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1、电学实验的拓展与创新电学实验的拓展与创新 方法点拨 (1)结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，去理解电路，找出测量量与已 知量间的关系.(2)熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键. 1.(2018湖北省黄冈市模拟)图1中虚线框内是由表头G改装成的一个电流表和一个电压表 的电路，其中接a、b时为电流表，接a、c时为电压表.已知表头的满偏电流为 2mA、内阻 阻值范围为 180200，定值电阻R150，R21460，为确定改装后电流表和电压表 的量程，实验小组将a、b两个接线柱接入如图 1 所示的电路中，来测量表头 G 的内阻； 图 1 (1)实验室里，电流表 A 和滑动变阻器
2、R均有两种规格： 电流表：a.010mA b.0600mA 滑动变阻器：a.020 b.01000 则电流表应选_，滑动变阻器应选_；(选填字母代号) (2)将选择的器材接入电路； 依照电路图，补充完整图 2 中的实物图； 图 2 闭合 S，以I1表示电流表 A 的示数，I2表示表头 G 的示数，多次调节滑动变阻器，测量多 组I1、I2数据(单位均为 mA)，某同学以I1为纵轴，I2为横轴，画出I1I2图线为一条过原 点的倾斜直线，该同学求出了图线的斜率k5，则表头内阻Rg_，由表头 G 改 装后的电流表量程为_mA，电压表量程为_V. 2.(2018广东省汕头市模拟)某实验小组的同学利用图
3、3 甲所示的电路 “探究并联电路中各 点电势的关系”.已知R110，R220，R330，R440，电源的电动势为E10V， 内阻不计，且电源负极端接地. (1)由此可得a、b两点间电势差为Uab_V，如果在a、b两点间接一个电阻，则有 电流从_点流向_点.(填“a”或“b”) 图 3 (2)该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻Rx的阻值，其中R为电阻箱，G 为灵敏 电流计，请按图乙的实验原理图完成图丙中实物电路的连线. (3)实验时，先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1.闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的 位置，使通过灵敏电流计的电流为零 ； 断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交
4、 换电阻箱与待测电阻的位置.闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为 零，记下此时电阻箱的阻值R2；则待测电阻的阻值为Rx_.(用题中已知量的字母 表示) 3.某同学测量直流恒流电源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图 4 所示. 图 4 实验器材如下： 直流恒流电源(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 50)； 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 5 所示，图中部分电路已经连接好，请完成
5、实验电路的连接. 图 5 (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”或“b”)，其理由 是 _； (3)所得实验数据如下表，请在如图 6 所示的直角坐标系上画出UI图象. 12345 电流表的示数I/A0.200.300.400.500.60 电压表的示数U/V13.912.110.27.606.1 图 6 (4)根据所画UI图象， 可求得直流恒流电源输出电流I0_A， 待测电阻的阻值Rx _.(结果保留两位有效数字) 4.(2018湖南省衡阳市模拟)电导(G)是表示导体传输电流能力强弱的物理量，用通过导体 的电流(I)与其两端电压(U)的比值表示，单位为西门子，符
6、号为 S.某实验小组利用提供的 器材测量某金属丝的电导，器材如下： A.待测金属丝Rx(电导约为 0.2S) B.干电池两节(E)，内阻较小； C.电压表(V1)，量程 015V，内阻约为 5k； D.毫安表(A1)，量程 010mA，内阻约为 300； E.电流表(A2)，量程 00.6A，内阻约为 0.1； F.滑动变阻器R，最大阻值为 5； G.开关、导线若干. (1)请根据提供的实验器材， 在图7甲的虚线框中画出电路图， 并标出所选器材的字母或文字 ； (2)请用笔画代替导线，连接图乙实物图； 图 7 (3)实验中测得两个表的数据如表格所示，根据表格数据作图，如图丙所示(电表 1、电表
7、 2 为实验所选择的电表). 1234567 电表 10.050.100.200.250.300.400.50 电表 20.851.703.404.265.126.868.62 根据描点，若用线性图线反映变化规律，则该金属丝的电导为_S.(保留两位有效数 字) 5.(2018吉林省长春市二模)实际的二极管正向电阻并不为零， 反向电阻也不是无穷大， 一 兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究： 图 8 (1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻. 测量时选择开关旋到测电阻的“10”倍率，多用电表的表盘如图 8 所示，则电阻为 _； 多用电表的红表笔应与二极管的_(填“正”或“负”)极相连； (
8、2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向 01.5V 电压时的伏安特性曲线，可供选 择的器材如下： 电压表 V1(量程 01.5V，内阻约 2000) 电压表 V2(量程 06V，内阻约 4000) 电流表 A1(量程 00.6A，内阻约 10) 电流表 A2(量程 040mA，内阻约 0.1) 滑动变阻器R1(总电阻约为 10) 滑动变阻器R2(总电阻约为 100) 电源E(电动势 2V，内阻不计) 开关 S，导线若干 为调节方便，并有尽可能高的精度，请选择合适的器材，电压表_、电流表_、滑动 变阻器_；(填写所选器材的符号) 在图 9 甲虚线方框中画出实验电路原理图； 图 9 该二极管
9、加正向电压的伏安特性曲线如图乙所示，现将阻值为 50 的定值电阻与该二极 管串联，并与一电动势为 2V、内阻不计的电源组成闭合电路，二极管上的电压为正向电压， 则回路中的电流强度为_mA. 答案精析答案精析 1.(1)a a (2)如图所示 200 010(10) 015(15) 2.(1)2 a b (2)见解析图 (3)R1R2 解析 (1)由电路图可知，R4两端的电压为UR4V8V， 则a点的电势为Ua R4E R1R4 40 10 4010 8V；R3两端的电压为UR3V6V， 则b点的电势为Ub6V， 则UabUaUb R3E R2R3 30 10 2030 2V；如果在a、b两点间
10、接一个电阻，则有电流从a点流向b点. (2)实物连接如图所示： (3)先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1.闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的位置，使 通过灵敏电流计的电流为零 ； 若设滑动变阻器左右两边的电阻分别为Ra和Rb，则应该满足R x Ra ；保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位置.闭合开关，然 R1 Rb 后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值为R2；则应该 满足，联立两式可知待测电阻的阻值为Rx. R2 Ra Rx Rb R1R2 3.(1)如图所示 (2)a 开关 S 闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程 (3)如图所示
11、(4)0.870.92 1922 4.(1)见解析图 (2)见解析图 (3)0.20(0.190.21) 解析 (1)由于电压表量程太大，导致误差比较大，所以采用毫安表充当电压表，设计电路 如图所示. (2)按照电路图连接实物图如图所示. (3)根据电导的定义可知该金属丝电导的大小 GS0.20S. 0.5 8.5 103 300 5.(1)130 负 (2)V1 A2 R1 见解析图 14.5 解析 (1)表盘上的读数为 13，再乘倍率，所以电阻为 130； 根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出” ，要测二极管的正向电阻时，应将红表 笔与二极管的负极相连. (2)待测二极管加正向 01.5V 电压，所以电压表应选 V1；由二极管加正向电压的伏安特 性曲线可知，当电压接近 1.5V 时，电流达到最大接近 40mA，故电流表应选 A2； 为调节方便， 并提高测量的精准度， 滑动变阻器应采用分压式接法， 所以滑动变阻器应选总阻值较小的即 R1. 二极管电阻Rx，故采用电流表内接法，电路图如图所示：RARV 将50的定值电阻与电源等效为一个电动势为2V、 内阻为50的新电源.在二极管的I U图象上作出新电源的IU图线，交点纵坐标即为电路中的电流，此时电流为 14.5mA.