安安法伏伏法.docx
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安安法伏伏法
安安法-伏伏法
三、实验题(AA法/VV法)
1.有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流.
A.被测电流表Ai:
满偏电流约700〜800,内阻约100莒刻度均匀、总格数为N;
B•电流表A2:
量程0.6A,内阻0.1Q
C.电压表V:
量程3V,内阻3k篇
D•滑动变阻器Ri:
最大阻值200鸽
E.滑动变阻器艮:
最大阻值1kQ;
F.电源E:
电动势3V、内阻1.5;
G.开关一个.
(1)选用的器材应为.(填A-G字母代号)
(2)在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号.
(3)测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表
A1的指针偏转了n格,可算出满偏电流ig=,式中除
N、n夕卜,其他字母符号代表的物理量是.
【答案】
(1)ACDFG
(2)如图所示(3),U为电压表读
数,Rv为电压表内阻
—®-I
Mi~—I
FG
【解析】
(1)电压表量程为3V,内阻3kQ,满偏电流为Ig=A=1mA=1000iiA,与待测电流表类似,可以当作电流
表使用,与待测电流表串联即可;由于滑动变阻器用分压电路,故选D,故应选用的器材为:
ACDFG.
(2)题目中的电流表量程0.6A,偏大,不需要;采用滑动变阻器分压式接法,
电压可以连续调节•电路图如图所示:
Ch
fG
⑶待
测电流表总格数为N,电流等于电压表电流,为.;
电流表
与电压表串联,通过他们的电流相等,指针偏转格数之比:
八…*,故—一筝,U为电压表读数,f为电压表内阻.
2.现有一只量程3mA、内阻约为100Q的灵敏电流表(表头)・为了较准确地测量它的内阻,采用了如图甲所示的实验电路,实验室提供的器材除电源(电动势为2V,内阻不计)、电阻箱(最大阻值为999.9Q、开关和若干导线外,还有多个滑动变阻器和定值电阻可供选择(如表).
A•滑动变阻器Ri(0〜5短1A)
D.定值电阻Roi(阻值为2000
B•滑动变阻器R2(0〜20000.5A)
E.定值电阻R02(阻值为250
C.滑动变阻器Rs(0〜仃5000.1A)
F•定值电阻R03(阻值为50
(1、按照实验电路,用笔画线代替导线,在如图乙所示的方
0
¥
框中完成实物图连接(部分导线已画出)
(2)连接好电路之后,实验小组进行了以下操作:
第一,先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零;
第二,闭合开关S,将滑片缓慢左移,使灵敏电流表满偏;第三,保持滑片不动(可认为a、b间电压不变),调节电阻
箱R的阻值使灵敏电流表的示数恰好为满刻度的.
若此时电阻箱的示数如图丙所示,则灵敏电流表内阻的测量值Rg为Q.
(3)为较好地完成实验,尽量减小实验误差,实验中应选择的滑动变阻器和定值电阻分别为—和—(填表格中器材前的字母).
(4)要临时把该灵敏电流表改装成3.0V量程的电压表使用,则应将其与电阻箱_(填串联”或并联”,并把电阻箱的电阻值调为—Q.
(2)102.5(3)FA(4)串联897.5
【解析】
(1)根据原理图可得出对应的实物图;如图所示;
(2)由电阻箱的读数方法可得:
R=1X100+2X1+5X0.1Q=102.5
Q
(3)定值电阻起保护作用,防止电源短路,则由欧姆定律可知定值电阻选F即可;滑动变阻器采用分压接法,故滑动变阻器选择A;
(4)要使电流表改装成3.0V的电压表,应串联一个电阻;由欧姆定律可知:
Ig(Rg+R)=3.0V;
解得:
R=897.5Q
3.某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图1所示.已知G1的量程略大于G2的量程,图中Ri为滑动变阻器,R2为电阻箱•该同学顺利完成了这个实验.
(1)实验步骤如下;
A•分别将Ri和R2的阻值调至最大
B.合上开关Si
C.调节Ri使G2的指针偏转到满刻度,此时Gi的示数Ii如图2甲所示,则h=[iA
D・合上开关S2
E.反复调节Ri和R2的阻值,使G2的指针偏转到满刻度的一半,Gi的示数仍为Ii,此时电阻箱R2的示数r如图2乙所示,则r=Q
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的
测量值与真实值相比(选填偏大”偏小”或相等”;
(3)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出需在G2上并联的分流电阻Rs的表达式,Rs=.(用I、Ii、r表示)
【答案】(i)25.0508
(2)相等(3)盏
【解析】(i)C.微安表最小分度为ipA故指针示数为:
25.0liA;
E.由电阻箱示数可知,电阻箱的读数为:
(5Xi00+0+8XI)
Q=508騎本实验采用半偏法,故电阻箱的读数为表头内阻,故内阻为508Q
(2)由原理可知,表头与电阻并联,则当电流达到半偏时,两并联电阻相等.
(3)扩大量程要并联电阻分流,并联的电阻为:
壯怎二好.
4.现用伏安法研究某电子器件Ri的(6V,2.5W)伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些),备有下列器材:
A、直流电源(6V,内阻不计);
B、电流表G(满偏电流3mA,内阻Rg=100;
C、电流表A(0〜0.6A,内阻未知);
D、滑动变阻器(0〜20010A);
E、滑动变阻器(0〜20001A);
F、定值电阻R。
(阻值19900;
G、开关与导线若干;
(1)根据题目提供的实验器材,请你设计出测量电子器件
Ri伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“―”表示).
(2)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑动
变阻器应选用.(填写器材序号)
(3)将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图(甲)
所示的电路中,它们的伏安特性曲线分别如图(乙)中Ob、Oa所示•电源的电动势E=6.0V,内阻忽略不计•调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电阻R1和R2阻值的和为0,R3接入电路的阻值为0.
【答案】
(1)见解析图
(2)D(3)204
【解析】
(1)本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压
接法,因该电子元件内阻较小,故应选用电流表外接法,题目中没有给出电压表,因此需要用已知内阻电流表进行改装,具体实验原理图如下所示:
(2)由于滑动变阻器采用分压接法,因此,在保证安全的前提下,选择总阻值小的,因此滑动变阻器应选用D.
(3)Ri和R2串联使用,因此它们的电流相等,由乙图可知Ri和R2的相等电流为:
l=0.25A,此时Ri和R2的电压均为:
U=2.5V,因此它们的电阻之和为:
和;
此时Rs两端的电压为:
Ui=6.0V-2.5V-2.5V=1.0V,此时接入电路中的电阻为:
5.某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下:
A•电流表G(满偏电流10mA,内阻10Q
B.电流表A(0〜0.6A〜3A,内阻未知
C•滑动变阻器R0(0〜100短1A)
D.定值电阻R(阻值990Q
E.多用电表F.开关与导线若干
(1)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线.
(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据
绘出的11-|2图线(|1为电流表G的示数,|2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E=V,内阻
r=Q(保留2位有效数字).
C
【答案】
(1)实物图如图
(2)7.65.0
【解析】解:
(1)在实物图的连接中,应注意导线在接在接线柱上,电表要保证红进黑出;实物连接如答图所示;
(2)由电路图可知,电流表G与定值电阻串联充当电压表则由闭合电路欧姆定律可得:
1000b=E-I2r;
IE
li=】ooo-r;
7.6
由数学知识可知,将图线延长,图象与纵坐标的交点为:
mA,故电源的电动势为:
—3
=5X10;
「—3一-
E=1000X7.6X0「3V=7.6V;
图象的斜率为:
kJ;];:
故内电阻为:
r=1000X5X10匕=5.0;
6■在实验室中测量电源的电动势和内电阻,可以提供的器材有:
(a)待测电池:
电动势E、内电阻r
(b)电流表Ai:
量程0.6A,内阻ri=0.5Q
(c)电流表A2:
量程1mA,内阻门=200Q
(d)
电阻箱R2:
9999Q
滑动变阻器R仁阻值0〜20Q额定电流2.5A
(e)
以及开关、导线、坐标纸等.
为了测量待测电池的电动势和内电阻,请解答以下问题:
(1)由于没有电压表,需将电流表A和电阻箱R2改装成量程为2V的电压表,R2的电阻值应为Q.
(2)根据下图中设计的测量该电池电动势和内电阻的电路图,利用笔画线代替导线,将实物图连接好.
£
(3)根据实验所测数据画出I2—li图象如图所示,由此图象可求得该电源电动势E=,内阻r=.
in
0.7
1).6
().5QA.
【答案】
(1)
(2)
(3)
\SV3.2Q
【解析】
(1)根据串联电路规律可知,串联电阻阻值
(2)根据电路图可得出对应的实物图,如图所示:
(3)由图乙所示图象可知,图象纵轴截距是动势:
路端电压,当纵轴表示路端电压时,图象斜率的绝对
值等于电源内阻,则电源内阻
电源电
竺=型出=竺込竺型„.2“0比L
045
7.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A•待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Q)B•电流表Ai(量程0-3mA,内阻Rgi=10◎
C•电流表A2(量程0-0.6A,内阻Rg2=0.1Q)D.滑动变阻器Ri(0-20Q10A)
E・滑动变阻器R2(0-2000,lA)
F•定值电阻R。
G•开关和导线若干
-Qd
竹「•一一©cp―・
irE(|.Mil
J电流
(1)某同学发现上述器材中没有电压表,但给出了两个表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是图所示的电路;在该电路中,为了操
作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选(填写器
材前的字母代号).
10
(2)图乙为该同学根据
(1)中选出的合理的实验电路,禾I」
用测出的数据绘出的Ii-12图线(Ii为电流表Ai的示数,I2为电流表A2的示数,且|2的数值远大于Ii的数值),但坐标纸不够大,他只画了一部分图线,则由图线可得被测电池的电动势E=V,内阻r=Q.
(3)若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小,则图线的
纵坐标应该为
A・Ii(Ro+Rgi)B.liTRoC・I2(Ro+Rg2)D.li?
Rgi.
【答案】(i)bD
(2)i.480.84(3)A
【解析】(i)上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,电路中电流最大为:
Im占A=i.5A;故电流表至少应选择0〜0.6A量程;
故应将3mA故应将电流表G串联一个电阻,改装成较大量程的电压表使用•电表流A由于内阻较小;故应采用相对电源来说的外接法;故a、b两个参考实验电路,其中合理的是b;因为电源的内阻较小,所以应该采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.滑动变阻器应选D
(Ri),
(2)由图乙所示图象可知,图象纵轴截距是Ii=i.49mA,电源电动势:
―3
E=Ii(Rai+Ro)=i.49M0AX(i0Q+990)=i.49V;
路端电压U=Ii(Rai+Ro),当纵轴表示路端电压时,
图象斜率的绝对值等于电源内阻,
则电源内阻「=外计=^^Xi0-3Q"0.85Q;
(3)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小,则图线的纵坐标应该为路段电压,
而U=Ii(Ro+Rgi),即图线的纵坐标应该为Ii(Ro+Rgi),故选:
ii
A
8.某实验小组用如图1所示实验电路测三节干电池组成的电
池组的电动势和内阻,定值电阻30.
(1)滑动变阻器的滑片应移动到最左端,闭合电键后,在连
续调节滑动变阻器滑片的过程中,电压表V2的示数—(填
增大”减小”或不变”.
(2)根据实验测得的两个电压表的多组示数,作出Ui一U2图象,如图2所示,由此得到电池组的电动势E=—,内阻
(3)本实验引起系统误差的主要原因有—・
【答案】
(1)增大
(2)4.5V30(3)电压表的分流作用
【解析】
(1)移动滑片过程,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知,电路电流增大,定值电阻两端电压增大,电压表V2的示数增大.
(2)由图示电路图可知,电源电动势:
E=U1+lr=J+r,整理得:
U1=E-U2,
则:
U1-U2图象图象的截距:
b=E=4.5V,图象斜率:
k=「^=1,解得:
r=kRo=3.O0.
(3)由于电压表的分流作用,流过电源的电流大于卷,这是造成实验误差的原因.
9.两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻
Ro,电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头
12
P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表和A和电压表Vi的测量数据,另一同学记录的是电流表和A和电压表V2
的测量数据•并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U-I直线,回答下列问题:
⑥*
lk—a£■r5|
Vi和电流表A的数据V2和电流表A的数据Vi和电流表A的数据
V2和电流表A的数据
(1)根据甲、乙两同学描绘的直线,可知
A•甲同学是根据电压表
B•甲同学是根据电压表
C•乙同学是根据电压表
Q,电
D.乙同学是根据电压表
(2)根据图(b),可求出可以求出定值电阻Ro=
源电动势E=V,内电阻
r=Q.(保留2位有效数字)
【答案】
(1)AD
(2)2.01.501.0
【解析】
(1)从电路连接可以看出,电流表A的读数增大时,电压表V1的读数减小,电压表V2的读数增大.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的,故B错误,A正确;乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的,故C错误,D正确.
Q发R°.他设计了如图甲所示的电
(2)从图象可以得出定值电阻Ro的阻值为:
Ro=:
=2.OQ从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50V,电源的电动势为1.50V,图象斜率的绝对值为:
k==1.0,即电源的内阻为r=1.0
10.某同学到实验室做测定电源电动势和内阻”的实验时,现实验桌上还有一个定值电阻
13
路来测量电源电动势E、内阻r和R的阻值•实验时用Ui、
U2、I分别表示电表Vi、V2、A的读数,并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,刻录了Ui、U2、I的一系列值.
(1)他在同一坐标纸上分别作出Ui-1、U2-1图线,如图乙所
示,则Ui-1图线是图中填A或B)・
⑵定值电阻Ro的计算表达式是:
Ro=(用测得的Ui、
U2、I表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得Ro值(填大于”等于”或小于”实际值.
(3)若实验中没有电压表Vi,你能测出的量是(填电
动势E”内阻广或Ro”,下同).
(4)
大于(3)E、r(4)E
若实验中没有电压表V2,你能测出的量是
【答案】⑴B
(2)亠
【解析】(i)根据闭合电路欧姆定律U=E—Ir,可知斜率的绝
对值表示内阻;
Ui—I是把Ro等效成了内阻,所以画出的Ui—I图象斜率会比较大,所以应选B;
(2)根据部分电路欧姆定律:
Ro=乡=十戶,因为电压表的分流作用,使得电流表所测电流偏小,所以测得电阻偏大;⑶没有电压表Vi,V2的读数直接就是路端电压,同样根据闭合电路欧姆定律U=E—Ir,改变滑动变阻器阻值,根据U2—I,斜率的绝对值表示r;纵截距表示电动势E;
(4)没有电压表V2,可以把Ro等效成内阻,根据Vi的读数及闭合电路欧姆定律U=E—I(Ro+r)
斜率的绝对值表示R°+r;纵截距表示电动势E
ii.为了测定一节旧干电池的电动势和内阻(内阻偏大),配备
的器材有:
i4
A.
B・
C.
D.
电流表A(量程为0.6A)
电压表V(量程为1V,内阻为1.2kQ)滑动变阻器Ri(0〜10Q1A)
电阻箱R2(0〜9999.9Q)
某实验小组设计了如图所示的电路.
£©-
1实验中将量程为1V电压表量程扩大为2V,电阻箱R2的
取值应为kQ.
2
Ia,作出Uv—Ia的图象如图所示.由E=V,内阻r=Q.
利用上述实验电路进行实验,测出多组改装后的电压表读数Uv与对应的电流表读数图象可知,电源的电动势
1.6
2.75
【解析】
12.如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图•图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1和A1内阻之和为10000Q(比r和滑动变阻器的总电阻大得多),A2为理想电流表.
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c
(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线.
15
(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至
(选填a端”中央”或b端”)
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表Al和A2的示数Il和12.多次改变滑动端c的位置,
得到的数据为
itmA
<}.120
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10D900
在如图所示的坐标纸上以Il为纵坐标、12为横坐标画出所对应
的11—I2曲线.
⑷利用所得曲线求得电源的电动势E=Q保留两位小数)
(5)该电路中电源输出的短路电流Im=_
V,内阻r=
A.
【答案】
(1)
中匚|斗”
.rs.11:
fa
r/mA
0.1511
(2)b端(3)
01311
IK旧勺:
二
一
■a-a-r■iM*4f,,fHRHl
(4)1.50.60(5)2.5
【解析】
(1)由电路图连线如图
16
(2)闭合开关S前,为保护电路,应使连入电路的滑动变阻器阻值最大,故滑动端c置于b端.
⑶连线如图
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⑷电路中Ai与Ri串联等效于电压表,纵轴截距为0.149mA,
QA
对应电压值U=0.149X0_X10V~1.5V,故电动势E=1.49V,内阻r=閔~0.60Q.
(5)短路电流Im=乡=揺A~2.5A.
13.某同学利用如图(a)所示电路,测量一个量程为0—3阻约3kQ的电压表V1的内阻rx,所用的实验器材有:
电压表V1;电压表V2(量程0—10V,内阻约10kQ)变阻器R1(0—500Q;定值电阻R=5.0kQ电源E(电V,内阻较小);开关一个、导线若干.
V,内
待测
滑动
动势8
|.»抽KU
|c)
回答下列问题:
17
⑴根据图(a)所示的电路,在图(b)中用笔画线代替导线将实物图的电路连接完整;
(2)闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最__端(填左”或右”)多次调节滑动变阻器,记下电压表Vi的示数
Ul和电压表V2的示数U2;
(3)该同学以U2为纵坐标,Ui为横坐标建立坐标系,根据测得数据描点作图如图(c)所示•由电路图可知U2与Ui的关系式为U2=用题中所给物理量符号表示),结
合图线(c)和已知数据可求得待测电压表内阻RX=
kQ;(结果保留两位有效数字)
⑷该同学还想利用图(a)电路,测量一量程为0—1V、内阻约
2kQ的电压表内阻,为保证实验中的测量数据变化范围尽量大,只需更换一个定值电阻即可,若有四个阻值分别为2.0
kQ,8.0k,14.0kQ20.0k的定值电阻可供选择,他应选用阻值为kQ的定值电阻.
【答案】⑴
(2)左(3)(1+-)Ui3.2(4)14.0
【解析】
(1)根据电路图连接实物图,如图所示
⑵闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最左端,使通过待测电压表和R的电流和两端的电压为零,保护电路.
(3)电压表V2测量电压表V1和R的总电压,根据欧姆定律得:
=—
18解得:
U2=(1+去)Ul
则U2—U图象的斜率表示1+兀,根据图象可知,1+兀=预解得:
rx~3.2kQ
(4)测量量程为0—1V、内阻约2kQ的电压表内阻,则此电压表的最大电压为1V,最大电流为11=欝,
定值电阻与电压表串联,电源电压为8V,所以定值电阻两
端最大电压为7V,最大电流为h,则电阻R=-=14.0kQ.
14.某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻,他设计了一个用标准电流表来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示,已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱•该同学顺利完成了这个实验.
__@——.
【答案】⑴BEFADC
(2)相等(3)备
【解析】
(1)先把各电阻调到最大值,再把标准电流表单独较准与电表串联得到最大电流值,再用半偏法测其内阻,由此得顺序为BEFADC.
⑵电流达到半偏时,两并联电阻相等.
⑶扩大量程要并联电阻分流,并联的电阻为:
RS=…・
15.实际
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