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1、 “追踪溯源”智取创新实验学会迁移 “追踪溯源”智取创新实验学会迁移 1(2018新疆模拟)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势E和内阻r，可供 选择的实验器材有：待测电源(电动势约 6 V，内阻约 1 )，定值电阻RA(阻值 10 )和 RB(阻值 1 )，滑动变阻器R(最大阻值 10 )，电流表 A(量程 0.6 A，内阻约 1 )，电压 表 V(量程 5 V，内阻约 10 k)，开关 S，导线若干。请回答下列问题： (1)图甲为该同学设计的电路图的一部分，将电路补充完整。 (2)图甲中的R1应选_(填“RA”或“RB”)。 (3)改变滑动变阻器接入电路的阻值，分别记下几组电压表的示数
2、U和相应电流表的示 数I；以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线如图乙所示，并求出UI图线在横轴上的截 距a和在纵轴上的截距b，请选用待测电源电动势E、内阻r、定值电阻R1和R2，写出a、b 的表达式，a_，b_，代入相应数值即可得E和r的测量值。 解析：(1)由于滑动变阻器的最大阻值过小，使电压表测量范围 较小，所以R1应采用与滑动变阻器总阻值接近的RA；R2起保护电路 的作用，故可以采用阻值较小的RB；由于电流表内阻与等效内阻接 近， 为了减小误差， 应采用相对电源的电流表外接法， 电路图如图所示。 (2)由以上分析可知，题图甲中的R1应选择RA。 (3)根据闭合电路欧姆定律可知 ：UEI(
3、R2r)，由此可知，图像与纵轴的截距bE， 图像与横轴的截距为短路电流，故a。 E R2r 答案：(1)见解析图 (2)RA (3) E E R2r 2.(2018宜宾检测)某同学利用如图甲所示电路测量自来水 的电阻率， 其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管， 细管上 加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活 塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。 实验器材 还有 ： 电源(电动势约为 3 V，内阻不可忽略 )，两个完全相同的电流表 A1 、A2(量程为 3 mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值为 9 999 )，定值电阻R0(可供选择的阻值有 100 、
4、1 k、10 k)，开关 S，导线若干，刻度尺。 实验步骤如下： A测得圆柱形玻璃管内径d20 mm； B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C连接好电路，闭合开关 S，调整电阻箱阻值，读出电流表 A1 、A2示数，分别记为 I1、I2，记录电阻箱的阻值R； D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤 B、C； E断开 S，整理好器材。 (1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选_。 (2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx_(用R0、R、I1、I2表示)。 (3)若在上述步骤 C 中每次调整电阻箱阻值， 使电流表 A1 、 A2示 数均相等， 利用记录的多组水柱长度L和对应的电
5、阻箱阻值R的数据， 绘制出如图乙所示的RL关系图像， 则自来水的电阻率 _m(结果保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实 验中 ， 若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值 相比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 解析 ： (1)电源电动势为 3 V，电流表的量程为 3 mA，则最小电阻R E I 3 3 103 1 k，故定值电阻R0选 1 k 的即可。 (2)玻璃管内水柱的电阻Rx满足I1RxI2(R0R)，即Rx。 I2R0R I1 (3)当I1I2时，RxR0R，即R0R，则RLR0，由题图乙可知： L S S S /m 5104 /m，S 2 d2， 则 5
6、104 4.01.0 103 0.1( d 2) 1 4 1 4 3.14(20103)2 m16 m；若电流表内阻不能忽略，则：RxrAR0RrA， 即RxR0R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。 答案：(1)1 k (2) (3)16 不变 I2R0R I1 3某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在 同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于 两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 (1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关 闭合后，金
7、属棒沿箭头所示的方向移动。 (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A适当增加两导轨间的距离 B换一根更长的金属棒 C适当增大金属棒中的电流 其中正确的是_(填入正确选项前的标号)。 解析：(1)实验电路连线如图所示。 (2)为使金属棒获得更大的速度，则金属棒运动时需要更大的加速度，根据牛顿第二定 律有a，所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距离都可以使加速度增大。 BIL m 故选项 A、C 正确，B 错误。 答案：(1)见解析图 (2)AC 4(2018全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图 中R0为标准定值电阻(R020.0 )
8、；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷 开关；E为电源；R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： (1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线。 (2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1。 (3)将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1； 然后将 S2掷于 2 端，记下此时电压表的示数U2。 (4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)。 (5)重复步骤(3)，得到如下数据。 12345 U1/V0.250.300.360.400.44 U2/V0.861.031.221.361.49 U2 U1 3.443.43
9、3.393.403.39 (6)利用上述 5 次测量所得的平均值，求得Rx_。(保留一位小数) U2 U1 解析：(1)实物连线如图所示。 (4)由于为理想电压表，故 S2接 1 或接 2 时流过R0、Rx的电流相等。根据欧姆定律和 串联电路的特点得，解得RxR0。 U1 R0 U2 R0Rx( U2 U11) (6)求出 5 次的平均值为 3.41，代入RxR0，得Rx48.2 。 U2 U1( U2 U11) 答案：(1)见解析图 (4)R0 (6)48.2 ( U2 U11) 5(2019 届高三枣庄模拟)某探究小组测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx 的阻值，电路如图甲所示。 实
10、验器材如下： 直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为 0.8 A)； 待测电阻Rx(阻值约为 20 )； 滑动变阻器R(最大阻值约为 70 )； 电压表 V(量程 15 V，内阻约为 15 k)； 电流表 A(量程 0.6 A，内阻约为 0.2 )； 开关一个，导线若干。 请回答下列问题： (1)实验所用器材如图乙所示，图中部分实物电路已经连接好，请完成剩余实验电路的 连接。 (2)开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到_(选填“a”或“b”)处。 (3)所得实验数据如表所示；请在图丙所示的直角坐标系上画出UI图像。 12345 电流表的示数I/A0.200.300.400
11、.500.60 电压表的示数U/V13.912.110.27.66.1 (4)根据所画UI图像，可求得直流恒流源输出电流I0_A，待测电阻的阻值 Rx_(结果保留两位有效数字)。 解析：(1)实验电路连接如图 1 所示。 (2)为了让电流表的示数由最小值开始变化，并保证开关 S 闭合时，流过电流表的电流 不会超过电流表量程， 故开关 S 闭合前， 滑动变阻器滑片P应置于连入阻值最大处， 即a处。 (3)根据表中数据先在题图丙中描点，在画直线时使尽可能多的点落在同一直线上，不 在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线两侧，可以得出对应的UI图像，如图 2 所示。 (4)当电压表示数为零时说明滑动变
12、阻器短路，则此时通过电流表的电流等于直流恒流 源的输出电流， 则结合UI图像可知， 电流I0约为 0.88 A； 由图 2 可知， 当电压为 10 V 时，电 流约为0.40 A，则此时流过待测电阻的电流I(0.880.40)A0.48 A，由欧姆定律可得Rx 21 。 U I 10 0.48 答案 ： (1)见解析图 1 (2)a (3)见解析图 2 (4)0.88(0.870.89 均可) 21(20 或 21 均可) 6(2018凯里模拟)如图所示的矩形框内存在一沿水平方向且与金属棒垂直的匀强磁 场， 现通过测量通电金属棒在磁场中所受的安培力， 来测量磁场的磁感应强度大小并判定其 方向。
13、 (1)在图中画出连线完成实验电路，要求接通电源后电流由a流向b。 (2)完成下列主要实验步骤中的填空： 按图接线； 保持开关 S 断开，读出电子秤示数m0； 闭合开关 S，调节R的阻值使电流大小适当，此时电子秤仍有读数，然后读出并记录 _、_； 用米尺测量_。 (3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得到B _。 (4)判断磁感应强度方向的方法是 ： 若_， 磁感应强度方向垂直于纸面向外 ； 反之， 磁感应强度方向垂直于纸面向里。 解析：(1)实验电路连线如图所示。 (2)记录电流表的示数I以及此时电子秤的示数m1； 用米尺测量金属棒的长度l。 (3)测磁感应强度原理：开
14、关断开时，电子秤称出金属棒质量；接通电源后，若磁感应 强度的方向垂直于纸面向里，则安培力向下，则有m0gBIlm1g，所以Bg；接通 m1m0 Il 电源后， 若磁感应强度的方向垂直于纸面向外， 则安培力向上， 则有m0gBIlm1g， 所以B g；所以磁感应强度的大小Bg。 m0m1 Il |m0m1| Il (4)由(3)中分析易知，若m1m0，对应磁感应强度方向垂直于纸面向外。 答案：(1)见解析图 (2)电流表的示数I 此时电子秤的示数m1 金属棒的长度l (3)g (4)m1m0 |m0m1| Il 7 (2018汕头模拟)某同学利用如图所示的电路测量某种电 池的电动势E和内阻r(E
15、约 9 V，r约 10 )， 电压表 V 的量程为 3 V，内阻约几千欧。实验操作和相关的问题如下： (1)在开关 S1、 S2都断开的条件下，先将电阻箱R的阻值调至 _(填“最大”“最小”或“任意值”)，然后闭合开关 S1； 这样做的目的是_。 A保护电池 B保护电压表 C保护电阻箱 D能更准确地读出电压表的读数 (2)逐步调节电阻箱R的阻值，当电压表 V 的读数为U12.00 V 时，R的阻值为R1 7.20 k；当电压表 V 的读数为U23.00 V 时，R的阻值为R24.13 k，可估算出电压表 的内阻RV_k(计算结果保留两位有效数字)。 若测量数据自身的误差可忽略不计， 则电压表内
16、阻的测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 (3)调节电阻箱R的阻值，使电阻箱和电压表串联后可当成一个量程为 10 V 的电压表 V，则阻值R与电压表内阻RV的比值应为_。 R RV (4)保持(3)中电阻箱R的阻值不变，调节电阻箱R的阻值为较大值，闭合开关 S2，接 着小心调节电阻箱R的阻值， 使电压表 V 的示数在 23V 之间变化， 记录电压表 V 的读数U 和相对应的电阻箱R的阻值R，取得若干组实验数据。某同学以U为纵坐标、以为横 U R 坐标建立一个实验图像(坐标轴都使用国际单位)， 将实验数据计算后描绘在图像中， 得到一 条直线，若直线在纵轴的截距为b、斜率的绝对值为k，
17、则电池的电动势E_， 内阻r_。 解析：(1)由电路图可知，电压表与电阻箱R串联，故为了保护电压表应先将电阻箱R 的阻值调至最大，然后再闭合开关 S1，从而使电压表由电压最小开始调节。 (2)由于rRVR，因此在估算中可以忽略不计，则有：，解得： U1 RV EU1 R1 U2 RV EU2 R2 RV2.0 k，由于测量中没有考虑电源内阻的影响，因此测量结果中包括电源内阻，故测 量值大于真实值。 (3)电阻箱R和电压表串联后可当成一个量程为 10 V 的电压表使用， 则当电压表 V 的电 压为 3 V 时，电阻箱R的电压为 7 V，故 。 R RV 7 3 (4)当电压表 V 的电压为U时，加在电阻箱R上的电压为，即路端电压U， 10U 3 10U 3 由闭合电路欧姆定律有：EUr，即Er，整理得：UEr，根据 U R 10U 3 10U 3 R 3 10 U R 图像规律可知，Eb，kr，解得：E。 3 10 10b 3 答案：(1)最大 B (2)2.0 大于 (3) (4) k 7 3 10b 3