PAGEPAGE6專題10回來基礎(chǔ)專題訓(xùn)練——電學(xué)試驗(yàn)1．要測(cè)量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：A．直流電源(20V，允許最大電流1A)B．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約100kΩ)C．電壓表(量程50V，內(nèi)阻約500kΩ)D．電流表(量程100μA，內(nèi)阻約2kΩ)E．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約300Ω)F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ)開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)為了保證明驗(yàn)順當(dāng)進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量小，電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選________。(請(qǐng)?zhí)顚懽帜复?hào))(2)依據(jù)試驗(yàn)的原理，補(bǔ)齊實(shí)物圖。圖1(3)由于電表內(nèi)阻的影響，Rx的測(cè)量值較真實(shí)值________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。【解析】(1)據(jù)題意，試驗(yàn)要使測(cè)量值盡量精確，現(xiàn)在知道待測(cè)電阻約為25kΩ，電源電壓20V，電路中最大電流約為：Im＝eq\f(E,Rx)＝800μA，則從試驗(yàn)的精確性和平安性考慮，應(yīng)當(dāng)選擇電流表E，至于電壓表應(yīng)當(dāng)選擇B，而電壓表C的量程太大，電源電壓還不到該電表量程的一半。(2)電路圖如圖所示。(3)電流表內(nèi)接，由于存在：Rx＝eq\f(U測(cè),I)，電壓測(cè)量值大于電阻真實(shí)電壓，故測(cè)量值偏大。2．某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由勻稱新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下：(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖2甲所示，可知其長(zhǎng)度為________mm；(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，可知其直徑為________mm；圖2(3)選用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為________Ω；圖3(4)為更精確地測(cè)量其電阻，可供選擇的器材如下：電流表A1(量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω)；電流表A2(量程150mA，內(nèi)阻約為10Ω)；電壓表V1(量程1V，內(nèi)阻r＝1000Ω)；電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω)；定值電阻R0＝1000Ω；滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值5Ω)；滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1000Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω)；開關(guān)，導(dǎo)線若干。為了使測(cè)量盡量精確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的eq\f(1,3)，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。(均填器材代號(hào))依據(jù)你選擇的器材，請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫出試驗(yàn)電路圖。【解析】(1)50mm＋3×0.05mm＝50.15mm；(2)4.5mm＋0.01×20.0mm＝4.700mm；(3)多用電表讀數(shù)22×1Ω＝22Ω；(4)由于電源電壓為4V，明顯電壓表選15V時(shí)不滿意讀數(shù)不得小于其量程的eq\f(1,3)的要求，因此只能選V1，而V1讀數(shù)又太小，而題目中給了一個(gè)定值電阻，將定值電阻與電壓表串聯(lián)，裝成一個(gè)新的電壓表，量程為2V，基本滿意要求，這樣由于電阻值約22Ω，因此回路電流最大約100mA左右，因此電流表選A2，為了測(cè)量精確，滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，為了便于調(diào)整，滑動(dòng)變阻器選用R1，電路圖中電流表采納外接法，如圖所示。3．現(xiàn)有一電池，電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻r在35～55Ω范圍內(nèi)，允許通過的最大電流為50mA。為測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖4所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)。圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω；R0為愛護(hù)電阻。(1)可備選用的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格，本試驗(yàn)應(yīng)選用()(A)20Ω，2.5W(B)50Ω，1.0W(C)150Ω，1.0W(D)1500Ω，5.0W(2)依據(jù)圖4所示的電路圖，將圖5所示的實(shí)物連接成試驗(yàn)電路。圖5(3)接好電路，閉合開關(guān)后，調(diào)整電阻箱的阻值，記錄阻值R和相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，取得多組數(shù)據(jù)，然后通過做出有關(guān)物理量的線性關(guān)系圖像，求得電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。①請(qǐng)寫出所作線性圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式______________；圖6②圖6是作線性圖像的坐標(biāo)系，若縱軸表示的物理量是eq\f(1,U)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中定性地畫出線性圖像。【解析】(1)電路最小總電阻約為：R＝eq\f(E,Im)＝eq\f(9,0.05)Ω＝180Ω，為愛護(hù)電路平安，愛護(hù)電阻應(yīng)選C。(2)依據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：(3)由題中電路圖可知，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)：E＝U＋I(xiàn)r＝U＋eq\f(U,R0＋R)r，則eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R＋R0)＋eq\f(1,E)，則eq\f(1,U)－eq\f(1,R＋R0)圖像是直線；則eq\f(1,U)－eq\f(1,R＋R0)圖像如圖所示。4．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的試驗(yàn)中，可供選擇的試驗(yàn)儀器如下：器材規(guī)格器材規(guī)格小燈泡標(biāo)有“3.0V,0.3A”字樣滑動(dòng)變阻器R1最大阻值10Ω，額定電流1.0A電壓表V1量程3V，內(nèi)阻約5kΩ滑動(dòng)變阻器R2最大阻值1kΩ，額定電流0.5A電壓表V2量程15V，內(nèi)阻約15kΩ直流電源E電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻約為0.5Ω電流表A1量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω導(dǎo)線、開關(guān)等電流表A2量程3A，內(nèi)阻約0.6Ω某同學(xué)測(cè)量小燈泡U-I關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)在上述器材中，電壓表應(yīng)選________；電流表應(yīng)選__________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________。(2)該試驗(yàn)應(yīng)選用的試驗(yàn)電路圖是________。圖7(3)依據(jù)表格中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線。分析曲線可知小燈泡的電阻值隨I變大而____________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。圖8【解析】(1)因?yàn)樾襞莸念~定電壓為3V，所以選擇電壓表V1，因?yàn)樾襞莸念~定電流為0.3A，所以電流表選擇A1，為了操作便利應(yīng)選擇最大電阻和小燈泡阻值相差不大的滑動(dòng)變阻器，故選R1。(2)電壓是從零起先，所以選擇滑動(dòng)變阻器的分壓接法，因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻和小燈泡的內(nèi)阻相差不大，所以選擇電流表的外接法，故選A。(3)如圖所示，U-I圖像的斜率表示小燈泡的電阻，所以小燈泡的電阻值隨I變大而變大。5．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)小燈泡的伏安特性曲線。現(xiàn)有下列器材供選用：A．電壓表V1(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表V2(0～10V，內(nèi)阻約20kΩ)C．電流表A1(0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω)D．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω)E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，2A)F．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω，0.2A)G．學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)及導(dǎo)線(1)為了調(diào)整便利，測(cè)量盡可能精確，試驗(yàn)中應(yīng)選用電壓表________，電流表________，滑動(dòng)變阻器________。(填器材的前方選項(xiàng)符號(hào)，如A，B)(2)為使試驗(yàn)誤差盡量減小，要求從零起先多取幾組數(shù)據(jù)；請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵鲈囼?yàn)電路圖。(3)某同學(xué)通過試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線，如圖9所示，若用電動(dòng)勢(shì)為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源干脆給該小燈泡供電，則該小燈泡的實(shí)際功率是________W。(4)P為圖9中圖線上的一點(diǎn)，PN為圖線上P點(diǎn)的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為5.33ΩD．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為24.0Ω【解析】(1)據(jù)題意，由于一只燈泡的規(guī)格為：“4V,2W”，則燈泡的額定電流為：0.5A，電阻為：8Ω，則據(jù)電表的平安性和測(cè)量的精確性以及調(diào)整的便利性，電壓表選擇A，電流表選擇D，滑動(dòng)變阻器選擇E。(2)電路圖如答案所示。(3)如圖所示，若用電動(dòng)勢(shì)為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源干脆給該小燈泡供電，則可知該燈泡實(shí)際電壓和電流分別為：1.2V和0.35A，則實(shí)際消耗功率為：P＝UI＝1.2×0.35W＝0.42W。(4)據(jù)圖可知，燈泡上電壓越大，燈泡電阻越大，故選項(xiàng)A正確；P點(diǎn)對(duì)于燈泡的電阻為：RP＝eq\f(UP,IP)＝eq\f(2.4,0.45)Ω＝5.33Ω。6．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”試驗(yàn)中。(1)金屬絲的直徑用螺旋測(cè)微器測(cè)得，從圖10中讀出該金屬絲的直徑d＝________mm；圖10(2)為了測(cè)量其電阻Rx的阻值，試驗(yàn)室供應(yīng)如下試驗(yàn)器材：A．待測(cè)電阻Rx(約100Ω)B．電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻很小的直流電源C．量程50mA，內(nèi)阻約為50Ω的電流表D．量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω的電流表E．量程6V，內(nèi)阻約為15kΩ的電壓表F．最大阻值15Ω，最大允許電流1A的滑動(dòng)變阻器G．最大阻值15kΩ，最大允許電流0.5A的滑動(dòng)變阻器H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干①為了操作便利，且能比較精確地測(cè)量金屬絲的電阻值，電流表選用________、滑動(dòng)變阻器選用________(填寫選用器材前的序號(hào)即可)；②請(qǐng)依據(jù)所選用的試驗(yàn)器材，盡可能減小試驗(yàn)誤差，設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路，并在方框中畫出電路圖；(3)若另有一只待測(cè)電阻，無論用電流表內(nèi)接還是外接，測(cè)量誤差較為接近，有一位同學(xué)為了消退因電表內(nèi)阻所帶來的系統(tǒng)誤差，他用兩只相同的電壓表，設(shè)計(jì)了如圖11所示的測(cè)量電路，試驗(yàn)操作步驟如下：圖11①按電路圖連接好試驗(yàn)器材；②閉合電鍵S1，電鍵S2處于斷開狀態(tài)，讀出此時(shí)電壓表○V1的示數(shù)U、電流表示數(shù)I；③再閉合S2，調(diào)整變阻器R，使電流表的電流仍為步驟②的電流I，此時(shí)讀出電壓表○V1的示數(shù)U1與電壓表eq\o\ac(○,V2)的示數(shù)U2；用上述測(cè)得的物理量表示，待測(cè)電阻的計(jì)算式為Rx＝____________________________。【解析】(1)由題圖可知，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，即該金屬絲的直徑為d＝1.360mm。(2)①由所供應(yīng)的電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V和待測(cè)電阻Rx(約100Ω)可知，流經(jīng)待測(cè)電阻的最大電流為0.06A＝60mA，明顯為C表量程50mA的1.2倍，D表量程0.6A的0.1倍，因此為了讀數(shù)便利和精確應(yīng)選電流表C，且可以通過滑動(dòng)變阻器限制使其電流不超過量程，為了能比較精確地測(cè)定待測(cè)電阻的阻值，應(yīng)盡可能多地測(cè)量數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)改變范圍也應(yīng)較大，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓式接法，因此選用最大阻值較小為15Ω的滑動(dòng)變阻器F。②由于待測(cè)電阻阻值相對(duì)較小，因此應(yīng)采納電流表的外接法，其電路原理圖如圖所示。