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1、微专题4电学实验基础A组基础过关1.某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm和mm。甲乙答案60.104.20解析用刻度尺测量长度时,读数应估读到分度值的下一位,则金属杆的长度为60.10cm;题图乙中的游标卡尺为五十分度游标卡尺,精确度为0.02mm,主尺读数为4mm,游标尺第10条刻线与主尺某刻线对齐,故游标尺读数为100.02mm=0.20mm,所以金属杆的直径为4.20mm。2.如图甲所示为某次测量时电压表的刻度盘的情形,若当时使用的是该表03V的量程,那么电压表读数为V;若当时使用的是该表015V的量程,那么电压表读数应为V。如图乙所示的电
2、阻箱的读数为。甲乙答案1.15(1.141.16均可)5.7(5.65.8均可)84580.2解析电压表03V量程对应的分度值是0.1V,读数时要估读到分度值的下一位,所以读数为1.15V(由于最后一位是估读的,有偶然误差,读成1.141.16V都算正确)。电压表015V量程对应的分度值为0.5V,只要求读到0.1V这一位,所以读数为5.7V(5.65.8V都算正确)。图乙中的电阻箱有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率,将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘各自的倍率,从最高位依次往下读,即可得到电阻箱的读数为84580.2。3.(2019山东威海检测)电流表A1的量程为0200A,内阻约为5
3、00,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:电流表A2:与A1规格相同滑动变阻器R1:阻值020电阻箱R2:阻值09999保护电阻R3:阻值约为3k电源:电动势E约1.5V,内阻r约2(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,他设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成。(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤。a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到(填“最大”或“最小”)。b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1滑片,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I。c.断开S1,保持
4、S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A2的示数,读出此时电阻箱的示数R2,则电流表A1的内阻r1=。答案(1)如图所示(2)a.最大c.再次为I(或仍为I)R2解析(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图见答案。(2)a.实验前R2应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从R2的读数得到电流表的内阻值。4.一只小灯泡标有“3V0.6W”字样,现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻:电源(电动势为12V、内阻为1),最大阻值为5的滑动变阻器,电流表(内阻为1),电压表(内阻为10k),开关一个,导线
5、若干。(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用(选填“内接”或“外接”)法,滑动变阻器应采用(选填“分压式”或“限流式”)接法。(2)在虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。答案(1)外接分压式(2)图见解析解析(1)因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx=U额2P额=15,而电流表、电压表的内阻分别为1和10k,满足RVRx,电流表应采用外接法;实验中因小灯泡两端的电压只需3V,而电源电动势为12V,所以滑动变阻器应采用分压式接法。(2)实验电路图如图所示。5.如图所示为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。(1)完成下列实
6、验步骤:闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,;闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,;断开开关,根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。答案(1)使它在滑动变阻器的最左端使小灯泡两端的电压逐渐增大,记录电流表和电压表的多组读数,直至小灯泡两端的电压达到其额定电压(2)图见解析解析(1)滑动变阻器采用分压式接法,闭合开关前,应使灯泡两端的电压为零,调节滑动变阻器的滑片,使它在滑动变阻器的最左端。闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压逐渐增大,记录电流表和电压表的多组读数,直至小灯泡两端的电压达到额定电压。(2)与实物电路相应的电
7、路图如图所示。6.(2018河南郑州模拟)在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20k,电流表的内阻约为10,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图所示。(1)根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx=。(结果保留两位有效数字)(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图。答案(1)图见解析2.4103(2.31032.5103均可)(2)图见解析解析(1)将数据点拟合成一条直线,偏离直线较远的点舍弃,画出I-U图线如图所示。Rx=UI=2.4103(2.31032.5103)。(2)因满足RxRARVRx,故测量
8、电路应采用电流表内接法。B组能力提升7.为测量“12V5W”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材:电源:电动势为12V,内阻不计;电流表:量程00.6A、03A,内阻约为0.2;电压表:量程03V、015V,内阻约为15k;滑动变阻器:020,允许通过的最大电流1A;开关一个,导线若干。实验要求加在小灯泡上的电压可从零开始调节。(1)以下四个电路图你认为最合适的是。(2)在本实验中,电流表的量程应选。答案(1)A(2)00.6A解析(1)C与D两图中滑动变阻器采用限流式接法,不符合电压从零开始调节的要求。小灯泡正常发光时的电阻RL=U额2P额=1225=28.8,RLRA=144,RVR
9、L=520.8,由于RLRARVRL,故电流表应采用外接法,选A。(2)小灯泡的额定电流I额=P额U额=512A0.4A,故电流表量程应选00.6A。8.(2016四川理综,8,11分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2),保护电阻R1(阻值10)和R2(阻值5),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。实验主要步骤:()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;()以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线(U、I都用国际单位);()求出U-I图线斜率的绝对
10、值k和在横轴上的截距a。回答下列问题:(1)电压表最好选用;电流表最好选用。A.电压表(03V,内阻约15k)B.电压表(03V,内阻约3k)C.电流表(0200mA,内阻约2)D.电流表(030mA,内阻约2)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是。A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=,r=,代入数值可得E和r的测量值。答案(1)AC(2)C(3)akk-R2解析(1)电压表测量路端电压,测量中为了减小误差,通过电压表的电流越小越好,在量程一样(03V)的情况下,其内阻越大越好,故电压表应选A;电路中的电流最大值大约为3V(10+5)=200mA,故电流表应选C。(2)滑片从左向右滑动时,电压表示数增大,说明滑片滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,只有C项的接法符合上述情形。(3)U-I图线如图所示,斜率的绝对值k=r+R2,故r=k-R2。横轴截距a=Er+R2,则E=ak。