高二物理电学实验专题训练二含参考答案.docx
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高二物理电学实验专题训练二含参考答案
高二物理电学实验专题训练
(二)
3、测量电源的电动势及内阻
1.小李同学想测量电源的电动势和内电阻,实验室中可以提供的器材有:
①待测电池:
电动势E(约3V)、内电阻r(约1Ω)
②电流表:
量程500μA,内阻r2=400Ω
③电流表:
量程3A,内阻r1=0.1Ω
④滑动变阻器:
阻值0-600Ω,额定电流0.5A
⑤滑动变阻器:
阻值0-20Ω,额定电流2.5A
⑥电阻箱:
O~9999.9Ω
(1)实验电路如图所示,根据实验目的,电路中电流表A1应选择_______,A2应选择_____,R1应选择______,R2应选择_____(请填写器材序号)。
(2)实验中改变电路中的电阻,通过多次读取两电流表的读数,用描点法拟合出电流表A2的电流I2随电流表A1的电流I1的变化的图象,如图所示。
那么,根据图象可得电动势E的表达式为______,内电阻r表达式为______。
(答案只限于用R2、Iy、Ix及电流表的内阻r1、r2表示)
2.李丹同学需要测定某干电池的电动势和内电阻.已知干电池的电动势约为1.5V,内阻小于4Ω;电压表(量程0一3V,内阻约3kΩ)、电流表(量程0~0.6A,内阻约1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω,2A)和R2(100Ω,0.1A)各一只.
(1)实验中滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”).
(2)在甲图的方框中画出实验电路图.
(3)根据实验中测得多组电压和电流值,在U﹣I图象中描点得到的如图乙所示,由图可求出该电源电动势E= V;内阻r= Ω.
3.根据如图甲电路,可以测出定值电阻R0的阻值以及电源的电动势E和内阻r,图中R是电阻箱(0~999.9Ω),两个电表都是相同的电压表(分别用V1和V2表示,对应的示数分别为U1、U2)。
(1)请在虚线框内画出图甲中实物连接电路所对应的电路图(原理图);
(2)接通电源进行实验,调节电阻箱R,当其各旋盘位置及两电表(没有标出刻度值)示数如图乙所示。
可读得电阻箱的阻值R=___,已知此时V1的读数为U1=2.60V时,则V2的读数应该为U2=___V,可求得定值电阻R0=___(此空保留3位有效数字);
(3)测出R0后,再次调整电阻箱R,改变并记录多组的(R,U1,U2)值。
A、B两位同学根据表格中的数据,分别画出如下图丙中的(A)、(B)图线。
假设图中的纵截距和横截距均已得出(即图中a1、a2和b1、b2为已知),则由图线(A)可得出电源电动势E=;由图线(B)可得出电源内电阻r=。
4.现有一特殊的电池,其电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围,最大允许电流为50mA.为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验.图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R0是定值电阻.
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:
A.10Ω,2.5WB.50Ω,1.0WC.150Ω,1.0WD.1500Ω,5.0W
本实验应选用 ,其作用是 .
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线.则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示 .
(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为 V,内电阻r为 Ω.
5.有一约7V数码电池,无法从标签上看清其电动势等数据。
现要更加准确测量其电动势E和内电阻r,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻为3Ω) B.电压表(量程3V,内阻为3kΩ)
C.电压表(量程30V,内阻为30kΩ)D.定值电阻R1=500Ω
E.定值电阻R2=5000ΩF.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
(1)该实验中电压表应选______,定值电阻应选______。
(均选填选项前的字母序号)
(2)电路图如图所示,将实物连线图补充完整。
(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式为________。
6.在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的的实验器材。
(1)甲同学按图a中的实线连接电路进行实验,其中定值电阻的作用是______________。
由电压表读数U和电流表读数I,画出U-I图线如图b所示,可得电源的电动势E=______V,内电阻r=______Ω。
(结果保留2位有效数字)
(2)乙同学因为粗心,多连接了一根导线,如图a中的虚线所示。
由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图线如图c所示。
乙同学分析了图象出现异常的原因后,认为由图c也可以达到实验目的,则由图c可得电源的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。
(结果保留2位有效数字)
7.为了测定一节干电池的电动势和内电阻,现准备了下列器材:
①待测干电池E(电动势约1.5V,内阻约为1.0Ω)
②电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为10Ω)
③电流表A(量程0~0.60A,内阻约为0.10Ω)
1滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
2⑤滑动变阻器R2(0~1000Ω,1A)
⑥定值电阻R3=990Ω
⑦开关和导线若干
(1)为了能尽量准确地进行测量,也为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________(填仪器字母代号);
(2)请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图,并注明器材的字母代号;
(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图做出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可求出被测干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。
8.(2014·新课标全国卷Ⅰ,23)利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实际器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;
③以
为纵坐标,R为横坐标,作
-R图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则
与R的关系式为____________________________。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。
答:
①__________,②__________。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1·Ω-1,截距b=________A-1。
(4)根据图线求得电源电动势E=_______V,内阻r=______Ω。
4、多用电表的实用
1.测量电阻可以采用多用电表,也可以采用伏安法。
某同学想测量电压表0~3V挡的内阻,他从实验室拿来多用电表、三节干电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)先用多用电表粗测电压表0~3V挡的内阻,该同学把选择开关旋到欧姆挡的“×100”倍率,然后把红、黑表笔短接,进行________________,使指针恰好停在欧姆刻度线的0Ω处。
接着把红、黑表笔接到待测电压表两端,进行测量。
多用电表的指针位置如图1中的a所示,则电压表的内阻为____________Ω。
(2)再用伏安法测量其内阻,把多用电表的选择开关旋到直流电流的1mA挡,请在图2中完成其余的连线。
(3)实验中多用表的指针位置如图1中的b所示,则读数为___________mA,电压表的示数(如图3)为__________V,则电压表的内阻为RV=__________Ω。
2.关于多用表的使用:
(1)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是
A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,不应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零
(2)以下是欧姆表原理的电路示意图,正确的是
3.
(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆档1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档100
e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔。
(2)根据上图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为_______。
(3)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是。
A.测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的档位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,不会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
4.如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻,测量步骤如下:
A、调节指针定位螺丝,使电表指针停在 的“0”刻线(填“电阻”或“电流、电压公共”).
B、将选择开关旋转到“Ω”挡的 位置.(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)
C、将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”).
D、将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 Ω.
E、测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”或“交流电压最高档”位置.
5.指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图(a)所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的结果为_________;若选择开关拨至“50mA”挡,则测量结果为__________。
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为ε、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系
图像如图(c)
所示,
则该图像的函数关系式为_____________________;
(3)下列根据图(c)中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是()(多选)
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小
B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏
D.测量中,当Rx的阻值为图(c)中的R
2时,指针位于表盘中央位置的左侧
5、创新型实验
1.某研究性学习小组的同学进行电学实验时,发现一个有趣的元件,它由A、
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