高中物理电路及其应用实验专题练习.docx
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高中物理电路及其应用实验专题练习
高中物理电路及其应用实验专题练习
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、实验题
1.某同学描绘一种电子元件的
关系图象,采用的实验电路图如题图1所示,V为电压表,
mA为电流表,E为电源(电动势约
),R为滑动变阻器(最大阻值
),
为定值电阻,S为开关。
(1)请用笔画线代替导线,将题图2所示的实物电路连接完整____________。
(2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:
电压
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的
图线____________。
(3)根据作出的
图线可知,该元件是_________(选填“线性”或“非线性”)元件。
(4)在上述测量中,如果用导线代替电路中的定值电阻
,会导致的两个后果是_________。
A.电压和电流的测量误差增大
B.可能因电流过大烧坏待测元件
C.滑动变阻器允许的调节范围变小
D.待测元件两端电压的可调节范围变小
2.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的长度和直径,步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为_____mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为_____mm。
3.
(1)下面左图螺旋测微器读数为__________mm,右图游标卡尺读数为__________mm
(2)某表头满偏电流为1mA、内阻为982Ω.(以下计算结果均取整数)
①为了将表头改装成量程为3V的电压表,需要一个阻值为________Ω的电阻与表头串联;
②为了将表头改装成量程为50mA的电流表,需要一个阻值约为____Ω的电阻与表头并联.
4.小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,将实验数据记录在下表中:
(1)实验室有两种滑动变阻器供选择
A.滑动变阻器(阻值范围0-10Ω、额定电流3A)
B.滑动变阻器(阻值范围0-2000Ω、额定电流1A)
实验中选择的滑动变阻器是________.(填写字母序号)
(2)在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整________.
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至________(选填“左”或“右”)端.
(4)利用表中数据,在图乙中画出小灯泡的U-I图线________.
(5)他们在U-I图象上找到小灯泡工作电压为2.0V时坐标点,计算此状态的电阻值时,小明提出用图象上该点的曲线斜率表示小灯泡的阻值;小华提出该点与坐标原点连线的斜率表示小灯泡的阻值.你认为_______(选填“小华”或“小明”)的方法正确.
5.在“测定金属的电阻率”的实验中,如果提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于1mm,长度约为80cm,阻值约为3Ω。
使用的电压表有3V(内阻约为3kΩ)和15V(内阻约15kΩ)两个量程,电流表有0.6A(内阻约为0.1Ω)和3A(内阻约为0.02Ω)两个量程。
供限流用的滑动变阻器有A:
0~10Ω;B:
0~100Ω;C:
0~1500Ω三种。
可供选择的实验电路有如图甲、乙两种,用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示,则
(1)螺旋测微器的示数是_____mm。
(2)为减小电阻的测量误差,应选用图_____所示的电路。
(3)为了测量便于调节,应选用编号为_____的滑动变阻器。
(4)电压表的量程应选用_____V。
(5)电流表的量程应选用_____A。
6.要测量一个待测电阻Rx(190Ω~210Ω)的阻值,实验室提供了如下器材:
电源E:
电动势3.0V,内阻不计
电流表A1:
量程0~10mA,内阻r1约50Ω
电流表A2:
量程0﹣500μA,内阻r2为1000Ω
电压表V1:
量程0~1V,内阻RV1约为1kΩ
电压表V2:
量程0~10V,内阻RV2约为10kΩ
滑动变阻器R:
最大阻值20Ω,额定电流2A
定值电阻R1=500Ω
定值电阻R2=2000Ω
定值电阻R3=5000Ω
电键S及导线若干
求实验中尽可能准确测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)为了测定待测电阻上的电压,可以将电表___(选填“A1”、“A2”或“V1”、“V2“)串联定值电阻__(选填“R1”、“R2”或“R3”),将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
(2)利用所给器材,在虚线框内画出测量待测电阻Rx阻值的实验原理图(所有的器材必须用题中所给的符号表示)。
(________)
(3)根据以上实验原理图进行实验,若测量电路中一只电流表的读数为6.2mA,另外一只电流表的读数为200.0μA.根据读数并结合题中所给数据求出待测电阻Rx=_____Ω。
7.
(1)用游标卡尺测一工件外径的读数如图
(1)所示,读数为_________mm.
(2)用螺旋测微器测一圆形工件长度的读数如图
(2)所示,读数为______mm.
8.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.请回答下列问题:
(1)使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡,经正确操作后,指针指示如图甲a.为了使多用电表测量的结果更准确,该同学应该选择欧姆挡_____档(选填“×10”“×1k”);若经过正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针指示如图甲b,则待测电阻为_____Ω.
(2)图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图.其中,电流表满偏电流为0.5mA、内阻为10Ω;电池电动势为1.5V、内阻为1Ω;变阻器R0的阻值范围为0〜5000Ω.
①该欧姆表的两只表笔中,_____是黑表笔.(选填“A”或“B”);
②该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的.当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时,欧姆表仍可调零,则调零后R0接入电路的电阻将变_____(填“大”或“小”),若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω,则这个待测电阻的真实阻值为_____Ω.(结果保留三位有效数字)
9.某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值,设计了如图甲所示的电路,其中
为电阻箱,
为金属热电阻,电压表可看做理想电表,电源使用的是稳压学生电源(内阻不计),实验步骤如下:
①按照电路图连接好电路
②记录当前温度t
③将单刀双掷开关S与1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值
④将单刀双掷开关S与2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值
⑤改变温度,重复②~④的步骤
(1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为:
=________,根据测量数据画出其电阻
随温度t变化的关系如图乙所示;
(2)若调节电阻箱阻值,使
,则可判断,当环境温度为_______时,金属热电阻消耗的功率最大.
10.某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率,可供使用的器材有:
被测金属导线ab(电阻约10Ω,允许流过的最大电流0.8A),稳恒电源E(电源输出电压恒为E=12V),电压表V(量程为3V,内阻约为5kΩ),保护电阻:
R1=10Ω,R2=30Ω,R3=200Ω,刻度尺、螺旋测微器,开关S,导线若干等.
实验时的主要步骤如下:
①用刻度尺量出导线ab的长度L,用螺旋测微器测出导线的直径d.
②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好.
③闭合开关S,移动接线触片P,测出aP长度x,读出电压表的示数U.
④描点作出Ux曲线求出金属导线的电阻率ρ.
完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图乙所示,该金属导线的直径d=_________mm.
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻R应选_____
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U给出的Ux图线如图丙所示,其中图线的斜率为k,则金属导线的电阻率ρ=_____________.(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)
参考答案
1.
非线性元件BC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据题意连接电路如图
(2)[2]根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接各点如图
(3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。
(4)[4]AB.
图线上某点与原点连线的斜率为
,根据元件的特性可知,当电压超过一定数值时,电流会急剧增大,所以电阻会急剧减小,若用导线代替
,电流急剧增大,可能会烧坏待测元件,对电流表和电压表的测量误差无影响,A错误,B正确;
CD.根据图像可知待测元件的电压范围小于
,而电源电动势为
,因为待测元件两端电压非常小,如果用导线代替
,会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小,难以调节,C正确,D错误。
故选BC。
2.50.156.700
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺读数为
0.05×3mm=0.15mm
所以最终读数为
50mm+0.15mm=50.15mm
(2)[2]螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm,可动刻度读数为
0.01×20.0mm=0.200mm
所以最终读数为
6.5mm+0.200mm=6.700mm
3.0.90014.50201820
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器读数为0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm;
[2]游标卡尺读数为1.4cm+0.05mm×10=14.50mm;
(2)[3]为了将表头改装成量程为3V的电压表,需要串联电阻的阻值为
[4]为了将表头改装成量程为50mA的电流表,需要并联电阻的阻值为
4.A
左
小华
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由于灯泡的电阻大约在几欧左右,为了便于测量,滑动变阻器选择阻值范围0-10Ω,故选A
(2)由于灯泡的电压和电流从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法;电流表采用外接法.实物连线图如图所示.
(3)为了保护测量电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最左端.
(4)小灯泡的
图线如图所示.
(5)根据欧姆定律知,
,电阻的大小为该点与坐标原点连线的斜率,故小华正确.
5.0.805(0.804~0.806均可)乙A30.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的读数为
d=0.5+30.5×0.01=0.805mm
(2)[2]由于待测电阻满足
电流表应用外接法,所以应选用乙图所示的电路;
(3)[3]由于待测电阻阻值为3Ω,所以变阻器采用限流式接法时,应选择与待测电阻接近的最大阻值为10Ω变阻器,故选A。
(4)[4]由于一节电池的电动势为1.5V,所以电压表应选择3V的量程;
(5)[5]根据闭合电路欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为
所以电流表应选择0.6A的量程。
6.A2R3
200.0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].将小量程的电流表改装成电压表,电流表需要知道两个参数:
量程和内阻,故电流表选A2。
[2].根据串联电路特点和欧姆定律得:
串联电阻阻值为:
R=
=
﹣1000Ω=5000Ω
故选定值电阻R3;
(2)[3].由①知电压表的内阻
RV=R2+r2=1000+5000=6000Ω
由于
≈3.8~4.2,
≈31.6~28.6,则
故电流表应用用外接法;又滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示
(3)[4].根据串并联电路特点和欧姆定律得:
=
=200.0Ω
7.10.504.600
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为:
1cm=10mm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为0.05×10mm=0.50mm,所以最终读数为:
10mm+0.50mm=10.50mm;
(2)[2]螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,可动刻度为0.01×10.0mm=0.100mm,所以最终读数为4.600mm.
8.×1k30000
B调小387
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡,经正确操作后,指针指示如图甲a.显然是批针偏转过小,示数太大,为了减小示数,则必增大倍率,即要欧姆档的倍率调到×1k;
[2]若经过正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针指示如图甲b,则待测电阻为
(2)[3]由于欧姆表与其他档位的表是共用表头的,所以欧姆表的内接电源的+接线柱必从表头的+相接,电流要求从+接线柱(即红接线柱)流进,所以A是红接线柱,B是黑接线柱;
[4]欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的.则此时调零电阻连入电路的电阻
当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时,欧姆表仍可调零,此时要使电流表仍满偏,则
所以
要调小;
[5]若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω,则有:
此时正常电阻400Ω在正常原电动势中的电流
若把此电阻接入旧的欧姆表中时电流I对应的阻值
9.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)将单刀双掷开关S与1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值
,此时电路的电流为
由闭合电路欧姆定律有
将单刀双掷开关S与2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值
,此时电路中的电流为
由闭合电路欧姆定律有
解得
(2)由图乙可得金属热电阻R随温度
变化的关系式为:
,若调节电阻箱阻值,使
,则金属热电阻消耗的功率为
故当
时,金属热电阻消耗的功率P最大,此时有
.
【名师点睛】
本题考查了电阻的测量以及功率,解题关键是明确实验原理,再利用闭合电路欧姆定律列式,求出该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式,根据功率的计算公式,推导出R取何值时,金属热电阻消耗的功率最大.
10.0.870R2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器读数为
;
(2)由图中可知,加在ab上的电压最大为3V,故电路中最大电流约为
故总电阻最小为
故保护电阻应该选择R2;
(3)电压表示数为
故
图像的斜率为
又
解得
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- 关 键 词:
- 高中物理 电路 及其 应用 实验 专题 练习