专题19电学实验
1.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。 ① 电压表V(量程3V.内阻Rv约为l0kΩ) ② 电流表G(量程3mA,内阻Rg=l00Ω) ③ 电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω) ④ 滑动变阻器R1(0~20Ω,2A) ⑤ 滑动变阻器R2 (0~500Ω,1A) ⑥ 定值电阻R3=0. 5Ω ⑦开关S和导线若干
(1)该同学发现电流表A的量程太大,于是他将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是______A。(保留两位有效数字)
(2)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_______(填写器材编号) (3)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势____V.
【答案】0.60R1或④E=1.5v
2.某同学为了测量电源的电动势和内阻设计了如图(a)所示电路,所用的实验器材有:待测电源,量程为3 V的电压表V (内阻无穷大),电阻箱R,阻值未知的定值电阻R0,开关K1,双掷开关K2,实验步骤如下:
①调节电阻箱的阻值为20 Ω,K2接a,闭合K1,记下电压表的读数为2.00 V,断开K1; ②保持电阻箱的阻值不变,K2切接b,闭合K1,记下图b所示电压表的读数,断开K1;
③将K2再切换到a,闭合K1,多次调节电阻箱,读出多组电组箱的阻值R和对应的电压表的示数U,断开K1; ④以1111为纵坐标,为横坐标,绘出的?图线(用直线拟合). UURR回答下列问题: xk*w
⑴图(b)所示电压表的读数为________V,定值电阻R0 =________Ω; ⑵用E、r表示电动势和内阻,则⑶依据实验数据绘出的保留两位有效数字)
【答案】(1) 2.30;3.0(3或3.00)(2)11与关系式为________________________; UR11-图线如(c)图所示;则电源电动势E=_______V,内阻r=_______Ω .(计算结果UR11R0?r1(3)2.9V;1.2?0.1?; ???;UEER【解析】(1)由电压表量程为3V,最小分度为0.1V,则其读数为2.30V;K2切接b,闭合K1时,滑动变阻器与R0串联;则由欧姆定律可知,R0?2.3?20?3.0?. 0.1E?R R?R0?r(2)由闭合电路欧姆定律可知,U?变形可得:11r?R01??? UEER1?2.9V 0.34(3)根据公式可知,图象与纵坐标的交点为0.34;故E?由公式可知,k?0.7?0.34?0.6 0.6k?r?R0 E解得:r=1.2Ω;
【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的实验数据的处理问题,要注意掌握数据处理的方法,知道根据闭合电路欧姆定律列式并灵活变形,根据图象的性质可得出对应的电动势和内电阻. 3.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中: (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90 Ω左右,现要测量其阻值,实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程50 mA、内阻约1 Ω) B.电流表A2(量程200 mA、内阻约为0.2 Ω) C.电流表A3(量程0.6 A、内阻约为0.1 Ω) D.定值电阻R0=30 Ω
E.滑动变阻器R(最大阻值约为10 Ω) F.电源E(电动势为4 V) G.开关S、导线若干
①.某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路,如图乙所示。为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3,M、N两处的电流表应分别选用:M为___,N为__(均选填“A1”、“A2”或“A3”)。 ②.若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=_______。
③.考虑本次测量存在一定的系统误差,所以测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)。
③因电流表有电阻,则测量值比真实值偏大。
4.实验室有一种灵敏电流计G,满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg,实验室中可供利用的器材有: 待测灵敏电流计G1 、G2
电流表A: (量程为1mA、内阻约为100Ω) 定值电阻R1:(阻值为400Ω) 定值电阻R2:(阻值为600Ω)
电阻箱R:(0~9999.9Ω,最小调节量0.1Ω) 滑动变阻器R3:(最大电阻2000Ω,额定电流1.5A) 直流电源:电动势1.5V,内阻不计; 开关一个,导线若干。
该小组设计的实验电路图如图,连接好电路,并进行下列操作。 (1)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数适当。
(2)若灵敏电流计G2中的电流由b流向a,再调节电阻箱,使电阻箱R的阻值________(选填“增大或“减小”),直到G2中的电流为0。
(3)读出电阻箱连入电路的电阻为1200Ω,电流表的示数为0.6 mA,灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处,
则灵敏电流计满偏电流Ig=_____μA,内阻Rg=_______Ω。 【答案】减小300800
【解析】(2)灵敏电流计G2中的电流由b流向a,说明b点电势比a点电势高,R2的阻值小于电阻箱接入电路的阻值,减小电阻箱R接入电路的阻值,当a、b两点电势相等时,流过G2的电流为0.
1200RgRRg?(3)流过G2的电流为零,由图示电路图可知:,即:,解得:Rg=800Ω; ?600400R2R1UI1R1?R2Rg?R800?12002流过两支路电流之比:由图示电路图可知:IG1+I1=IA,已知:IA=0.6mA,????,UIG1R1?R2400?6001Rg?R则:IG1=0.2mA,灵敏电流计G,满偏刻度30格,灵敏电流计的指针指在20格的刻度处,则灵敏电流计满偏电流
Ig?303IG1??0.2?0.3mA?300?A; 202点睛:本题考查了应用电桥法测灵敏电流表内阻与满偏电流实验,知道实验原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题.
5.某探究小组测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。 实验器材如下:
直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变,I0约为0.8A); 待测电阻Rx(阻值约为20?); 滑动变阻器R(最大阻值约为70?); 电压表V(量程15V,内阻约为15k?); 电流表A(量程0.6A,内阻约为0.2?); 请回答下列问题。
(1)实验所用器材如图乙所示,图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接_____。 (2)电路开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑动到____处(选填“a”、“b”)。 (3)所得实验数据如下表,请在图丙所示的直角坐标系上画出U—I图象_____。