1、专题10 回归基础专题训练电学实验1要测量阻值约为25 k的电阻Rx，现备有下列器材：A直流电源(20 V，允许最大电流1 A)B电压表(量程15 V，内阻约100 k)C电压表(量程50 V，内阻约500 k)D电流表(量程100 A，内阻约2 k)E电流表(量程500 A，内阻约300 )F滑动变阻器(最大阻值1 k)开关和导线若干(1)为了保证实验顺利进行，并使测量误差尽量小，电压表应选_，电流表应选_。(请填写字母代号)(2)依据实验的原理，补齐实物图。图1(3)由于电表内阻的影响， Rx的测量值较真实值_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。【解析】(1)据题意，实验要使测量值尽量精确
2、，现在知道待测电阻约为25 k，电源电压20 V，电路中最大电流约为：Im800 A，则从实验的准确性和安全性考虑，应该选择电流表E，至于电压表应该选择B，而电压表C的量程太大，电源电压还不到该电表量程的一半。(2)电路图如图所示。(3)电流表内接，由于存在：Rx，电压测量值大于电阻真实电压，故测量值偏大。2某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：(1)游标卡尺测量其长度如图2甲所示，可知其长度为_mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_mm；图2(3)选用多用电表的电阻“1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为
3、_；图3(4)为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：电流表A1(量程300 mA，内阻约为2 )；电流表A2(量程150 mA，内阻约为10 )；电压表V1(量程1 V，内阻r1 000 )；电压表V2(量程15 V，内阻约为3 000 )；定值电阻R01 000 ；滑动变阻器R1(最大阻值5 )；滑动变阻器R2(最大阻值1 000 )；电源E(电动势约为4 V，内阻r约为1 )；开关，导线若干。为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(均填器材代号)根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。【解析】(1)50 mm30.05 m
4、m50.15 mm；(2)4.5 mm0.0120.0 mm4.700 mm；(3)多用电表读数221 22 ；(4)由于电源电压为4 V，显然电压表选15 V时不满足读数不得小于其量程的的要求，因此只能选V1，而V1读数又太小，而题目中给了一个定值电阻，将定值电阻与电压表串联，装成一个新的电压表，量程为2 V，基本满足要求，这样由于电阻值约22 ，因此回路电流最大约100 mA左右，因此电流表选A2，为了测量精确，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器选用R1，电路图中电流表采用外接法，如图所示。3现有一电池，电动势E约为9 V，内阻r在3555 范围内，允许通过的最大电流为50
5、 mA。为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图4所示的电路进行实验。图中R为电阻箱，阻值范围为09 999 ；R0为保护电阻。(1)可备选用的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用()(A)20 ，2.5 W(B)50 ，1.0 W(C)150 ，1.0 W(D)1 500 ，5.0 W(2)按照图4所示的电路图，将图5所示的实物连接成实验电路。图5(3)接好电路，闭合开关后，调整电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，取得多组数据，然后通过做出有关物理量的线性关系图像，求得电源的电动势E和内阻r。请写出所作线性图像对应的函数表达式_；图6图6是作线性图像的坐标系，若纵轴表示的物理
6、量是，请在坐标系中定性地画出线性图像。【解析】(1)电路最小总电阻约为：R 180 ，为保护电路安全，保护电阻应选C。(2)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(3)由题中电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：EUIrUr ，则，则图像是直线；则图像如图所示。4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小灯泡标有“3.0 V,0.3 A”字样滑动变阻器R1最大阻值10 ，额定电流1.0 A电压表V1量程3 V，内阻约5 k滑动变阻器R2最大阻值1 k，额定电流0.5 A电压表 V2量程15 V，内阻约15 k直流电源E电动势约为4 V，内阻约为0
7、.5 电流表 A1量程0.6 A，内阻约1 导线、开关等电流表A2量程3 A，内阻约0.6 某同学测量小灯泡UI关系的实验数据如下表所示：U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)在上述器材中，电压表应选_；电流表应选_；滑动变阻器应选_。(2)该实验应选用的实验电路图是_。图7(3)根据表格中的实验数据在方格纸内画出小灯泡的UI曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。图8【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为3 V，所以选择电压表V1，因为小灯泡
8、的额定电流为0.3 A，所以电流表选择A1，为了操作方便应选择最大电阻和小灯泡阻值相差不大的滑动变阻器，故选 R1。(2)电压是从零开始，所以选择滑动变阻器的分压接法，因为电流表的内阻和小灯泡的内阻相差不大，所以选择电流表的外接法，故选A。(3)如图所示，UI图像的斜率表示小灯泡的电阻，所以小灯泡的电阻值随I变大而变大。5有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：A电压表V1(05 V，内阻约10 k)B电压表V2(010 V，内阻约20 k)C电流表A1(00.3 A，内阻约1 )D电流表A2(00.6 A，内阻约0.4 )E
9、滑动变阻器R1(010 ，2 A)F滑动变阻器R2(0100 ，0.2 A)G学生电源(直流6 V)、开关及导线(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表_，电流表_，滑动变阻器_。(填器材的前方选项符号，如A，B)(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在下面的方框中画出实验电路图。(3)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图9所示，若用电动势为4.0 V、内阻为8 的电源直接给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_ W。(4)P为图9中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是()A随着所加电
10、压的增大，小灯泡的电阻增大B随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C对应P点，小灯泡的电阻约为5.33 D对应P点，小灯泡的电阻约为24.0 【解析】(1)据题意，由于一只灯泡的规格为：“4 V,2 W”，则灯泡的额定电流为：0.5 A，电阻为：8 ，则据电表的安全性和测量的精确性以及调节的方便性，电压表选择A，电流表选择D，滑动变阻器选择E。(2)电路图如答案所示。(3)如图所示，若用电动势为4.0 V、内阻为8 的电源直接给该小灯泡供电，则可知该灯泡实际电压和电流分别为：1.2 V和0.35 A，则实际消耗功率为：PUI1.20.35 W0.42 W。(4)据图可知，灯泡上电压越大，灯泡电阻
11、越大，故选项A正确；P点对于灯泡的电阻为：RP 5.33 。6在“测定金属丝的电阻率”实验中。(1)金属丝的直径用螺旋测微器测得，从图10中读出该金属丝的直径d_ mm；图10(2)为了测量其电阻Rx的阻值，实验室提供如下实验器材：A待测电阻Rx(约100 )B电动势E6 V，内阻很小的直流电源C量程50 mA，内阻约为50 的电流表 D量程0.6 A，内阻约为0.2 的电流表E量程6 V，内阻约为15 k的电压表F最大阻值15 ，最大允许电流1 A的滑动变阻器G最大阻值15 k，最大允许电流0.5 A的滑动变阻器H开关一个，导线若干为了操作方便，且能比较精确地测量金属丝的电阻值，电流表选用_
12、、滑动变阻器选用_(填写选用器材前的序号即可)；请根据所选用的实验器材，尽可能减小实验误差，设计测量电阻的电路，并在方框中画出电路图；(3)若另有一只待测电阻，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差，他用两只相同的电压表，设计了如图11所示的测量电路，实验操作步骤如下：图11按电路图连接好实验器材；闭合电键S1，电键S2处于断开状态，读出此时电压表 V1的示数U、电流表示数I；再闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为步骤的电流I，此时读出电压表 V1的示数U1与电压表的示数U2；用上述测得的物理量表示，待测电阻的计算式为Rx_。【解析】(1
13、)由题图可知，螺旋测微器的读数，即该金属丝的直径为d1.360 mm。(2)由所提供的电源电动势E6 V和待测电阻Rx(约100 )可知，流经待测电阻的最大电流为0.06 A60 mA，显然为C表量程50 mA的1.2倍，D表量程0.6 A的0.1倍，因此为了读数方便和准确应选电流表C，且可以通过滑动变阻器控制使其电流不超过量程，为了能比较精确地测定待测电阻的阻值，应尽可能多地测量数据，且数据变化范围也应较大，因此滑动变阻器应采用分压式接法，因此选用最大阻值较小为15 的滑动变阻器F。由于待测电阻阻值相对较小，因此应采用电流表的外接法，其电路原理图如图所示。(3)有题意可知测量另一只待测电阻时，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，说明该电阻阻值大小居中，因为电流表或电压表内阻引起的误差相当，由实验步骤可知，当闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为I时，电压表 V1的示数为U1，电压表 V2的示数为U2，说明电流表的电流为I时，电流表分得的电压为UAU1U2，因此在步骤中，待测电阻两端的电压为UxUUAUU2U1，解得：Rx。8
