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1、电磁学实验一 、实验题(本大题共5小题 )1. 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所用小灯泡上标有“3.8V 0.5A”的字样,现有电压表(04.5 V内阻约为3k)、电源、开关和导线若干,以及以下器材:A电流表(00.6A内阻约为1) B电流表(03A内阻约为0.25)C滑动变阻器(020)D滑动变阻器(0500) (1)实验中如果即满足测量要求,又要误差较小,电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前的字母)(2)下列给出了四个电路图,请你根据实验要求选择正确的实验电路图 AAVRSBAVRSDAVRSCAVRS(3)下图是实验所用器材实物图,图中已连接了部分导线,
2、请你补充完成实物间的连线。I/AU/V0 1 2 3 40.60.40.2(4)某同学在实验中得到了几组数据,在下图所示的电流电压(IU)坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线,根据此电流电压图线可知,小灯泡的电阻随电压的增大而_(填“增大”、“不变”或“减小”),其原因是_,同时可以根据此图像确定小灯泡在电压为2 V时的电阻R = (5)根据此电流电压图线,若小灯泡的功率是P,通过小灯泡的电流是I,下列给出的四个图中可能正确的是 。 IPAIPBI2PCI2PD2. 某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率。步骤如下:0 252015乙丙5670510甲cm(1)用
3、游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为 cm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径为 mm;(3)用多用电表的电阻“10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为 。(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱形导体电阻R电流表A1(量程04 mA,内阻约50 )电流表A2(量程010 mA,内阻约30 )电压表V1(量程03 V,内阻约10 k)电压表V2(量程015 V,内阻约25 k)直流电源E(电动势4 V,内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围015 ,额定电流2.0 A
4、)滑动变阻器R2(阻值范围02 k,额定电流0.5 A)开关S,导线若干为减小实验误差,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出合理的测量电路图,并标明所用器材的代号。 3. 利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9),电阻R0(阻值3.0),电阻R1(阻值3.0),电流表(量程为200mA,内阻为RA=6.0),开关S实验步骤如下:将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;以为纵坐标,R为横坐标,作- R图线(用直线拟合)求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b回答下列问题:(1)
5、分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则1/I与R的关系式为 。(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答: , 。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.913.0(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k= ,截距b= A-1(4)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r = 4.(1)某照明电路出现故障,其电路如题6图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好
6、。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。断开开关,红表笔接a点时多用表指示如题6图2所示,读数为 V,说明 正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和题6图2相同,可判断发生故障的器件是 。(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)ab蓄电池保险丝开关小灯c图1图2(2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如题6图3所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L
7、(LPQ)。D图3QCP他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP、TQ。随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P到C的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长的关系曲线如题6图4所示。由实验可知:曲线中拉力最大时,C与P点的距离为 cm,该曲线为 (选填:TP或TQ)的曲线。在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是 (选填:P或Q)点所在的立柱。曲线、相交处,可读出绳的拉力为T0= N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0= 。图4T/NPC(cm)0801004020601601.02.03
8、.04.05.01201405. 某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数分别如图 (a)、(b)所示,长度为_ cm,直径为_ mm.(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0.将电阻箱R2的阻值调至最_(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280 .(3)由此可知,圆柱体的电阻为_.2016万卷周测卷(二十)答案解析一 、实验题1.【答
9、案】(1)A(2分);C(2分) (2)C(2分) (3)见图(2分) (4)增大(2分);电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大(2分);5(2分) (5)D(4分)2. 【答案】(1) 5.015 (2分) (2) 4.700 (2分) (3) 220 (2分)(4)如图所示 (4分)(电压表选V1、电流表选A2、分压接法、电流表外接各1分)R1ERV1A23. 【答案】(1) 或(2)0.1109.09(3)见图(c)答1.06.0(4)3.01.0【解析】(1)由于电流表与电阻R1并联,且RA=6.0,R1=3.0,当电流表示数为I时,电路总电流应为3I。
10、根据闭合电路欧姆定律有:E=3I(+R0+R+r),代入数据整理得: (2)根据图(b)可得电流表示数为110mA=0.110A;所以1/I=9.09 (3)见图(c)答(4) 根据和图象可得:,解得:E=3V r=1.04. 【答案】(1)11.5V(11.2.V11.8V之间的值均可),蓄电池;小灯。(2)60,TP;Q;4.30,【解析】(1)由题图2可知,直流50V挡的最小分度为lV,故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值,说明a、c两点与电源之间是通路,只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障,但故障的具体位置不能确定。同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。(2)由题图4可读出,中拉力最大时,c与p点的距离为60 cm。此时以C点为研究对象,如图所示,竖直方向,水平方向。当时,即,若C点左移即减小,则增大,减小,减小,增大,即,故为的曲线,为的曲线。 由题图4可知图线I对应的极值最大,故受到最大拉力的是Q点所在的立柱。 曲线I、相交处,可读出绳的拉力 为4.30 N。此时满足关系:解得: 5.【答案】(1)5.015.315(2)大大(3)1 2803