逍遥右脑 2017-08-14 11:25
电学是物理学的分支学科之一，下面是电学实验专项提升练习，希望对考生复习有帮助。
1.(山东理综，22)如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录U-I关系图线。
回答下列问题：
(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________(填增大或减小)。
(2)I0=________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。
2.(新课标全国卷，23)电
待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干。
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。
(2)根据设计的电路，写出实验步骤：
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV________RV(填、=或)，主要理由是__________________________________________________________________。
3.(新课标全国卷，23)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA。由题给条件和数据，可以求出R1=________ ，R2=________ 。
(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 。则R0应选用阻值为________ 的电阻，R应选用最大阻值为________ 的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R为保护电阻a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱________(填b或c)相连。判断依据是：__________________________________________________________________。
4.(广东理综，34(2))某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等。
图1
①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择1欧姆档测量，示数如图1(a)所示，读数为________。据此应选择图1中的 ________(填b或c)电路进行实验。
②连接所选电路，闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐____(填增大或减小依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y，重复实验。
图2
③图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件________(填X或Y)是非线性元件。
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图2(b)所示。闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V;断开S2，读数为1.00 V，利用图2(a)可算得E=________V，r=________(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)。
5.(天津理综，9(3))用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有
A.电流表：量程0.6 A，内电阻约1
B.电流表：量程3 A，内电阻约0.2
C.电压表：量程3 V，内电阻约30 k
D.电压表：量程6 V，内电阻约60 k
E.滑动变阻器：0～1 000 ，额定电流0.5 A
F.滑动变阻器：0～20 ，额定电流2 A
①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用(均填仪器的字母代号)。
②下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。
③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。
6.(海南单科，12)
某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材E(内阻很小)、开关S1和S2，电容器C(约100 F)、电阻R1(约200 k)、电阻R2(1 k)、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2;闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。
(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上绘出U-t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
时间t/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 电压U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
参考答案
1.【详细分析】(1)滑动触头向下移动RL阻值减小，则总电阻减小，由于总电流不变，因此总电压变小，则电压表读数变小。
(2)由电路图可知：I0=I+，即U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20，R=k= =20 ，则I0=1.00 A(0.98、0.99、1.01均正确)。
(3)RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5 A时，功率的最大值为Pm=5 W。
答案 (1)减小 (2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确) (3)5
2.【详细分析】(1)实验电路图如图所示。
(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏 ;保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻。
3)断开S2，调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，RVRV
答案 (1)见解析图 (2)见【详细分析】(3) 理由见解析
3.【详细分析】(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比。若使用a和b两个接线柱，量程为3 mA，则通过R1、R2的电流为2 mA，则通过毫安表表头和R1、R2的电流比为1∶2，所以电阻比为2∶1，可得R1+R2=Rg=50 若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA，通过R1的电流为9 mA，电流比为1∶9，可得电阻比=，即R1=(Rg+R2)，整理可得R1=15 ，R2=35
(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为 =3 000 ，最小阻值为 =500 。若定值电阻R0选择为1 000 ，则无法校准3.0 mA，所以选用的定值电阻R0的阻值应为300 ，由于最大阻值要达到3 000 ，所以选用的滑动变阻器R的最大阻值为3 000 。
(3)为准确地判断出哪个电阻损坏，d点应和接线柱c相连;若电流表无示数，则说R2断路，若电流表有示数，则说明R1断路。
答案 (1)15 35 (2)300 3 000 (3)c 见解析
4.【详细分析】①欧姆表的读数R=示数倍率，得R=10 根据实验电路产生误差的原因知应选用电流表外接，故选择b电路进行实验。
②滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，R左增大，待测电阻两端的电压增大，所以电流表的示数增大。
③根据伏安特性曲线知，X为线性元件，Y为非线性元件，且RX=10 。
④由闭合电路欧姆定律：
S1、S2均闭合，有U1=RX
S1闭合，S2断开，有U2=RX
解以上两式得r=0.50 ，E=3.2 V
答案 ①10 b ②增大 ③Y ④3.2 0.50
5.【详细分析】①因三节干电池的电动势约为4.5 V，故电压表应选D;因干电池放电电流不宜超过0.5 A，故电流表应选A;由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。
②本实验的实验电路应如图。
为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将a与d，c与g，f与h相连。
③实验时，电流表不再使用，电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图所示
根据闭合电路欧姆定律得U+r=E，整1)=+，以为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线;
(2)U=E-r，以U为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线。
(3)=R+，以为纵坐标，R为横坐标
答案 ①A D F ②a d c g f h ③ 或U
或 R
6.【详细分析】(1)实物连线如图甲所示
图甲
图乙
(2)电压表的量程为6 V，分度值为0.1 V，所以读数为3.60 V
(3)从数据中可得出，电压表示数变化得越来越慢，而从40 s到50 s之间数据变化又突然快了，所以该数据对应表中的时间为40 s
(4)电路中C、R2和S2构成的回路，先闭合开关S2，再断开开关S2，使电容器上所带电荷量释放干净，不影响实验
答案 (1)见解析图 (2)3.60 V (3)40 s (4)使实验前电容器两极板上的电荷中和
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