题目内容

电学实验（5分）
测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。
器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。

实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=         ，r=          。（用I1，I2，U1，U2及R表示）
（U1I2-I1U2）/（I2-I1）   （U1-U2）/（I2-I1）- R

试题分析：据闭合电路欧姆定律，已知电流表读数为I1时，电压表读数为U1，建立方程E= U1+ I1R+ I1r；已知当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，建立方程E= U2+ I2UR+ I2r；两式联立求得内阻r=（U1-U2）/（I2-I1）- R，电动势E=（U1I2-I1U2）/（I2-I1）。
练习册系列答案
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（10分）某实验小组为研究玩具电动机的工作过程，准备用以下器材来设计实验，尽可能精确地测量电动机工作时两端电压U和流过内部线圈的电流强度I，并描绘出U-I图线，要求包括（0，0）这组数据。实验器材如下：
待测电动机M（额定电流0．6A，额定电压4．5 V），   
电流表A1（量程3．0A，内阻约为40Ω），
电流表A2（量程1．0A，内阻约为50Ω），
电压表V（量程4．5 V，内阻约为5 kΩ），
滑动变阻器R（最大阻值为100Ω），
电源E（电动势为6V，内阻不计），
开关S，导线若干。
（1）请你选择适当的器材，在虚线框中画出符合题意的测量电路图，并把仪器或元件的符号标在相应的位置。

（2）下表为某同学的探测记录，试根据表格中数据在坐标纸上描点后作出电动机两端电
压U随电流I的变化图线。


（3）由图可知该电动机内部线圈的电阻约为___________Ω。
（4）比较第5、6组数据，试说明为什么电动机两端电压U变大了而通过它的电流反而减小了?____________________________________________________________________。
小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整。

（1）他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为　   mm。
（2）他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择开关旋至电阻挡“×10”挡位；
②将红、黑表笔短接，调节　　　旋钮（填图乙中的“A”或“B”或“C”），使欧姆表指针对准电阻的　　　　　　处（填 “0刻线”或“∞刻线”）；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图丙所示；
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡　　　　挡位（填“×1”或“×1k”），重新进行　　　　　              ；
⑤重新测量得到的结果如图丁所示，则金属丝的电阻为　　　　　Ω。
（3）他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值，他用如图所示的装置进行测量，其中部分器材的规格为：电源E（两节干电池，3V），电流表（量程0.6A，内阻约1Ω），电压表（量程3V，内阻约10kΩ），滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流1 A）。要求滑动变阻器采用限流式接法，为了减小实验误差，请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。
(1)（3分）某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图所示．请你简述接下来的测量操作过程：

①____________________________；
②_____________________________；
③___________________________；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”档．
(2)（2分）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图所示．其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．

(3)（3分）图中是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．
（12分）为了测量一精密金属丝的电阻率：

（1）先用多用电表×1Ω挡初测其电阻为    Ω，然后用螺旋测微器测其直径为   mm，游标卡尺测其长度是      mm。

（2）除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ)
B．电压表V2(量程l5V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程600mA，内阻约为1Ω)
E．滑动变阻器R1(0～5Ω，0.6 A)
F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1 A)
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)            。请在方框内设计最合理的的电路图并实物连线。但用该电路电阻的测量值         真实值（选填大于、等于或小于）。如果金属丝直径为D，长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率                  .
某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。
（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。

（2）以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整：
A．调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
B．将        放在转换器上，记下输出电压U0；
C．将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；
（3）根据以上测量，可求出：比例系数k=      ，待测物体的质量m=      。
（4）请设想实验中可能会出现的一个问题：                              。
（8分）下方的U-I图像中的直线a是由5节完全相同的电池串联而成的电源A的U-I关系曲线，直线b是定值电阻B的U-I关系曲线，由图可知，每一节电池的电动势为______________V，下表是由某种材料制成的元器件C两端所施加的电压和相应所通过电流值，由这些数据可知，元器件C的电阻值随通过电流的增大而______________（填写变化情况）；如果把定值电阻B和元器件C并联后接在电源A两端，由图线可知：通过B电阻的电流大小为______________A，此时器件C的电功率为______________W。


U（V）
0
0.5
1
2
3.5
4.5
7
I（A）
0
0.1
0.15
0.2
0.25
0.27
0.3
 
（9分）兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：


①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题：
（1）该电动小车运动的最大速度为          m/s；
（2）关闭小车电源后，小车的加速度大小为       m/s2；
（3）该电动小车的额定功率          W。
为描绘小灯泡L（2.5V，1.0W）的伏安特性曲线，小张同学根据如下可供选择的器材设计了如图所示的电路（电路还没有完全接好）。

A．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）
B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
C．滑动变阻器（200Ω，0.3A）
D．滑动变阻器（5Ω，2A）
E．电池组（电动势约3V，内阻未知）
F．开关，带夹子的导线若干
G．待测小灯泡]
（1）实验中滑动变阻器应选择      (填“C”或“D”)，请以笔代线将尚未连接好的电压表连入电路中；
（2）该同学在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处：
Ⅰ.                                                 ；
Ⅱ.                                                __。
改正上述2个不当之处后，他在测量中发现，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数均不能取到较小值，其原因是导线
          （填图中导线代号）没有连接好。
（3）该同学完善电路后，测得小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将该小灯泡与阻值为5.0的定值电阻串联后接在电动势为3.0V、内阻为6.0的电源上，则该小灯泡的实际功率为           W。

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