高中物理選修3-1-電路實(shí)驗(yàn)及答案

第第頁(yè)實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線1．如圖甲所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I－U關(guān)系曲線圖．乙丙丁甲(1)為了通過(guò)測(cè)量得到如圖甲所示I－U關(guān)系的完整曲線，在圖乙和圖丙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：____________________________________________.(電源電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100Ω)(2)在如圖丁所示的電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1＝250Ω.由熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)_____V；電阻R2的阻值為_(kāi)_______Ω.2．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：小燈泡L，“3.8V,0.3A”電壓表V，量程0～5V，內(nèi)阻5kΩ電流表A1，量程0～100mA，內(nèi)阻4Ω電流表A2，量程0～500mA，內(nèi)阻0.4Ω滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值10Ω，額定電流1.0A滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值5Ω，額定電流0.5A直流電源E，電動(dòng)勢(shì)約為6V開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________．(2)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖，并在圖中注明各元件的符號(hào)．(3)某實(shí)驗(yàn)小組完成實(shí)驗(yàn)后利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在I－U坐標(biāo)系中，描繪出如圖所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下圖中正確的是(圖中P為小燈泡的功率)()3．在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖所示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開(kāi)關(guān)后：(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小電珠亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是________導(dǎo)線斷路．(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還測(cè)出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如圖中的(a)、(b)、(c)，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)可以作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用B．b能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用C．b的阻值隨電壓升高而增大D．c的阻值隨電壓升高而增大4．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的________(選填“甲”或“乙”)．(2)圖是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線．(3)接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖所示，可得該電阻的測(cè)量值Rx＝eq\f(U,I)＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻7.用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，所用電路如圖(a)所示，一位同學(xué)測(cè)得的六組數(shù)據(jù)如下表所示.組別123456電流I/A0.120.200.310.320.500.57電壓U/V1.371.321.241.181.101.05(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖(b)中作出U－I圖線．(2)根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，電池的內(nèi)阻r＝________Ω.8.某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R－eq\f(1,I)圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝________，r＝________.9．某同學(xué)在用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)了一只2.5Ω的保護(hù)電阻R0，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．(1)按圖甲電路原理圖將圖乙實(shí)物連接起來(lái)；甲乙(2)該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表所示．請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)幫他在圖4中畫(huà)出U－I圖象，并由圖得出電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.6010．某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，使用的器材還包括定值電阻(R0＝5Ω)一個(gè)，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖(a)．(1)在圖(b)的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請(qǐng)完成余下電路的連接．(2)請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖(c)所示，讀得電阻值是________；②將開(kāi)關(guān)S1閉合，開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，電壓表的示數(shù)是1.49V；③將開(kāi)關(guān)S2________，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1.(3)使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是________(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線答案1．答案(1)乙圖乙加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓(2)5.2111.8解析(1)圖乙的滑動(dòng)變阻器用的是分壓式接法，加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓，從而能夠得到完整I－U圖線，故選圖乙．(2)通過(guò)R1的電流為I1＝eq\f(U,R1)＝eq\f(9,250)A＝36mA，通過(guò)熱敏電阻的電流I2＝I－I1＝(70－36)mA＝34mA，由圖甲可知熱敏電阻兩端的電壓為5.2V，電阻R2＝eq\f(9－5.2,34×10－3)Ω≈111.8Ω.2．答案(1)R1A2(2)電路圖如解析圖所示(3)BD解析(1)本題滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，但本題中如果選用R2，則電路中的電流會(huì)超過(guò)R2允許通過(guò)的最大電流，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)當(dāng)選擇R1.電流表A1的量程太小，故電流表應(yīng)當(dāng)選擇A2.(2)電路如右圖所示，由于電壓要從0開(kāi)始測(cè)量，滑動(dòng)變阻器用分壓接法；因?yàn)闊襞莸膬?nèi)阻比較小，電流表用外接法．(3)隨著通過(guò)小燈泡電壓電流的增大，小燈泡消耗的功率增大，小燈泡的電阻也增大，由P＝eq\f(U2,R)知B圖正確，由P＝I2R知D圖正確．3．答案(1)g(2)AC解析(1)若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小電珠的亮度變化，但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器不起分壓作用，所以可能是g導(dǎo)線斷路．(2)因a元件的IU線是直線，說(shuō)明電阻隨電壓的變化不變，故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻，故A對(duì)，B錯(cuò)．因I－U線的斜率的倒數(shù)的變化表示電阻值的變化，故C對(duì)，D錯(cuò)，選A、C.4．答案(1)BC甲(2)見(jiàn)解析(3)5.2(4)BD解析(1)為了減小誤差，應(yīng)使電表讀數(shù)為量程的eq\f(1,3)～eq\f(2,3)，電源電動(dòng)勢(shì)為4V，故電壓表選C.估算通過(guò)Rx的最大電流約為Im＝eq\f(3,5)A＝0.6A，所以電流表應(yīng)選B.因?yàn)閑q\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)，所以電流表應(yīng)外接，即應(yīng)采用甲電路，測(cè)量誤差較?。?2)見(jiàn)右圖(3)電流表、電壓表的讀數(shù)分別為I＝0.50AU＝2.60V所以Rx＝eq\f(2.60,0.50)＝5.2Ω.(4)甲電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表的分流作用，選項(xiàng)B正確．乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表的分壓作用，故選項(xiàng)D正確．實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率答案5．答案(1)ADEGH(2)乙實(shí)物圖見(jiàn)解析(3)0.635(0.635～0.639均正確)2.4解析(1)由于電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選A；被測(cè)電阻約為5Ω，電路中的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，電流表應(yīng)選D；根據(jù)變阻器允許通過(guò)的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電池和開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干．故應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)，應(yīng)采用電流表外接法，應(yīng)選圖乙所示電路，實(shí)物連接如圖所示．(3)從螺旋測(cè)微器可以讀出金屬絲的直徑為0.635mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20V，從電流表可以讀出流過(guò)電阻的電流為0.50A，被測(cè)電阻的阻值為Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(1.20,0.50)Ω＝2.4Ω.6．答案(1)0.398(0.395～0.399均正確)(2)甲(3)見(jiàn)解析圖甲(4)見(jiàn)解析圖乙4.4(4.3～4.7均正確)(5)C解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.(2)由實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω.由題知Rx?RV，故電流表外接．若滑動(dòng)變阻器接為限流的形式，則Rx兩端的電壓最小值Umin＝eq\f(5,20＋5＋1＋0.1)E≈0.6V，而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10V，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓的形式．(3)如甲圖所示．(4)選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，如圖乙所示．甲乙圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx＝4.4Ω.(5)根據(jù)R＝ρeq\f(l,S)得金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πRd2,4l)＝eq\f(3.14×4.4×0.398×10－32,4×0.5)Ω·m≈1.09×10－6Ω·m，故選項(xiàng)C正確．實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻答案7.答案(1)見(jiàn)解析圖(2)1.450.69解析本題考查用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．作圖線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上，個(gè)別偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去，圖線如圖所示．由圖線與縱軸的交點(diǎn)可得電動(dòng)勢(shì)E＝1.45V，再讀出圖線與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)(1.00,0.65)，由E＝U＋I(xiàn)r得r＝eq\f(E－U,I)≈0.69Ω.8.答案2.9V0.9Ω解析由歐姆定律有，E＝I(R＋r)，R＝eq\f(E,I)－r.由此知圖線的斜率為電動(dòng)勢(shì)E，縱軸截距大小為內(nèi)阻r.E＝eq\f(2－－0.9,1.0)V＝2.9V，r＝0.9Ω.9．答案(1)如圖所示(2)1.483.010．答案(1)如圖所示(2)①20Ω③閉合(3)0.69