安安法 伏伏法.docx
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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A1:
满偏电流约700~800
,内阻约100Ω,刻度均匀、总格数为N;
B.电流表A2:
量程0.6A,内阻0.1Ω;
C.电压表V:
量程3V,内阻3kΩ;
D.滑动变阻器R1:
最大阻值200Ω;
E.滑动变阻器R2:
最大阻值1kΩ;
F.电源E:
电动势3V、内阻1.5Ω;
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外,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
【解析】
(1)电压表量程为3V,内阻3kΩ,满偏电流为Ig=
A=1mA=1000μA,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:
(3)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:
,故
,U为电压表读数,
为电压表内阻.
2.现有一只量程3mA、内阻约为100Ω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999.9Ω)、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R1(0~5Ω,1A)
D.定值电阻R01(阻值为200Ω)
B.滑动变阻器R2(0~200Ω,0.5A)
E.定值电阻R02(阻值为25Ω)
C.滑动变阻器R3(0~1750Ω,0.1A)
F.定值电阻R03(阻值为5Ω)
(1)按照实验电路,用笔画线代替导线,在如图乙所示的方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 Ω.
(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 Ω.
【答案】
(1)如图所示
(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=1×100+2×1+5×0.1Ω=102.5Ω
(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=897.5Ω;
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R1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R1和R2的阻值调至最大
B.合上开关S1
C.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数I1如图2甲所示,则I1= μA
D.合上开关S2
E.反复调节R1和R2的阻值,使G2的指针偏转到满刻度的一半,G1的示数仍为I1,此时电阻箱R2的示数r如图2乙所示,则r= Ω
(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、I1、r表示)
【答案】
(1)25.0508
(2)相等(3)
【解析】
(1)C.微安表最小分度为1μA,故指针示数为:
25.0μA;
E.由电阻箱示数可知,电阻箱的读数为:
(5×100+0+8×1)Ω=508Ω;本实验采用半偏法,故电阻箱的读数为表头内阻,故内阻为508Ω
(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:
=
.
4.现用伏安法研究某电子器件R1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=10Ω);
C、电流表A(0~0.6A,内阻未知);
D、滑动变阻器(0~20Ω,10A);
E、滑动变阻器(0~200Ω,1A);
F、定值电阻R0(阻值1990Ω);
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R1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 Ω,R3接入电路的阻值为 Ω.
【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)R1和R2串联使用,因此它们的电流相等,由乙图可知R1和R2的相等电流为:
I=0.25A,此时R1和R2的电压均为:
U=2.5V,因此它们的电阻之和为:
;
此时R3两端的电压为:
U1=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10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R(阻值990Ω)
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I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数,I2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= Ω(保留2位有效数字).
【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:
1000I1=E﹣I2r;
I1=
-r;
由数学知识可知,将图线延长,图象与纵坐标的交点为:
7.6mA,故电源的电动势为:
E=1000×7.6×10﹣3V=7.6V;
图象的斜率为:
k=
=5×10﹣3;
故内电阻为:
r=1000×5×10﹣3Ω=5.0Ω;
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A1:
量程0.6A,内阻r1=0.5Ω
(c)电流表A2:
量程1mA,内阻r2=200Ω
(d)滑动变阻器R1:
阻值0~20Ω,额定电流2.5A
(e)电阻箱R2:
9999Ω
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A2和电阻箱R2改装成量程为2V的电压表,R2的电阻值应为Ω.
(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—I1图象如图所示,由此图象可求得该电源电动势E=,内阻r=.
【答案】
(1)
(2)
(3)
【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
,电源电动势:
;
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
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1.0Ω)
B.电流表A1(量程0﹣3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程0﹣0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0﹣20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0﹣200Ω,lA)
F.定值电阻R0
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中没有电压表,但给出了两个电流表,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).
(2)图乙为该同学根据
(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1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= Ω.
(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.I1(R0+Rg1) B.I1•R0 C.I2(R0+Rg2) D.I1•Rg1.
【答案】
(1)bD
(2)1.480.84(3)A
【解析】
(1)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=
A=1.5A;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(R1),
(2)由图乙所示图象可知,图象纵轴截距是I1=1.49mA,电源电动势:
E=I1(RA1+R0)=1.49×10﹣3A×(10Ω+990Ω)=1.49V;
路端电压U=I1(RA1+R0),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
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