题目内容
(12分)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计)
开关、导线若干。
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。
I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为: ;
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是_______W。
①C;A;F;(3分);②如答图1所示(2分);③如答图2所示(2分);④元件电阻随温度升高而增大(2分);⑤0.14~0.18W均可(3分)。
解析
试题分析:①由于某电学元件的最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A,故为了测量准确,电压表选择量程为3V的A,电流表选择量程为0.6A的C,又由于测量的是伏安特性曲线,故电压需要从0开始变化,故电路应该采用分压式,滑变阻器选用较小的阻值,以方便操作,故变阻器选择F;
②由于待测元件的电阻约为≈4.5Ω,故对于小电阻宜采用电流表外接法,实验的误差较小,电路采用分压式连接,故电路图为答图1所示;
③根据表中的数据,描点,连线即可得图像为答图2所示;
④由曲线可知,曲线向电压轴靠近,则说明元件的电阻随温度的升高而增大;该项也可以计算出电压较小时,较大时的电阻值进行比较,也会得出元件的电阻随温度的升高而增大的结论。
⑤由于待测元件的电阻是变化的,故我们可以在元件的伏安特性曲线坐标系上再画出等效电源的特性直线,等效电源的电动势为2.0V,定值电阻相当于其内阻,故它与元件的曲线相交于一点,则该点对应的电压与电流值就是元件两端的电压和其中通过的电流,故电压约为0.58V,电流约为0.27A,故电学元件的电功率为P=UI=0.58V×0.27A=0.17W(注意:只要结果在0.14~0.18W均可)。
考点:测某元件的伏安特性曲线,计算元件的电功率。
(8分)某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系。选取了一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验:
⑴该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流为1A; |
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约10Ω; |
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约0.5Ω; |
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ; |
F.滑动变阻器R2:最大阻值5kΩ;
G.开关、导线等。
在可供选择的器材中,应选用的电流表是 (填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”)。
⑵该小组已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接。
⑶握住乳胶管的两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
长度L(cm) | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 |
电阻R(kΩ) | 1.3 | 2.1 | 3.0 | 4.1 | 5.3 | 6.7 |
研究小车匀变速直线运动的实验装置如图 (a)所示,其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图 (b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带。 |
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车。 |
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连。 |
D.把打点计时器固定在夹板上,让纸带穿过限位孔。 |
②图16(b)中标出的相信两计数点的时间间隔T=_________s。
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________。
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a="_________."
(1)(3分)在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图所示.弹簧的劲度系数为_______ N/m.
(2)(12分)研究小车匀加速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50HZ,纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带 |
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 |
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连 |
D.把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔 |
②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s.
③计数点6对应的瞬时速度大小计算式为v6= .
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a= .