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1、考点16 电学实验1.(2012大纲版全国卷T22)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1,2、3接线柱之间的电阻为1.5,1、3接线柱之间的电阻为2.5.(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式.(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为 .【解题指南】用欧姆表探测黑箱内的电阻连接方式,要根据各电阻测量值综合分析,注意考题所给的条件是四个电阻且阻值相等,连接方式是串、并联.【解析】(1)三次测量电阻不同,三个接线柱里电阻连接肯定不是对称关系,电阻连接方式如图所示,每个电阻为1.(2)如
2、果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻可等效为1电阻和1.5电阻并联,阻值为0.6.【答案】(1)如图所示(2)0.62.(2012四川理综T22(2))某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:小灯泡L,规格“4.0 V0.7 A”;电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1;电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2;电压表V,量程3V,内阻rV=9k标准电阻R1,阻值1;标准电阻R2,阻值3k;滑动变阻器R,阻值范围010;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干.甲同学设计了如图甲所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46 A时,电压
3、表的示数如图乙所示,此时L的电阻为.乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是 V.学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:属伏安法测电阻类问题发现超两表量程属电压表、电流表改装问题 【解析】由题意可知电压表的满偏电压为3.0V,则图示电压为2.3V,所以L的电阻为由题意可知电压表的满偏电压为3.0V,则通过电压表的电流为,此时通过定值电阻R2电流也是,则定值电阻R2两端的电压为,所以
4、灯泡L两端的电压为灯泡L的电阻为,远小于电压表的内阻,所以用电压表的外接法来进行实验;由于灯泡L的额定电流为0.7A,大于电流表A2的满偏电流,所以要对电流表A2进行改装,给表头并联一个小电阻R1可以改装为大量程的电流表,改装电流表的量程为,符合要求,方框内的电路图如下:【答案】:5 4 见解析3.(2012重庆理综T22)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响.实验器材如图所示.测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式,利用测量数据作出U-I图象,得
5、出E和r.将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在题图中用笔画线代替导线连接电路.实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势(选填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻(选填“增大”、“减小”或“不变”).曲线(c)对应的电源电动势E=V,内阻r=,当外电路总电阻为2500时,该电源的输出功率P=mW.(均保留三位有效数字)【解题指南】解答本题需要把握以下两点:(1)伏安法测量电源电动势和内电阻的原理.(2)电源的U-I图象斜率、纵轴截距的物理意义.【解析
6、】根据闭合电路的欧姆定律可知,电源路端电压U、电源电动式E、电流以及内电阻r这几个物理量之间的关系是.为了避免电流的分压作用,电流表应该外接,也就是说,电压表要并联在电源两端.U-I图像纵轴截距表示,从图像上看,纵轴截距没有变化,因此电源的电动势不变从图像上看,(a)(b)、(c)、(d)的斜率依次增大,所以电源内电阻增大.对于图线(c),纵轴截距0.975V,斜率478,所以电源电动势0.975V,内电阻478外电阻时,电路电流,电源输出功率【答案】:U=E-Ir如图不变增大0.9754780.2684.(2012上海单科T27)在练习使用多用表的实验中(1)某同学连接的电路如图所示.若旋转
7、选择开关,使其尖端对准直流电流档,此时测得的是通过_的电流;若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆档,此时测得的是_的阻值;若旋转选择开关,使其尖端对准直流电压档,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是_两端的电压.(2)(单选)在使用多用表的欧姆档测量电阻时,若 ( )(A)双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大(B)测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量(C)选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25(D)欧姆表内的电池使用时间太长,虽能完成调零,但测量值将略偏大【解题指南】本题考查多用电表的使用,解答的关键是掌
8、握多用电表的使用方法及使用过程中应注意的事项【解析】(1)根据电路结构,电表测得的是流过滑动变阻器R1的电流断开电键时,R1和R2串联,故电表测得的是R1和R2的串联电阻的阻值闭合电键后若把滑片滑至最左端,则R1电阻为零,此时电表测得的是R2的电压或电源的路端电压(2)选D.双手握住金属杆时,测得的是人体和待测电阻的并联阻值,因此测量值偏小,选项A错;测量时若指针偏离中央刻度过大,说明被测电阻阻值偏大,则必须增大倍率,重新调零后再进行测量,选项B错;欧姆表的刻度线并不均匀,刻度线20与30的正中间的数值应小于25,但是乘以10以后测量值小于250大于25,选项C错;欧姆表内的电池使用时间过长,则电池的内阻变大,电动势变小,即使调零后,测量值也会偏大,选项D对.【答案】(1)R1R1和R2串联R2(或电源) (2)D- 4 -