题目内容

某探究实验小组,利用如图甲所示电路图测量定值电阻R0的阻值和电源的电动势E及内电阻r的值.他们利用实验测出的数据作出U-I图线如图乙所示.
①作a图线所用的电压是由电压表
 
测得的(填“Vl”或“V2”);
②由图象可求得,定值电阻R0=
 
Ω,电源的内电阻r=
 
Ω.
③为减小测量定值电阻R.的误差,下列方法有效的是
 

A.应选用内阻尽可能小的电流表
B.电压表V2应选用内阻尽可能大的
④请根据甲图所示电路完成实物连接(图丙).
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分析:本题①的关键是明确由两种U-I图象,一种表示是导体的一种是表示电源的,分别由欧姆定律U=IR=RI以及闭合电路欧姆定律U=-rI+E即可判断;题②的关键是根据图象斜率的概念即可求解;题③的关键是根据欧姆定律写出定值电阻测量值与真实值表达式,即可求解;
解答:解:①根据欧姆定律U=IR=RI可知,若电压从零计,则有关导体的U-I图象应是一条通过原点的倾斜直线,直线的斜率即为导体的电阻,所以乙图中图线a表示的是有关
R
 
0
的U-I图象,即图线a是由电压表
V
 
2
测得的;
②乙图可知定值电阻
R
 
0
=
k
 
a
=
1.8-0.6
0.3-0.1
=6.0Ω;根据U=E-Ir=-rI+E可知,r=-
k
 
b
=
1.6-0.6
0.4-0
=2.5Ω;
③根据
R
 
=
U
I
R
 
=
U
I
-I
 
V
I
 
V
=
U
R
 
V
可知,电压表内阻
R
 
V
越大,测量的误差越小,所以图甲中的电压表
V
 
2
应选内阻尽可能大的,即应选B;
④实物连线图如图所示:
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故答案为:①
V
 
2
;②6.0,2.5;③B;④如图.
点评:涉及到图象问题,可以首先根据物理规律写出有关纵轴与横轴物理量的函数表达式,然后根据斜率和截距的概念即可求解;对电流表的外接法,根据欧姆定律可知误差来源于电压表,若电压表内阻越大,测量的误差就越小,与电流表内阻无关.
练习册系列答案
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精英家教网(1)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=lm,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
①若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,则金属棒匀速
下滑时电阻R两端的电压为
 
V;
②若磁感应强度的大小B随时间变化的关系式为B=0.5t,在平行于斜面的外力作用下ab棒始终保持静止,则当t=
 
s时外力恰好为零.
(2)利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为
 
,B位置的游标卡尺读数为
 
,单色光的波长为
 
m.
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(3)现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻rA=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干.某探究实验小组设计如图所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r.
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①测量电阻Rx的阻值
i、将开关S1闭合、开关S2接a,读出电流表的示数I1
ii、保持开关S1闭合,将开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也为I1,此时电阻箱的阻值R=4.00Ω,则Rx=
 
Ω
②测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若干组R、I的数据(见图),请根据图象求得电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω(保留两位有效数字).
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精英家教网(1)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小 木块、细沙,当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态,若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
1)你认为还需要的实验器材有
 

2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质
量应满足的实验条件是
 
,实验时首先要做的步骤是
 

3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量脱往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量M.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距三和这两点的速度大小vl与v2 (vl<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为
 
 (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).
精英家教网(2)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源一个(电动势约3V,内阻小于lΩ)
B.直流电流表(量程O~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)
C.直流电压袭(量程0~3~15V,3V档内阻约15kΩ,15V,档内阻约25kΩ)
D.滑动变阻器(阻值范围为O~15Ω,允许最大电流为5A)
精英家教网E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A)
F.开关                G.导线若干
请你解答下列问题:
1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图甲、乙两种
电路,为了减小测量误差,应选择图
 
所示电路;
2)你选择的滑动变阻器是
 
(填代号);
3)根据你选择的电路将图丙中实物连接好;
4)某同学根据测出的数据,作出U--I图线如图丁a线所示,实验所测电源的电动势E=
 
V,内电阻r=
 
Ω.
(2011?福建)(1)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
①用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为
0.97
0.97
cm.
②小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是
C
C
.(填选项前的字母)
A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为
t100

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小
(2)某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至
D
D
档进行测量.(填选项前的字母)
A.直流电压10V                    B.直流电流5mA
C.欧姆×100                        D.欧姆×1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最
端;(填“左”或“右”)
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭和开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是
1
1
点至
5
5
点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2点至 3点”的导线)
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而
增大
增大
.(填“不变”、“增大”或“减小”)
(1)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=lm,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
①若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,则金属棒匀速
下滑时电阻R两端的电压为______V;
②若磁感应强度的大小B随时间变化的关系式为B=0.5t,在平行于斜面的外力作用下ab棒始终保持静止,则当t=______s时外力恰好为零.
(2)利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为______,B位置的游标卡尺读数为______,单色光的波长为______m.

(3)现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻rA=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干.某探究实验小组设计如图所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r.

①测量电阻Rx的阻值
i、将开关S1闭合、开关S2接a,读出电流表的示数I1
ii、保持开关S1闭合,将开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也为I1,此时电阻箱的阻值R=4.00Ω,则Rx=______Ω
②测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若干组R、I的数据(见图),请根据图象求得电动势E=______V,内阻r=______Ω(保留两位有效数字).


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