届高三物理大一轮复习课时提升练 8文档格式.docx
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R=
=
【答案】
(1)⑥
(2)
2.欲测量一个电流表的内阻,根据以下要求来选择器材并设计电路:
a.无论怎样调节变阻器,电流表都不会超量程;
b.有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
现备有如下器材:
A.待测电流表A1(量程3mA,内阻约为50Ω)
B.电压表V(量程3V,内阻未知)
C.电流表A2(量程15mA,内阻为10Ω)
D.保护电阻R=120Ω
E.直流电源E(电动势2V,内阻忽略不计)
F.滑动变阻器(总阻值10Ω,额定电流0.5A)
G.开关一个,导线若干
(1)在以上提供的器材中,除A、E、F、G以外,还应选择________、________(填字母代号).
(2)请画出符合要求的实验电路图.
【解析】 根据题中给出的备用器材,选择内阻已知的电流表A2作为电压表,选择保护电阻R与并联的两个电流表串联.由于电流表两端电压最大只有0.15V,滑动变阻器最大电阻只有10Ω,所以选择分压电路,电路图如图所示.
【答案】
(1)C D
(2)见解析
3.如图7313甲所示的电路中,A、V均为理想电表,R0为阻值未知的定值电阻.改变滑动变阻器R的阻值,将得到的A、V示数绘制成UI图线如图7313乙.图象中U轴的初始坐标为U0,I轴的初始坐标为零;
图线与U轴的交点为U1,与I轴的交点为I1.实验中电流表的最大示数为Im.回答下列问题:
甲 乙
图7313
(1)电源的电动势E=__________,内阻r=__________.
(2)当滑动变阻器的阻值R=__________,定值电阻R0消耗的功率最大,最大值为__________.
(3)定值电阻的阻值为R0=__________.
【解析】 结合电路图和闭合电路欧姆定律,U=E-Ir,在UI图象中,图线与U轴的交点即为电动势;
图线斜率的绝对值即为电源内阻的大小.定值电阻R0消耗的功率P=I2R0,当R=0时,I最大,P最大为ImU1-I
.根据闭合电路欧姆定律E=Im(r+R0),整理得R0=
-
.
【答案】
(1)U1
(2)0 ImU1-I
(3)
4.当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而变化.某同学为研究这一现象,按照自己设计的实验电路图测量小灯泡的电流I和电压U,得到如下表所示的数据.
I(A)
0.12
0.22
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U(V)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
(1)请你根据上表数据的特点,在虚线框中画出实验电路图.可用的器材有:
电压表、电流表、滑动变阻器(0~10Ω)、电源、小灯泡、开关和导线若干.
(2)在图7314所示坐标纸上画出小灯泡的UⅠ曲线,并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系:
_______________
(3)如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电源两端,利用上面的UⅠ曲线可求出小灯泡的实际功率是________________W,电源效率为________.(结果保留2位有效数字)
图7314
【解析】 电压取值范围大,应采用分压式接法,灯丝电阻较小,采用电流表外接法.由图象得灯丝电阻随发光亮度的增加而增大.在UⅠ图象中作电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的伏安特性图线,两图线交点为(0.35A,0.8V),故P=UI=0.8×
0.35W=0.28W,η=
×
100%=53%.
【答案】
(1)如图甲所示
(2)如图乙所示 灯丝电阻随发光亮度的增加而增大
(3)0.28 53%
甲 乙
5.某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值.可选用的器材的代号和规格如下:
图7315
电流表A1(量程250mA,内阻r1=5Ω)
电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω)
待测电阻Rx(阻值约为100Ω)
滑动变阻器R(最大阻值10Ω)
蓄电池E(电动势为6V,内阻r约为1Ω)
单刀单掷开关S,导线若干
(1)小组同学根据实验器材所设计的实验电路原理图如图7315甲所示,但两只电流表的代号没有明确.请用笔画线代替导线,将图乙中的实验器材按电路原理图连成实验电路,并在电流表下方的虚线框内标明两只电流表的代号.
(2)他们需要直接测量的物理量是________,用所测物理量表示待测电阻的计算式为Rx=________.
【解析】
(1)题中没给电压表,而是给了两只电流表,可将已知阻值的电流表A1作为电压表使用,因此与Rx并联的电流表为A1,右侧的电流表为A2,实验器材连线如图所示.
(2)实验中读出电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2,则电阻Rx两端的电压为U=I1r1,电流为I=I2-I1,所以Rx=
【答案】
(1)见解析图
(2)电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2
6.某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10V、额定功率在12W~15W之间),测量电路的部分导线已经接好(如图7316所示),实验室有下列器材可供选用:
图7316
直流电源:
E1(电动势为3V,内阻很小)
E2(电动势为15V,内阻很小)
直流电流表:
A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
直流电压表:
V(量程为3V、内阻为3kΩ)
滑动变阻器:
R1(阻值范围0~20Ω)
R2(阻值范围0~200Ω)
定值电阻:
R3=3kΩ、R4=9kΩ、R5=25kΩ
开关一个,导线若干
为使测量尽可能准确、方便,请回答:
(1)电源应该选择________(填“E1”或“E2”);
(2)电流表应该选择________(填“A1”或“A2”);
(3)滑动变阻器应该选择________(填“R1”或“R2”);
(4)由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装.请选择合适的定值电阻,在图7316中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分.
【解析】 由于额定电压为10V,所以直流电源选择电动势为15V的E2.其额定电流为1.2A~1.5A,所以直流电流表选择A2.根据已有的电路结合使实验结果更为精确的要求,采用限流电路,所以利用滑动变阻器R1作为限流电阻.若要将电压表改装为量程更大的电压表,需要与其串联一个定值电阻,根据串联电路特点知,若串联R3,则量程为6V,若串联R4,则量程为12V,若串联R5,则量程为28V,因此串联R4比较合适.
【答案】
(1)E2
(2)A2 (3)R1 (4)如图所示
7.(2014·
江西重点中学联盟第二次联考)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7317所示的原理图.
图7317
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图7318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).
图7318
序号
1
2
3
4
5
6
电流表G
(I1/mA)
1.37
1.35
1.26
1.24
1.18
1.11
【解析】
(1)测量一节干电池的电动势大约在1.5V左右,而电压表的量程却达到0到15V,读数不到刻度盘十分之一,无法准确读数.
(2)电流表G与定值电阻R3串联,串联后的最大电压Um=Im(R3+Rg)=3V,所以改装的电压表量程是0~3V.
(3)由于电源电压只有1.5V左右,若选用滑动变阻器R2(0~100Ω,1A),电流最小只会有
=0.015A远小于电流表量程,读数不准确,所以选择较小的滑动变阻器R1(0~20Ω,10A).
(4)改装后电压表示数U=I1(R3+Rg),根据路端电压和电流的关系有1000I1=E-I2r,图象纵轴截距即为电动势,所以电动势E=1.47V,斜率即内阻r=0.82Ω.
【答案】
(1)量程太大
(2)0~3V (3)D (4)1.47 0.82
8.某同学用如图7319甲所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源),实验器材的规格如下:
电流表A1:
200μA,300Ω
电流表A2:
30mA,5Ω
定值电阻R0:
9700Ω
滑动变阻器R:
0~50Ω
图7319
①闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置,读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动触头的位置,得到的数据为
I1(μA)
120
125
130
135
140
145
I2/(mA)
20.0
16.7
13.2
10.0
6.7
3.3
在图7319乙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标,画出所对应的I1I2曲线;
②利用所得曲线求得欧姆表内电源的电动势E=__________V,欧姆表内阻r=__________Ω;
③将该欧姆表两个表笔短接,欧姆表的电流为I=______A.
【解析】 把R1和A1整体等效为一个电压表,测量路端电压.根据闭合电路欧姆定律,I1(R1+R0)=E-(I1+I2)r,即I1=
I2,结合图象可以求得E=1.50V.r=15.0Ω.短路电流为0.1A.
【答案】 ①如图;
②1.50(1.48~1.51);
15.0(14.0~
16.0);
③0.1(0.09~0.11)
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