物理20分钟专题突破(19)
电学实验
1.一直流电压表V,连成为1V,内阻为1000Ω。现将一阻值在5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的连成。为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E为6~7V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线。
(1)为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为 V,电源电动势为 V.
2.右图为一电学实验的实物连线图. 该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω). 图中两具电压表量程相同, 内阻都很大. 实验步骤如下:
①调节电阻箱, 使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近; 将滑动变阻器的滑动头调到最右端.
②合上开关S.
③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动, 使两个电压表指针都有明显偏转.
④记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2
⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置, 记下V1和V2的多组读数U1和U2
⑥求Rx的平均值.
回答下面问题:
(Ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中电阻箱的符号为, 滑动变阻器的符号为,其余器材用通用的符号表示。
(Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=___________
(Ⅲ)考虑电压表内阻的影响, 用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的公式为Rx=__________________
3.用示波器观察某交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形,如图。经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度增大。此组操作是 。(填选项前的字母)
A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
4.用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路,请将实物图连线成为实验电路。
微安表μA(量程200μA,内阻约200);
电压表V(量程3V,内阻约10K);
电阻R(阻值约20k);
滑动变阻器R(最大阻值50,额定电流
电池组E(电动势3V,内阻不计);
开关S及导线若干。
5.图为用伏安法测量电阻的原理图。图中, 为电压表,内阻为4000Ω;为电流表,内阻为50Ω。E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关。
(l)当开关闭合后电压表读数U=l.6V,电流表读数I=2.0mA。若将作为测量值,所得结果的百分误差是____________。
(2)若将电流表改为内接。开关闭合后,重新测得屯压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是______________。
6.(1)某该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻 R
(Ω)
121.O
50.O
23.9
IO.O
3.1
导线直径 d
(mm)
O
0.999
1.494
1.998
导线截面积 S
(mm2)
O.504
0.784
1.133
1.753
3.135
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反 比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,可迅速判断结果“不满足”;并同时可简单计算50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54=50,两者接近相等,即R与d的四次方成反比,可迅速得出R与S2成反比。计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753)。
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω?m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= m(结果保留两位有效数字)
7.某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。
现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L2(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
1.答案:7,6.3
解析:(1)将待测电压表与标准电阻串联后与电源连接即可。设电源电动势为E,则由闭合电路欧姆定律,当两开关都闭合时,R2被短路,有:当S1闭合,S2断开时,解两式得:R1=6000Ω ,E=6.3V;根据串联分压原理,可得电压表量程为7V。
2.答案: I 电路如图:.
II
III.
解析:不计电压表内阻,根据串联分压原理,有:
可考电压表内阻影响,则R0与Rv1的并联电阻与Rx与Rv2的并联电阻串联分压,即:解得:。 3.答案:C
解析:调整扫描微调旋钮,使该信号显示出两个完整的波形,调整Y增益旋钮,使波形幅度增大。
4.答案:实物连接如图
解析:从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法,变阻器的电阻比较小,所以电源电路采用分压法。
5.答案:(百分误差 )
解析:(1)测量值为,因电流表外接,所以,故真实值为,对应的百分误差.
(2)电流表内接时,百分误差.
6.答案:(1)1.200 (2)不满足,R与S2成反比(或RS2=常量)(3)19
解析:根据有:=≈19
7.答案:(1)如图b
(2)由于RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(3)如图c
解析:由于灯泡L2和L1额定电压相同,灯泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。