15. (10分)某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r.除待测干电池外,实验室可供选择的主要器材有:

A.电流表G:测量范围0~10 mA,内电阻未知;

B.电流表A:测量范围0~0.5 A,内电阻很小;

C.电阻箱R0:电阻变化范围0~999.9 Ω,最小精度0.1 Ω;

D.滑动变阻器R:电阻变化范围0~20 Ω;

E.开关一个、导线若干.

(1)实验中,首先需将电流表G改装成电压表.该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻,其主要实验步骤如下,请完成步骤中的填空:

图1

①将R0调到某一设定值,滑动变阻器R的滑动触头移到________(选填“左端”、“右端”或“任意”)位置,然后闭合开关;

②多次改变R0的大小,反复调节滑动变阻器的滑动触头位置,发现当R0=5.0 Ω时,电流表G的示数为10.0 mA,电流表A的示数为0.210 A,则电流表G的内电阻为________Ω;

③拆开电路,采用电阻箱R0与电流表G串联的方式,将电流表G改装成量程为2 V的电压表V,则R0的值应调为________Ω.

(2)用改装成的电压表V和电流表A,采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻.根据电压表V的示数U与电流表A的示数I,经描点、连线得到U-I图象如图3所示.根据图象可求得该干电池的电动势E=________V;内电阻r=________Ω.(保留三位有效数字)

解析:(1) ①根据安全的原则,闭合开关前,应将滑动触头滑到左端,以保证测量电路部分的电压和电流最小,电表不会因电压和电流过大而被烧坏;②依题意知,通过R0的电流为IR0=IA-Ig=0.200 A,有UR0=IR0R0=1.0 V,则Rg== Ω=100 Ω;③改装后的电压表总内阻RV==200 Ω,则R0=RV-Rg=200 Ω-100 Ω=100 Ω.(2)根据实验原理,电源的伏安特性图线的纵截距为电源的电动势,可从图中读出为1.46 V(或1.47 V),电源内电阻为图线斜率的绝对值,即r=||= Ω=0.920 Ω.

答案:(1)①左端;②100;③100

(2)1.46(1.47);0.920(0.940)

14. (10分)2010年暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为25 Ω)的实验方案,可提供的器材有:

A.电流表G,内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA

B.电流表A,内阻约为0.2 Ω,量程为0~0.6 A

C.螺旋测微器

D.电阻箱R0(0~9999 Ω,0.5 A)

E.滑动变阻器R(5 Ω,1 A)

F.干电池组(3 V,0.05 Ω)

G.一个开关和导线若干

他进行了以下操作:

(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其示数部分如图甲所示,则该次测量测得直径d=________mm;

甲

(2)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3 V,则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω;

(3)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图乙中电路图补画完整;

乙

(4)实验数据的测量与电阻率的计算:如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式ρ=________.

解析:(1)固定部分的读数0,可动部分的读数为26.7×0.01 mm=0.267 mm,所以读数为0.267 mm.

(2)由电压表改装原理知R0=-Rg=880 Ω.

(3)由于电流表内阻较小,所以用内接法,为了测量方便,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示(见答案).

(4)由电路接法知=I2,R=,联立得ρ=.

答案:(1)0.267(0.265~0.268)

(2)880

(3)如图所示

(4)

11. 电路图如图所示,电流表和电压表均为理想电表,R1为光敏电阻,当R2的滑动触头P在中间时闭合开关S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,以下说法正确的是( )

A.保持光照强度不变,将R2的滑动触头P向b端滑动,则R3消耗的功率变大

B.保持滑动触头P不动,让光敏电阻周围光线变暗,则电容器极板间场强增大

C.滑动触头向a端滑动,用更强的光照射R1,电压表示数变小

D.保持滑动触头不动,用更强的光照射R1,则U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值变小

解析:根据电路图可知,电阻R3和R1串联后组成电源的外电路,电压表测量路端电压,电流表测量干路电流,而平行板电容器两极板间的电压等于R1两端电压,考虑到是直流电源,所以当电路稳定时,电容器可以看做是断开的,滑动变阻器的滑片左右移动也不能改变电路中的电流或电压;光照强度不变,R1的阻值不变,干路电流也就不变,所以R3消耗的功率不变,A项错误;当光照减弱时,R1的阻值增大,R1两端电压也增大,电容器两板间电压增大,因为两板间距不变,所以板间场强增大,B项正确;增强光照,R1的阻值变小,干路电流变大,路端电压变小,所以电压表示数变小,C项正确;U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值等于电源内阻r和R3的阻值之和是定值,D项错误.

答案:BC

 0  119955  119963  119969  119973  119979  119981  119985  119991  119993  119999  120005  120009  120011  120015  120021  120023  120029  120033  120035  120039  120041  120045  120047  120049  120050  120051  120053  120054  120055  120057  120059  120063  120065  120069  120071  120075  120081  120083  120089  120093  120095  120099  120105  120111  120113  120119  120123  120125  120131  120135  120141  120149  447090 

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