题目内容
(1)有一根横截面为正方形的薄壁管(如图1所示),用游标为20分度的游标卡尺测量其外部的边长l的情况如图2甲所示;用螺旋测微器测得其壁厚d的情况如图6乙所示.则此管外部边长的测量值为l=______cm;管壁厚度的测量值为d=______mm.(2)一种电池标称电动势为9V,内电阻约50Ω,允许的最大输出电流为50mA.为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻,可以设计出如图3所示的实验电路,已知实验中所使用的电压表内电阻足够大,可以忽略其对电路的影响;图中R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R为保护电阻.
①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
实验时,R应选用______较好(填字母代号).
②按照图3所示的电路图,将图4所示的实物连接成实验电路.
③在实验中,当变阻箱调到图5所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,此时通过电阻箱的电流为______mA.
④断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数.多次重复上述操作,可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I,利用多次读取和计算出的数据,作出如图6所示的图线.根据图线可知,该电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
【答案】分析:(1)20分度游标卡尺游标每一分度表示长度为0.05mm,由主尺读出整毫米数,根据游标尺上第几条刻度线与主尺对齐,读出毫米的小数部分.螺旋测微器的固定刻度最小分度为1mm,可动刻度每一分度表示0.01mm,由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数,由可动刻度读出毫米的小数部分.
(2)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律求出此时的R,再选择定值电阻R的规格.本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻,按要求即可画出电路图;由图可知,图象由纵坐标的交点为电动势;由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻及短路电流.
解答:解:(1)此管外部边长的测量值为l=22mm+7×0.05mm=22.35mm=2.235cm
管壁厚度的测量值为d=1.037mm.
(2)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律得
Im=
得R=130Ω,所以保护电阻应大于130Ω,但不能太大,故选150Ω.
②本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻,电阻箱和保护电阻串连接入电源,电压表接在电阻箱两端,电路图如图所示:
③当变阻箱调到图5所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,根据欧姆定律得
I==17.6mA.
④由U-I图可知,电源的电动势E=9.5V;
由闭合电路欧姆定律可知图象的斜率代表内阻:r==50.0Ω;
故答案为:(1)2.235;1.037
(2)①C;②如图所示;③17.6; ④9.5,50.0
点评:本题考查基本测量工具的读数能力、设计电路的基本能力、作图能力,等等,对能力要求较高.
(2)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律求出此时的R,再选择定值电阻R的规格.本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻,按要求即可画出电路图;由图可知,图象由纵坐标的交点为电动势;由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻及短路电流.
解答:解:(1)此管外部边长的测量值为l=22mm+7×0.05mm=22.35mm=2.235cm
管壁厚度的测量值为d=1.037mm.
(2)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律得
Im=
得R=130Ω,所以保护电阻应大于130Ω,但不能太大,故选150Ω.
②本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻,电阻箱和保护电阻串连接入电源,电压表接在电阻箱两端,电路图如图所示:
③当变阻箱调到图5所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,根据欧姆定律得
I==17.6mA.
④由U-I图可知,电源的电动势E=9.5V;
由闭合电路欧姆定律可知图象的斜率代表内阻:r==50.0Ω;
故答案为:(1)2.235;1.037
(2)①C;②如图所示;③17.6; ④9.5,50.0
点评:本题考查基本测量工具的读数能力、设计电路的基本能力、作图能力,等等,对能力要求较高.
练习册系列答案
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(1)有一根横截面为正方形的薄壁管,用游标为20分度的游标卡尺测量其外部边长/的情况如甲所示;用螺旋测微器测其管壁厚度^的情况如图乙所示.则此管外部边长的测量值为l=______cm;管壁厚度的测量值为d=______mm.
(2)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图丙所示.在平衡小车与桌面间摩擦力的过程中,打出了一条如图丁所示的纸带.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.则该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
重新平衡好摩擦后,将5个相同的砝码都放在小车上,挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码的总重力F的实验数据如下表:
请根据实验数据作出的关系图象.
根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.其主要原因是______.
(3)下图为“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验电路,图中给出的器材分别为:
电源E(电动势为12V,内阻不计);木板N (板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张);两个金属条A,B (平行放置在导电纸上与导电纸接触良好,
用作电极);滑动变阻器(其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电阻);直流电压表V (量程为6V,内阻很大,其负接线柱与5极相连,正接线柱与探针P相连);开关S.
现要用图中仪器描绘两平行金属条4、B间电场中的等势线.4、5间的电压要求取为6V.
①在囱中连线,完成实验电路图;.
②下面是主要的实验操作步骤,请将所缺的内容补充完整.
A.按图示连接好实验电路;
B.______;
C:合上开关S,并将探针P与A接触
D.______;
E.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上,画一线段连接AB两极,在连
线上选取间距大致相等的5个点作为基准点,用探针把它们的位置压印在白纸上;
F.将探针与某一基准点相接触,记下电压表读数,在导电纸上移动探针,找出电
压表读数与所记下的数值相同的另一点,这一点就是此基准点的等势点,用探针把
这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其他等势点.;
G.重复步骤f,找出其它基准点的等势点,取出白纸画出各条等势线.
(2)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图丙所示.在平衡小车与桌面间摩擦力的过程中,打出了一条如图丁所示的纸带.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.则该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
重新平衡好摩擦后,将5个相同的砝码都放在小车上,挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码的总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N) | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
加速度a(m/s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
请根据实验数据作出的关系图象.
根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.其主要原因是______.
(3)下图为“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验电路,图中给出的器材分别为:
电源E(电动势为12V,内阻不计);木板N (板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张);两个金属条A,B (平行放置在导电纸上与导电纸接触良好,
用作电极);滑动变阻器(其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电阻);直流电压表V (量程为6V,内阻很大,其负接线柱与5极相连,正接线柱与探针P相连);开关S.
现要用图中仪器描绘两平行金属条4、B间电场中的等势线.4、5间的电压要求取为6V.
①在囱中连线,完成实验电路图;.
②下面是主要的实验操作步骤,请将所缺的内容补充完整.
A.按图示连接好实验电路;
B.______;
C:合上开关S,并将探针P与A接触
D.______;
E.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上,画一线段连接AB两极,在连
线上选取间距大致相等的5个点作为基准点,用探针把它们的位置压印在白纸上;
F.将探针与某一基准点相接触,记下电压表读数,在导电纸上移动探针,找出电
压表读数与所记下的数值相同的另一点,这一点就是此基准点的等势点,用探针把
这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其他等势点.;
G.重复步骤f,找出其它基准点的等势点,取出白纸画出各条等势线.