题目内容
(10分)如图所示的电路中,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的,其阻值为R,图中A,B,…,H为圆环的等分点,A点固定,电阻不计的金属杆OP上接有电流表A,P为滑片,且滑片P能沿圆环滑动,并保持良好的接触,电源电动势为E,内阻不计。当闭合电键S后,滑片P沿圆环顺时针滑动时,图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图,分别做实验,并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。
(1)甲、乙两同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量小圆环的厚度,如下图所示,甲、乙同学的读数分别为 mm, mm。
(2)根据上述实验数据,回答下列问题:
①根据表1中的实验数据,请通过计算,分析完成表1中“位置A”下的空格。
I= A;U1= V。
②根据表1、表2中的实验数据,请通过比较、分析来说明,可能乙同学在实验过程中, 部分的电路发生了断路。
③根据②中的分析,请思考:当滑片P滑到G、A之间位置X时,则表2中“位置X”下的空格可能的数据(即各电表的示数)分别是
A.0.05A,0.75V,5.25V | B.0.07A,1.05V,4.95V |
C.0.16A,2.40V,3.60V | D.0.25A,3.75V,2.25V |
(1)3.64;3.878;(2)①0.4A;6V;②GA之间断路;③BD
解析试题分析:(1)甲同学的读数为:0.3cm+0.02mm×32=3.64mm;乙同学读数:3.5mm+0.01mm×37.8=3.878mm;(2)①当滑片滑动A位置,圆环部分短路,电压表电压表V2的示数为0,电源电动势等于圆环部分未短路时,两电压表示数之和,即E=3.75+2.25V=6V,电阻R1的阻值,则此时电压表V1的示数为6V,电流表的示数.所以“位置A”下的空格分别为0.4A,6V.
②通过甲同学数据分析知,电压表V2的示数先增大后减小,是因为并联部分电阻先增大后减小,乙同学电压表V2的示数逐渐增大,知圆环部分的电阻逐渐增大,知乙同学做实验时,圆环在G、A之间某处发生断路故障.
③由于G、A之间某处发生断路故障,所以在位置X处,圆环的电阻可能比BA部分小,可能比BG部分大,则电流表的示数可能小于0.08A,可能大于0.24A.当电流表示数小于0.08A时,U1<1.20V,U2>4.80V,当电流大于0.24A时,U1>3.6V,U2<2.4V.又电压表U1的示数与电流表的示数比值等于R1的阻值,为15Ω.故B、D正确,A、C错误.故选BD.
考点:游标卡尺及螺旋测微器的读数;电路的分析及欧姆定律的应用。
(8分)某课外小组计划用水果制作水果电池,并测量水果电池的电动势(E)和内阻(r)。他们将铜片、锌片插入水果中,制成了“水果电池”。某同学连接如图所示的实物图。
①实物图中有两处导线连接错误(电表量程正确),分别是导线_____和导线______。(用“A”~“F”表示)
②更正电路后,改变滑动变阻器的阻值,甲乙两同学记录电压表和电流表的读数如下表所示。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
U/v | 0.60 | 0.55 | 0.45 | 0.40 | 0.35 | 0.30 |
I/mA | 1.81 | 1.91 | 4.20 | 5.40 | 6.59 | 7.80 |
在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.5)
B.电流表G(满偏电流2mA,内阻10)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约0.1)
D.滑动变阻器R1(0~20,10A)
E.滑动变阻器R2(0~500,1A)
F.定值电阻R3=990
G.开关、导线若干
⑴为方便且能较准确地进行测量,应选用滑动变阻器 (填写序号);
⑵请在下面所给的方框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路原理图;
⑶某同学根据他设计的实验测出了六组I1(电流表G的示数)和I2(电流表A的示数),请在下图的坐标纸上作出I1和I2的关系图线;
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
I1/mA | 1.40 | 1.36 | 1.35 | 1.28 | 1.20 | 1.07 |
I2/A | 0.10 | 0.15 | 0.23 | 0.25 | 0.35 | 0.50 |
⑷根据图线可得,被测电池的电动势为 V,内阻为 。