材設計實驗。A.直流電E(電動勢E約,內(nèi)阻r0約);B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻r1=100Ω);C.電流表A2(量程0~5mA,內(nèi)阻r2約40Ω);D.電阻箱R1()E.滑動變阻器R2(阻值范圍0~50Ω,允許通過的最大電流)F.開關S一個,導線若干。請從下圖中選出最合理的實驗電路圖______(3)根據(jù)合理的實驗電路圖正確連接實驗電路后,調(diào)節(jié)電阻箱阻值使R1=900Ω,該實驗小組完成以下操作步驟:①倒出適量廢水,測出并記錄廢水深度,然后閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2,分別記錄電流表A1的讀數(shù)和電流表A2的讀數(shù);②斷開開關S,再倒出適量廢水,測出并記錄廢水深度,然后閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2,使電流表Al的讀數(shù)與步驟①中電流表A1的讀數(shù)相同,記錄電流表A2的讀數(shù);③重復第②步操作多次,記錄每次測量中的廢水深度h和電流表A2的讀數(shù)I,并描點作出I—h圖像如圖所示。④圖中直線的縱截距為I0,斜率為k,則該容器內(nèi)廢水電阻率的表達式為_________。(用題中所給物理量的符號I0、k、a、b、r1、R1表示)【答案】(1).1600或1.6×103(2).C(3).【解析】:(1)[1]由圖可知讀數(shù)為:Rx=16.0×100Ω=1600Ω(2)[2]因為待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的阻值,滑動變阻器采用限流式起不到調(diào)節(jié)作用,故應選用分壓電路;回路中的最大電流為:故電流表應選C,因為沒有電壓表,所以用內(nèi)阻已知B與電阻箱改裝電壓表,電壓表內(nèi)阻已知,故采用外接法,故電路圖選C。(3)[3]根據(jù)圖示電路圖,由歐姆定律可知,廢水的電阻::廢水電阻:整理得:由圖示Ih圖象可知,縱軸截距:I0=I1圖象的斜率:解得,廢水的電阻率:9.(2021湖南新高考適應卷)太陽能電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。一同學用圖(a)所示電路測量某單晶硅太陽能電池的輸出電流I和輸出電壓U之間的關系,探究該電池的伏安特性。用一定強度的光照射太陽能電池,閉合開關S。調(diào)節(jié)電阻箱,測得實驗數(shù)據(jù)如下表所示。圖(a)U/VI/mA(1)請在圖(b)中補齊上表中后4組數(shù)據(jù)點,并作出該太陽能電池的伏安特性曲線;圖(b)(2)根據(jù)所作伏安特性曲線可知,電池電阻(填“是”或“不是”)常數(shù),短路電流為mA,電動勢為V(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)根據(jù)所作伏安特性曲線,估算該太陽能電池的最大輸出功率為mW(結(jié)果保留1位小數(shù))。

【答案】(1)如圖所示(2)不是【解析】:(1)如答案圖所示,根據(jù)題給數(shù)據(jù)描點畫圖,并用平滑曲線連接。(2)伏安特性曲線不是直線,故內(nèi)阻不是常數(shù),由答案圖可知,短路電流為7.0mA,電電動勢為2.7V。(3)輸出功率P=UI,由答案圖可知I=6.6mA,U=2.2V時輸出功率P有最大值,P=UI≈14.5mW。10.(2021遼寧新高考適應卷)某同學為定性探究光敏電阻阻值隨光照強度變化的關系,設計了如圖(a)所示的電路。所用器材有:置于暗箱(圖中虛線區(qū)域)中的光敏電阻RG、小燈泡和刻度尺;阻值為R的定值電阻;理想電壓表;電動勢為E、內(nèi)阻為r的電;開關S;導線若干。圖(a)實驗時,先按圖(a)連接好電路,然后改變暗箱中光到光敏電阻的距離d,記錄電壓表的示數(shù)U,獲得多組數(shù)據(jù)如表?;卮鹣铝袉栴}∶(1)光敏電阻阻值RG與電壓表示數(shù)U的關系式為RG=(用E、r、R、U表示);

(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給的第二組數(shù)據(jù)點,并作出Ud的非線性曲線;圖(b)(3)依據(jù)實驗結(jié)果可推斷:光敏電阻的阻值隨著光照強度的減小而(填“增大”或“減小”);

(4)該同學注意到智能有自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能,光照強度大時屏幕變亮,反之變暗。他設想利用光敏電阻的特性,實現(xiàn)“有光照射光敏電阻時,小燈泡變亮;反之變暗”的功能,設計了如圖(c)所示電路,則電路中(填“R1”或“R2”)為光敏電阻,另一個為定值電阻。

圖(c)【答案】(1)ERURr(2)如圖所示(3)增大(4)R【解析】(1)由閉合電路歐姆定律得E=U+UR(RG+r),解得RG=ER(2)補齊數(shù)據(jù)點,利用平滑曲線連接各點如答案圖所示。(3)當距離d變大時,光照強度減小,由圖線分析知,電壓表示數(shù)變小,則光敏電阻兩端電壓增大,其電阻阻值增大,所以光敏電阻阻值隨光照強度的減小而增大。(4)有光照時光敏電阻的阻值減小,根據(jù)“串反并同”的規(guī)律可知光敏電阻應和小燈泡串聯(lián),有光照時串聯(lián)支路電流變大,小燈泡變亮,所以R2為光敏電阻。11.(2022屆廣東六校聯(lián)考)超級電容器(一般容量可達1~5000F)能夠在電動汽車啟動時快速提供強大的電流(一般可達100~1500A);物理興趣小組利用高電阻放電法測一標示模糊的電容器的電容。實驗步驟如下:(步驟1)按圖甲電路圖連接好電路;(步驟2)先使開關S與2端相連,電向電容器充電,這個過程可在短時間內(nèi)完成;(步驟3)斷開開關,把多用電表調(diào)到電壓擋,調(diào)零后測量電容器兩端的電壓;(步驟4)再把開關S與1端相連,同時開始計時并測量數(shù)據(jù),每隔5s或10s讀一次電流I的值,將測得數(shù)據(jù)填入預先設計的表格中;(步驟5)在如圖乙所示的坐標紙上標出測量的數(shù)據(jù)點,并用平滑的曲線把數(shù)據(jù)點連接起來。根據(jù)實驗回答以下問題:(1)以下電子元件中,屬于電容器的是;

(2)使用多用電表測量電容器電壓時,紅表筆應接在點(選填“M”或“N”);

(3)若多用電表測得電容器兩端的電壓為8V,可估算電容器的電容為F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(4)興趣小組在實驗中發(fā)現(xiàn),使用多用電表電壓擋測量電容器電壓,若測量時間過長時,會發(fā)現(xiàn)電表指針讀數(shù)在緩慢減小,請分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的可能原因:。

【答案】(1)A(2)N(3)9.7×104~1.0×103(4)多用電表不是理想電表,測量時電容器通過電表內(nèi)阻放電,電容器兩端電壓減小【解析】(1)由電學元件的形狀進行識別,A圖為電容,B圖為電阻,C圖為電二極管,D圖為電感線圈;(2)由題圖可知N點電勢高,所以紅表筆應接在N點;(3)圖像中每個小方格代表電荷量q=50×106×5C=2.5×104C,共有31個小方格,因此電容器充電完成時儲存的電荷量Q=31q=31×2.5×104C=7.75×103C,電容器電容的測量值C=QU=7.75×10-(4)實驗中發(fā)現(xiàn),使用多用電表電壓擋測量電容器電壓,若測量時間過長時,會發(fā)現(xiàn)電表指針讀數(shù)在緩慢減小,原因是多用電表不是理想電表,測量時電容器通過電表內(nèi)阻放電,電容器兩端電壓減小。12.(2020廣州天河一模)龍泉中學某物理小組欲利用如圖所示的電路同時測量一只有30格刻度的毫安表的量程、內(nèi)阻和光敏電阻的阻值與光照強度之間的關系。實驗室能提供的實驗器材有

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