專題十四 課時作業(yè)

專題十四課時作業(yè)|電學實驗基本知能1．(1)有一金屬材料制成的圓柱形物體，當用游標卡尺來測它的截面直徑d時，讀數(shù)如圖甲所示，則d＝________mm。然后利用伏安法測量該物體的電阻，此時電壓表和電流表的讀數(shù)如圖乙、丙所示，則金屬物體兩端的電壓為U＝______V，流過該物體的電流為I＝________A。(2)在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖丁所示，校零時的讀數(shù)為__________mm，合金絲的直徑為__________mm。解析：(1)游標卡尺主尺的讀數(shù)為30mm，游標尺上第10條刻度線與主尺某刻度線對齊，由于游標尺是20分度的，所以讀數(shù)為30mm＋0.05×10mm＝30.50mm。電壓表選用0～3V量程，分度值為0.1V，讀數(shù)時應估讀到分度值的eq\f(1,10)，所以讀數(shù)為2.30V；電流表選用0～0.6A量程，分度值為0.02A，讀數(shù)時應估讀到分度值的eq\f(1,2)，所以讀數(shù)為0.42A。(2)校零時螺旋測微器的讀數(shù)為0＋1.0×0.01mm＝0.010mm。合金絲的直徑為0.5mm＋15.0×0.01mm－0.010mm＝0.640mm。答案：(1)30.502.300.42(2)0.0100.6402．有一個小電珠上標有“4V2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個電珠的I-U圖線。有下列器材供選用：A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表(0～10V，內(nèi)阻約20kΩ)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω)E．滑動變阻器(0～5Ω，額定電流1A)F．滑動變阻器(0～500Ω，，額定電流0.2A)(1)實驗中電壓表應選用________，電流表應選用________。(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應選用________。(用序號字母表示)(3)請在虛線框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把下圖中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖。解析：(1)因小電珠的額定電壓為4V，為保證安全，選用的電壓表量程應稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確，故選用0～5V的電壓表，故選A；由P＝UI得，小電珠的額定電流I＝eq\f(P,U)＝0.5A，故應選擇0～0.6A量程的電流表，故選D。(2)由題意可知，電壓從零開始變化，并要求多測幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動變阻器分壓式接法，而分壓接法中應選總阻值小的滑動變阻器，故選E。(3)小電珠內(nèi)阻R＝eq\f(U2,P)＝8Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于小電珠內(nèi)阻，應采用電流表外接法，故電路圖和實物連接圖如圖所示。答案：(1)AD(2)E(3)圖見解析3．(2022·遼寧高考)某同學要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個量程的電流表，設(shè)計電路如圖(a)所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。(1)當開關(guān)S接A端時，該電流表的量程為0～________mA；(2)當開關(guān)S接B端時，該電流表的量程比接在A端時________(填“大”或“小”)；(3)該同學選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了圖(b)中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。解析：(1)當開關(guān)S接A端時，表頭與400Ω電阻并聯(lián)，表頭內(nèi)阻為1.2kΩ，當表頭滿偏時兩端電壓為0.3V，流過電阻的電流為750μA，總電流為1000μA，即1mA；(2)當開關(guān)S接B端時，相當于表頭內(nèi)阻變大，并聯(lián)的電阻變小，可知當表頭滿偏時流過并聯(lián)電阻的電流增加，故量程變大；(3)如果要修正電表內(nèi)阻引起的誤差，只需讓知道內(nèi)阻的電表測準確即可，即乙電路可滿足要求；分析可知，乙電路接法改裝的電表可準確測得待測電阻的電流，電壓表測得的為改裝電表與待測電阻的總電壓，減去改裝電表兩端電壓即為待測電阻準確的電壓值，故乙電路滿足要求。答案：(1)1(2)大(3)乙4．某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有：微安表頭(量程100μA，內(nèi)阻900Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9Ω)；導線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋。回答下列問題：(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值應取R1＝__________Ω，R2＝__________Ω。解析：(1)微安表頭改裝成毫安電流表需要并聯(lián)一個小電阻，再把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個大電阻，電路如圖所示。(2)接a時改裝成量程為1mA的電流表，有IgRg＝(I－Ig)R1，解得R1＝100Ω；接b時改裝成量程為3V的電壓表，有U＝IgRg＋IR2，解得R2＝2910Ω。答案：(1)見解析圖(2)10029105.某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。(1)已知表頭G滿偏電流為100μA，表頭上標記的內(nèi)阻值為900Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭改裝成量程為1mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1V；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3V。則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應選R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝__________Ω。(2)用量程為3V、內(nèi)阻為2500Ω的標準電壓表V對改裝電壓表3V擋的不同刻度進行校準。所用電池的電動勢E為5V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50Ω和5kΩ。為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應選用最大阻值為______Ω的滑動變阻器。解析：(1)根據(jù)題意，R1與表頭G改裝成量程為1mA的電流表，則IgRg＝(I－Ig)R1，解得R1＝100Ω；若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1V，則R2＝eq\f(Uab－IgRg,I)＝910Ω；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3V，則R3＝eq\f(Uac－IgRg,I)－R2＝2000Ω。(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后，總電阻小于2500Ω，對于分壓式電路，要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分，同時還要便于調(diào)節(jié)，故滑動變阻器選擇小電阻，即選擇最大阻值為50Ω的滑動變阻器。答案：(1)1009102000(2)506．(2023·四川綿陽高三模擬)學習了歐姆表原理和使用后，小明同學對歐姆表如何實現(xiàn)更換不同測量倍率產(chǎn)生了濃厚的探索興趣。經(jīng)過一番探究，他嘗試完成了將一表頭改裝成有三種倍率擋“×1”“×10”“×100”的歐姆表，原理如圖甲所示。已知電源電動勢為1.5V、內(nèi)阻約1Ω；靈敏電流計滿偏電流為1mA，內(nèi)阻為99Ω；改裝所用定值電阻為R1和R2(R1<R2)；滑動變阻器有RA(0～1000Ω)和RB(0～2000Ω)供選擇；待測電阻Rx的阻值約200Ω；歐姆表表盤刻度如圖乙所示(指針半偏所指刻度在表盤上的“15”)。(1)要盡可能準確測量電阻阻值，歐姆表擋位開關(guān)K應旋轉(zhuǎn)到________(選填“1”“2”或“3”)；(2)改裝時用到的定值電阻阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω；(3)為使三個擋位歐姆表使用時都能正常歐姆調(diào)零，滑動變阻器阻值應選________(選填寫“RA”或“RB”)；(4)用改裝的歐姆表測量待測電阻Rx的阻值，正確操作時歐姆表示數(shù)如圖乙所示，則待測電阻Rx的阻值為________Ω。若表頭的實際阻值大于99Ω，則用此表頭改裝的歐姆表測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)由于歐姆表指針半偏時所指的刻度為歐姆表的內(nèi)阻之和，則當K接3時，歐姆表內(nèi)阻最大，即為×100倍率；由于R1<R2，故K接1對應“×1”倍率，K接2對應“×10”倍率，因為待測電阻的阻值約200Ω，故選擇“×10”倍率的擋位更準確，即開關(guān)K旋轉(zhuǎn)到2。(2)中值電阻與滿偏電流的對應關(guān)系為Ig＝eq\f(E,R中)，可知K接1時改裝后電表滿偏電流為Ig＝eq\f(1.5,15)A＝100mA，其中通過靈敏電流計的電流為1mA，故通過電阻R1的電流為99mA，根據(jù)并聯(lián)電路的電流與電阻成反比的關(guān)系可得R1＝1Ω；當K接2時改裝后的電表滿偏電流為Ig′＝eq\f(1.5,150)A＝10mA，同理可得R2＝