题目内容

如图1所示是一种测量电容的实验电路图，某同学在一次实验时的情况如下：按图1所示电路图接好电路。接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0＝490μA，电压表的示数为U0＝8.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压。断开开关S，同时开始计时，每隔5s记录一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标示在图2的坐标纸上。该电容器电容为_____μF（结果保留两位有效数字）。若某同学实验时把电压表接在E、D两端，则电容的测量值比它的真实值_____（偏大，偏小，不变）。
（1）9.4×102µF～1.0×103µF（4分）；（2）偏小（2分）

试题分析： （1）用平滑的曲线连接，如图所示：

由可知，电荷量为I-t图象与坐标轴所包围的面积，即面积为电容器充电到电压为U0所带的电荷量，查出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求得Q=8.0×10-3C,则
（2）如果将电压表接在E、D两端，断开开关后S后，电容器放电过程中，电压表中通过微小电流，导致流过电阻的电荷量偏小，故求得电容比真实值偏小。
练习册系列答案
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小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表、电流表、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上。
（1）他们应选用甲图中所示的     电路进行实验；

（2）如乙图所示实物电路部分导线已画出，试将实物图补充完整；
（3）开关闭合之前，乙图中滑动变阻器的滑片应该置于     端（选填“A”、“B”或“AB中间”）；
（4）某同学通过实验得到如下数据，请在以下坐标中描出这个小灯泡的I-U图线；
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U（V）
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I（A）
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
不亮         微亮          逐渐变亮       正常发光

（5）根据I-U图线分析可以看出，当通过小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是       。
（10分）实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω；）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）；
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
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、导线若干；

请你解答下列问题：
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是            （填代号）。
②某同学根据测得的数据，作出U—I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势
E =         V，内阻r =           Ω；
③若乙图中的图线b是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为           W。
④请将图甲中实物连接成实验电路图；
某同学利用如图1所示电路来测量电阻Rx的阻值。将电阻箱接入a、b之间，闭合电键。适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变。依次改变电阻箱的阻值R，读出相应电压表的示数U，得到如图2所示的U－R图像。
        
（1）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用U－R图像可得Rx=_______Ω。
（2）若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组，其内阻可忽略不计，根据U－R图像可得该电池组的电动势为_______V；滑动变阻器R′此时的阻值为R′=_______Ω。
（3）电池使用较长时间后，电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和U－R图像测定某一电阻，则测定结果将_______(选填“偏大”、“偏小”)。为了消除这一因素造成的影响，现找来一只阻值为10Ω的定值电阻换接在a、b之间，则应________（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R′的阻值，并使电压表的示数为________V。经过这样调节之后，只要保持滑动变阻器R′阻值不再变化，仍可利用本实验装置，用待测电阻Rx替换定值电阻，利用U－R图像实现对待测电阻Rx的准确测定。
某同学欲做“测量电源的电动势和内阻”的实验，实验桌上除开关、电键外还有如下仪器：
A、待测电源一个（电动势约3 V，内阻小于1 Ω）
B、直流电流表（量程0~0.6 A，内阻约0.22 Ω；量程0~3 A，内阻约0.1 Ω）
C、直流电压表（量程0~3 V，内阻为15 kΩ；量程0~15 V，内阻为25 kΩ）
D、滑动变阻器（0~15 Ω，允许最大电流为3 A）
E、滑动变阻器（0~1000 Ω，允许最大电流为0.6 A）

（1）实验时有如图所示的甲、乙两种电路，为了减小测量误差，应选择图______所示电路。
（2）根据选择的电路将下图中实物图连接好。
（3）选择的滑动变阻器是_______（填代号），理由是______________________________________。
（4）若根据测量出的数据，作出U-I图线，如图所示，则电源电动势为______，内阻为______。
（9分）实验室给出下列器材，请你完成一节干电池电动势和内阻的测定。
A．一节待测干电池(内阻大于2 Ω)
B．电流表，量程0.6 A，内阻5 Ω左右
C．电流表，量程1.5 A，内阻0.5 Ω左右
D．电压表，量程2.0 V，内阻5 kΩ左右
E．滑动变阻器，最大阻值为100 Ω
F．滑动变阻器，最大阻值为10 Ω
G．电键一只、导线若干
（1）该实验所需器材                         (填器材前面字母)；
（2）请在虚线框中画出该实验电路图；
（3）下表列出了某组同学测得的实验数据，根据表中数据，作出U－I图线(下图)，并根据图线计算被测电池的电动势为                  V，内阻为                Ω。
（10分）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图．

A．电压表V(15V,10kΩ)
B．电流表G(量程3.0mA，内阻Rg为10Ω)
C．电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)
E．滑动变阻器R2(0～100Ω，1A)
F．定值电阻R3＝990Ω
G．开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电压表是因为________；
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联，实际上是进行了电表的改装，则他改装的电压表对应的量程是________V；
(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号)；
(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如上图所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，干电池的内阻r＝________Ω(保留2位有效数字).
（12分）物理实验小组要测量额定电压为2.5V的小灯泡在额定电压下实际功率和电阻值，备有下列器材：
待测小灯泡：额定电压2.5V，额定电流约为0.3A;
电压表：0－3－15V，0－3V内电阻3kΩ，0-15V内电阻15kΩ;
电流表：0－0.6－3A，0－0.6A内电阻0.13Ω，0－3A内电阻0.025Ω;
电池组：电动势约3V，内电阻不详;
滑动变阻器：40Ω，1A;
电键，导线若干。

（1）请在虚线框中画出合理的实验电路图．

（2）根据本实验的需要，电压表应当选用________________量程，电流表应当选用____________________量程。
（3）根据电路图，用笔画线代替导线，将图中的器件连接成完整实验电路。
（4）当电压表示数为2.50V时，电流表示数如图所示，则这个小灯泡在额定电压下的实际功率为_________________W，灯丝电阻为_______________Ω。
（12分）一种半导体材料电学元件，电路符号为“ ” ，其特点导电性能随电压而变化。某实验兴趣小组对一只元件的伏安特性曲线进行测绘探究。

①同学们为了描绘该半导体材料元件的伏安特性曲线，测量数据如下表，请在下面坐标纸上画出该半导体材料元件的伏安特性曲线．
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电流I/mA
0
0
0.2
1.8
3.9
8.6
14.0
21.8
33.5
50.0
电压U/V
0
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
2.50
 

他们选择以下部分器材进行实验：
A．直流电源（电动势3V，内阻很小）；
B．滑动变阻器（0～20Ω）；            C．滑动变阻器（0～2kΩ）；
D． 电压表（量程3V、内阻约30KΩ）；
E．电流表（量程0.6A、内阻约0.1Ω）；  F．电流表（量程50mA、内阻约1.3Ω）；
G．待测元件；   H．单刀双掷开关一个，单刀单掷开关一个，导线若干等。
②为了提高测量结果的准确度，电流表应选用    。滑动变阻器应选用    。（填序号字母）
③将虚线框中实验电路图补充完整；
④实验时电压从零开始调节，开关S1闭合之前，开关S2应该置于     端（填a或b）；当开始做第  组数据的时候，将开关S2置于另外一端
⑤把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势3V，内阻为1Ω的电源两端，此时电源的输出功率为                ．

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