23．《电学实验》能力提升训练1. 某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻,S为开关回答下列问题:(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线2)开关S闭合时,多用电表用于测量_________(填“电流”、“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量_________(填“电流”、“电压”或“电阻”) (3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”) (4)定值电阻的阻值R1=_______Ω,R2=_______Ω结果取3位有效数字) 2. 要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作已选用的器材有: 电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω); 电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ); 电键一个、导线若干①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_____(填字母代号) A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A) B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)②实验的电路图应选用下列的图_____(填字母代号)。
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W 3. 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻RX的阻值1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω) B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ) D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用_____(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的_____(选填“甲”或“乙”) 图1 图2 (2)图2是测量RX的实验器材实物图,图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线 (3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值RX=_____Ω(保留两位有效数字) (4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是_____;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是_____。
选填选项前的字母) A.电流表测量值小于流经RX的电流值 B.电流表测量值大于流经RX的电流值C.电压表测量值小于RX两端的电压值 D.电压表测量值大于RX两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻RX两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是_____ 图3 图44. 硅光电池在没有光照时不能产生电能,可视为一电子元件某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性图中电压表V1量程选用3 V,内阻为6.0 kΩ;电压表V2量程选用15 V,内阻约为30 kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12 V,内阻不计①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连成完整电路②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=______V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为________mA＝＿＿＿＿＿＿＿A(保留两位小数)。
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0Ix/mA0.000.00-0.01-0.02-0.04-0.07-0.12-0.19-0.29 (ⅲ)由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成_________(填“线性”或“非线性”)关系 5. 采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻” (1)除了选用照片中的部分器材外,_____(填选项); A.还需要电压表 B.还需要电流表C.还需要学生电源 D.不再需要其他器材(2)测量所得数据如下: 测量次数物理量123456R/Ω1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作图法求得电池的内阻r=_____; (3)根据第5次所测得的实验数据,求得电流表内阻RA=_____。
6. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的_________而增大,随其所带电荷量的_________而增大 此同学在探究中应用的科学方法是___________(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”) 7. 为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω1)准备使用的实物电路如图所示请将滑动变阻器接入电路的正确位置用笔画线代替导线) (2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选_____Ω的定值电阻 (3)测量结束后,应先断开开关,拆除_____两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图所示请指出图象中不恰当的地方＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿8. 某同学对有故障的电热毯进行探究图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接图2为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表①请在虚线框内画出与题图2对应的电路图②断开K1,用上述测试电路在1和1'之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U-I曲线如图3所示已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7 Ω·m,电热线的直径为0.200 mm,可求得此电热线的电阻为______kΩ,总长度为______m结果均保留两位有效数字) 图1 图2 图3③为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示由此测试结果可判断出电路有断路,位置在____________之间(在“1和2”、“1'和2'”、“2和3”、“2'和3'”中选填一项) 测试点3 和3'1和1'1和31和2'2'和3'电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有有无有9.关于多用表的使用下列操作正确的是( )A．多用表测电压时，要将红表棒接高电势点B．多用表测电压时，应将多用表串联接入电路C．多用表测电阻时，要调节倍率，使测量指示值尽可能大D．多用表测电阻时，如将红黑表棒接错将导致测量错误 10.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线1）在图中画线连接成实验电路图2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________④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，可以得出B=_________4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里参考答案 (1)连线如图所示(2分)(2)电流 电压(2分每空1分)(3)黑(1分)(4)1.00 880(2分每空1分)答案 ①A ②B ③0.1答案 (1)B C 甲(2)如图所示 (3)5.2(4)B D(5)A答案 ①连线如图②(ⅰ)1.40 0.23(ⅱ)描点绘出Ix-Ux图线如图(ⅲ)非线性答案 (1)A (2)见解析 (3)0.22 Ω解析 (1)由电路图可知为伏安法测电池电动势和内阻的实验,因此还需要电压表,应选A。
2)作图如下,由U=E-Ir可知图线的斜率为内阻,即r=(0.75±0.10) Ω(3)由第5次所测数据R+RA== Ω=0.62 Ω得RA=(0.62-0.4) Ω=0.22 Ω答案 减小 增大 控制变量法答案 (1)如图所示(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当答案 ①电路图如图(5分)②0.58(0.57到0.59均可) 65(64到66均可)(每空2分)③1'和2'(4分) A [解析] 测电压时，红表笔与表内表头的“＋”接线柱相连，所以要将红表棒接要测电压的高电势点，或者使用多用表的电压挡时，我们可把多用表当作一个普通的电压表，多用表的“＋”插孔和“－”插孔分别相当于电压表的“＋”接线柱和“－”接线柱，使用时需要先接两个表笔，然后再将多用表并联接入电路，选项A正确，选项B错误；多用表测电阻时，要调节倍率，使指针指在中值电。