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文档简介
1、物理实验经典例题(1)在“验证平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果相同是指()A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.使橡皮条伸长到同一长度C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度分析与解答:在“探究力的平行四边形定则”的实验中,采用了“等效法”,即要求两次拉橡皮筋到同一点O,从而是橡皮筋产生的形变大小和方向都相同,D正确(2)在上述实验中,某同学的实验,情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法中正确的是().图甲图乙A.图乙中的F是力F1和F2合力的理论值,F
2、'是力F1和F2合力的实际测量值B.图乙中的F'是力F1和F2合力的理论值,F是力F1和F2合力的实际测量值C.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果没有影响D.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果有影响分析与解答:F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值,而实际值是单独一个力拉O点的时的值,因此F'是F1与F2合成的理论值,F是F1与F2合成的实际值,故A正确,B错误;由于O点的作用效果相同,将两个细绳套换成两根橡皮条,不会影响实验结果,故C正确变式1"用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动”的实验中,某同学打出
3、了一条纸带.已知计时器打点时间间隔为0.02s,他按打点的先后顺序,从比较清晰的点起,每五个点取作一个计数点,分别标明O、A.B.C.D等几个计数点,如图所示,则:B.C两计数点间的时间间隔为s,在B.C之间的平均速度大小为m/s,打C点时的瞬时速度大小为m/s.()AMOcnil2345678910II12/J分析与解答:打点计时器的打点时间间隔为0.02s,每5个点取一个计数点,所以任意两个计数点之间的时间间隔为=5T=5x0.02s=0.15;BC段的平均速度由速度公式得知vac=x1Q7nl/s=036m/s工口;打C点时的瞬时速度等于BD段的平均诋=逊=1"°一:
4、60,广1y=0mm/d速度,故有C2l2x0.1变式2气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。(1)实验前,按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的tiAt2(选填“>"、"=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=mm。(2)将滑块P用细线跨过气垫导轨左
5、端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若ti、At2>m和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出和(写出物理量的名称及符号)(3)若上述物理量间满足关系式,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。(重力加速度为g)(4)在对数据进行处理时,发现关系式两边结果并不严格相等,其原因可能是。(写出一种即可)分析与解答:(1)在气垫导轨水平时,滑块在水平方向上受力平衡,做匀速直线运动,所以tit2,螺旋测微器的读数为:8mm47.60.01mm8.476mm(2)(3)系统的机械能守恒,则钩码减小的重力势能等
6、于钩码与滑块的动能增加量,所以»122.dd有mgLmMv212mMv1,其中v1,v2,甲入可得2t1t2M和两光电门之间的距离L,(4)实验过程中存在“空气阻力、摩擦力、阻力”变式3物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时,在托盘中放入适量祛码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。打点计IW 糖域甲图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1
7、、2、3、4、5、6、7是计数点,根据图中数据每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。计算的加速度a=m/s2(保留两位有效数字)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是A.木板白长度LB.木板白质量mC.滑块白质量优D.托盘和祛码的总质量m3E.滑块运动的时间t滑块与木板间的动摩擦因数科=(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)分析与解答:(1)每相邻两计数点间还有4个计时点,?=0.10?;力口速度?=?5黑?23=及含210-2?/?20.49?/?23?3X0.10(2)设滑块的质量m2,托盘和祛码的总质量m3对托盘和祛码受力分析,据牛顿第二定律得:
8、?3?- ?= ?3?对滑块受力分析,据牛顿第二定律得:?-?2? = ?2?联立解得:?= ?3?-?;?3)?, 故CD两项正确。(2)由第二问解答知:?二?3? (?2+?3)?2?m =1.00kg 的重物自由下变式4在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量。为落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:OABC1111-ji11*11.叫工L珞方3二J(1)纸带的端(选填“左”或"右)与
9、重物相连;(2)从。点到B点,重物重力势能减少量AEp=J,动能增加量AEk=J;(以上两空均要求保留3位有效数字)(3)上问中,重物重力势能减少量总是(填大于或者小于)动能增加量,原因是分析与解答:(1)由于纸带上的点迹从左到右间距逐渐增大,所以纸带的左端与重物相连;(2)B点的速度为2AT2x0.02,重物的动能增AE=川=-xlxl.92*J=l-S4J加量为22;重力势能减少量为-;;(3)上问中,重物重力势能减少量总是大于动能增加量,原因是下落过程中需克服(限位孔对纸带的阻力及空气)阻力做功变式5某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动A使它
10、做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的装置如图1所示,在小车A后连着纸带,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。图】小木片(1)若已得到打点纸带,并将测得各记数点间距标在下面(如图2),A为运动起始的第一点,则应选段来计算A车的碰前速度,应选段来方t算A车和B车碰后的共同速度。(以上两空填"AB'或"BC,或"CD或"DE)(2)已测得小车A的质量m=0.40kg,小车B的质量m=0.20kg,由以上测量结果可得,碰前总动量=kg-m/s;碰后总动量=kg,m/s。分析与解答:车做匀速直线运动时,在相等时间内
11、小车的位移相等,分析纸带,根据纸带分析答题.由平均速度公式求出碰前和碰后的速度大小,再由动量公式即可得出碰前和碰后总动量的大小,从而得出结论.(1)推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度;(2)根据平均速度公式可知:A碰前的速度:??1=?=鬻??/?=1.05?/?;一一,一.、?00695碰后共同速度:?2=方=?/?=0.695?/?.碰前总动量
12、:?i=?i?i=0.4X1.05=0.420?/?;碰后的总动量:??2=(?1+?2)?2=0.6X0.695=0.417?/?。变式6某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:帚石定部轮防长木板城带接电毒,心T尸实验小车打点计时暮(1)你认为还需要的实验器材有.(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是,实验
13、时首先要做的步骤是.(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小V1与V2(V1VV2).则本实验最终要验证的数学表达式为.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)分析与解答:(1)实验要验证动能增加量和总功是否相等,故需要求出总功和动能,故还要天平和刻度尺;(2)沙和沙桶加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有对沙和沙桶,有mg-T=ma对小车,有T=Ma故当m
14、<<M时,有T=mg实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力.(3)合力功为mgL实验探究合力功与动能变化的关系,所以本实验最终要验证的数1_学表达式为mgL=2M(V22-Vi2).变式7(1)如图所示,有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变,在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B,但位置有一定高度差,白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放。实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系,得到如图所示的部分小球位置示意图。(1)观察改进后的实验装置可以发现,斜槽末端都接有一小段水平槽,这样做的目的是。(2)(多选题)根据部分小球位置示意图,下列说法正确的是。A.闪光间隔
15、为0.1sB. A球抛出点坐标(0,0)C. B球抛出点坐标(0.95,0.50)D.两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的(3)若两球在实验中于图中C位置发生碰撞,则可知两小球释放的时间差约为s。分析与解答:(1)保证水平抛出/抛出初速度水平(2)ABD(3)0.15s变式8在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中祛码的质量用M表示,盘及盘中祛码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.(1)当M与m的大小关系满足时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中祛码的重力.(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中祛码的质量一定,改
16、变小车及车中祛码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该作a与的图象.(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?(A.拉力FB.质量M1 y ?-行图 )线如解得:?=?+ ?以M为研究对象有绳子的拉力为:?=? =?+ ?分析与解答:(1)以整体为研究对象有:mg=(m+Ma显然要有F=mg必有m+M=M故有Mb>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中祛码的重力.(2)根据F=Ma可得?=?,故为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应
17、该-1,做a与?的图象;.一1(3)根据?=?,图象的斜率等于盘及盘中祛码的重力,乙的斜率较大,故乙中盘及盘中祛码的质量较大.变式9某同学用图示装置研究弹性正碰。实验中使用半径相等的弹性小球1和2,且小球1的质量大于小球2的质量。实验主要步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备。第一步:先将木板竖直固定于斜槽前端边缘处的C点,且板面与纸面垂直,在木板上记下置于C点小球的位置然后将木板向右平移适当的距离,并固定。第二步放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并撞在木板上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就处小球落点的平均位置。第三步:把小球2放在斜槽前墙边缘处的C点,
18、让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第四步:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置到。点的距离,即线段OMORON的长度。回答下列问题:(1)若C点到木板的距离为x,小球落点到。点的距离为y,重力加速度为g,则小球做平抛运动的初速度小二;(2)上述实验中,P点是的平均位置,N点是的平均位置,M点是的平均位置。(3)若满足条件(用测量量表示),则两小球发生的碰撞是弹性正碰。分析与解答:(1)小球做平抛运动,水平方向:x=vt1竖直方向:?=2?2(2)上述实验中,P点是在实验的第二步中小球1落点的平均位置,N点是小球1与小球2
19、碰撞后小球1落点的平均位置,M点是小球2落点的平均位置。(3)若两球发生弹性碰撞,则满足动量守恒及能量守恒,则满足:??1?1=?1?1+?2?2;2?1?12=2?1?12+2?2?22;联立解得:?1=?2-?1,即??点?=?rr111?r/_-?rZ即:.=.-.V2?W?.V2?,V?储??V?!?经典例题利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验(1)应该选择的实验电路是图中的(选填“甲”或“乙”).fa乙(2)现有电流表(00.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(015V)B.电压表(03V)C.滑动变阻器(050Q)D.滑动变阻器(0500
20、Q)实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用;(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出UI图线.:上rrr丁工L-ML一:L.vrriLku-t.Lrl- 广 u-JL-fL.arrr-irlwn-I i J J-JrTql-rr. j-1J?TLrrwLJiLJILiLrrrrr kLUL J FFrrr , r F r r L LJ.41715 O.字号1234s6电压u/v1.451.401301.251.201.10电流FA0,0600.1200.2400.2600.3600.480(4)
21、根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=V,内电阻r=Q.(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列各示意图中正确反映P-U关系的是ABCD分析与解答:(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流,所以选甲图电路。(注意:两种实验电路都存在系统误差,题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻,而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和)(2) 一节干电池的电动势为1.5V,依据精确测量的原则,电压表应该选用B,电源的内阻较小,为了调节方便,滑动变阻器应该选Co(3)画线时第4个点的误差较
22、大,将其舍去,其他点连成直线,就得到电源的U-I图线。(4)在(3)中图线中,U轴上的截距为该电源的电动势1.5V,图线的斜率为该电源的内阻?=紧0?=083?0.6(5)当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时,电源的输出功率最大,即电源的输出功率随着U先变大再变小,A、B错误;输出功率与路端电压的关系可以表示为:??出=(?-?)?,由数学知识可得C正确,D错误。变式1指针式多用电表是电路测量的常用工具.现用多用电表测量一个定值电阻的阻值(阻值约为一百多欧姆).O/(1)将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔,接下来必要的操作步骤和正确的顺序是.(请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出)将选择开关旋转“
23、10”的位置;将选择开关旋转“100”的位置;用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线;根据指针所指刻度和选择开关的位置,读出电阻的阻值;将两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0”.(2)若正确测量时指针所指刻度如图所示,则这个电阻阻值的测量值是(3)在使用多用电表测量电阻时,若双手捏住红、黑表笔金属部分,则测量结果将.(选填“偏大”或“偏小”)分析与解答:(1)待测电阻阻值约为一百多欧姆,用欧姆表测电阻,将选择开关旋转“X10”的位置,然后进行欧姆调零,具体操作是:将红黑表笔短接,调节调零旋钮调零,使指针指在右侧零刻度线处;再测出电阻阻值,因此合理是实验步骤为:.(2)由图示
24、表盘可知,待测电阻阻值为:13X10=13OQ;(3)由于人体是导体,在使用多用电表测量电阻时,若双手捏住红、黑表笔金属部分,测量的是导体与人的并联电阻,电阻越并越小,因此,测量结果将偏小.变式2要测量某种合金的电阻率.(1)若合金丝长度为L,直径为D,阻彳1为R,则其电阻率p=.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为mm(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,Q是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物连线补充完整.(3)闭合S,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为Ui=1.35V,Ii=0.30A;当&处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U=0.92V,12=0.32
25、A,根据以上测量数据判断,当S2处于位置(选填“a”或"b”)时,测量相对准确,测量值R=Q.(结果保留两位有效数字)U分析与解答:(i)金属丝电阻:R=i=PL=冗山2S=p2,一贪D则电阻率:p=";(2)由图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5mm+15.0X0.01mm=0.650mm可知,电压表分流较大,因此必须电流表外接法,即S2处于位置b,0.92根据欧姆定律,则有:匆=2.9Q变式3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100a.满偏电流为1mA,R和R为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱.电
26、表量程为3mA若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA由题给条件和数据,可以求出R1=Q,R=Qo(2)现用一量程为3mA内阻为150a的标准电流表A对改装电表的3mA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、3.0mA。电池的电动势为1.5V.内阻忽略不计;定值电阻R有两种规格.阻值分别为300a和1000:滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750a和3000Q,则R应选用阻值为Q的电阻,R应选用最大阻值为Q的滑动变阻器。(3)若电阻R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。虚线框内未画出的
27、电路即为图(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:工目”U01X1Q0分析与解答:(1)使用a、b接线柱时,Iab=lg+Rl+R2=0.001+R1+R2=0.003,”("+叼)0.001X(1004FR使用a、c接线柱时,Iac=Ig+1=0.001+I=0.010,解得:R=15Q,R=35Q;嗅(+)LOOK(1升35)(2)改装后电流表内阻:r=3%+%100+15+35-33"E二L5R0作为保护电阻,电流最大时,电路总电阻约为:R=r+R+R0。略二5000,R=R-r-R=50033150=31
28、7,贝U应R选300Q;-L-L5电路电流最小时:R滑二最小-Rd0UO5-500=2500a>750Q,则滑动变阻器应选择3000Q的.(3)由图示电路图可知,图中的d点与接线柱c相连时,闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R,若电表指针不动,则损坏的电阻是R;变式4某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Q).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A:电流表Ai(量程300mA内阻约1);B:电流表A(量程0.6A,内阻约0.3);C:电压表V(量程3.0V,内阻约3kQ);D:电压表V2(量程5.0V,内阻约5kQ);E:滑动变阻器Ri(最大阻值为10Q);F:滑动变阻器R
29、2(最大阻值为1kQ);G:电源E(电动势4V,内阻可忽略);H:电键、导线若干.(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需添器材前面的字母即可):电流表,电压表,滑动变阻器.(2)画出该实验电路图.分析与解答:(1)根据欧姆定律,流过电阻的最大电流|=R=10=0.3A故电流表选A;电阻额定电压为3V则电压表选C即可;为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式接法,为了方便调节,滑动变阻器选小阻值白EEI,(2)R>R上即被测电阻为小电阻,选取电流表外接,题目要"求为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式.故电路图如-产图:变式5一个小灯泡的额定电压为2.0V
30、,额定电流约为0.5A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线A.电源E:电动势为3.0V,内阻不计;B.电压表Vi:量程为03V,内阻约为1kQC.电压表V量程为015V,内阻约为4kQD.电流表Ai:量程为03A,内阻约为0.1Q;E.电流表X:量程为00.6A,内阻约为0.6;F.滑动变阻器R:最大阻值为10,额定电流为0.5A;G.滑动变阻器R:最大阻值为15,额定电流为1.0A;H.滑动变阻器R:最大阻值为150,额定电流为1.0A;I.开关S,导线若干.实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压)I/A0.000.120.
31、210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00实验中电压表应选用;电流表应选用;滑动变阻器应选用(请填写选项前对应的字母)。请你不要改动已连接导线,在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上.闭合开关前,应使变阻器滑片放在最(填“左”或“右”)端。在下面坐标中画出小灯泡的U-I曲线。若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端,则小灯泡的实际功率约为(保留两位有效数字)。分析与解答:(1)灯泡额定电压是2V,则电压表选B;灯泡额定电流为0.5A,则电流表选E;为
32、方便实验操作,t动变阻器应选F.(2)灯泡正常发光时电阻R-4,/6.67,250,I0.5Ra0.6R4RL>_R,则电流表采用外接法,由表中实验数据可知,电压与电流从零开始变化,则滑RRa动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示;闭合开关前,滑片应置于左端.(3)根据表中实验数据,在坐标系中描出对应的点,然后作出灯泡的U-I图象如图所示.(4)电源的电动势为1.5V,电流与路端电压的关系式为:U=E-Ir=1.5-2I在上图中作出电流与路端电压的图线,如图所示;交点坐标即为小灯泡的实际电压和电流,故功率为:P=UI=0.8X0.34=0.27W变式6在测定一节干电池的电动势和内阻的实验
33、中,提供的器材有A.电压表量程为3V,内阻约为5kQB.电压表量程为15V,内阻约为10kC.电流表量程为0.6A,内阻约为0.1QD.电流表量程为3A,内阻约为0.01aE.变阻器R为(20Q,3A)(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻,电压表应该选(填A或B);电流表应该选(填C或D);实验电路图应该选图(填“甲”或“乙”)。甲图乙图(2)该同学应用所选电路进行实验时记录了多组数据,并根据这些数据画出了U-I图线如图所示。根据图线求出电源的电动势E=V,内阻r=Qo分析与解答:(1)一节干电池的电动势为1.5V,故选电压表A;由于电路中电流较小,故选用电流表C;为了避免电流表的电阻算到内
34、阻中,电流表内采用内接法,故选乙图(2)U-I图像的纵截距表示电源电动势,故E1.48V;图像的斜率表示内阻,故1.48 1.200.560.5变式7测量一个量程为1mA电流表G的内阻Rg,某实验小组设计了如图所示的实验电路,实验室可供选择的器材有:A.待测电流表G(内阻约200a左右)B.电池组:电动势约24V,内阻可忽略C.电池组:电动势约6V,内阻可忽略D.滑动变阻器(025kQ)E.滑动变阻器(010kQ)F.电阻箱(0999.9Q,阻值最小改变量为0.1Q)G.电阻箱(099.9Q,阻值最小改变量为0.1Q)H.开关,导线若干(1)为了使测量更精确,电池组应选用,滑动变阻器应选用,电
35、阻箱应选用。(填器材前的字母)(2)正确连接好电路后,小组的实验步骤如下,请将步骤补充完整:断开S2、闭合S,调节R,使G表读数为1mA保持不变,闭合S2,调节R0,使G表读数为0.5mA读出此时电阻箱R0的阻值,即为电流表内阻Rg的测量值。(3)按设计的实验方法,电流表内阻的测量值R测和真实值R真相比,R测R真。(填“>”或“<”)分析与解答:(1)此实验中要用半偏法来测量电流表的内阻,且要使得当保持R不变时,闭合S2,调节R),使G表读数为0.5mA即电路的电路保持1mA不变,故要求滑动变阻器阻值越大误差越小,则滑动变阻器选择阻值较大的D;此时要求电源的电动势约为33EIgR1
36、0251025V左右,故电源选B;电阻箱应该选择与待测电流表阻值相当的F;(2)保持滑动变阻器阻值R不变,闭合S2,调节R0,使G表读数为0.5mA(3)断开卷、闭合S1,调节R,使G表读数为1mA保持滑动变阻器阻值R不变,闭合调节K,使G表读数为0.5mA此时由于电路的电阻变小,则电路的总电流大于1mA电阻箱上的电流大于0.5mA此时电阻箱的电阻小于电流计的电阻,即电流表内阻的测量值R测和真实值R真相比偏小。变式8如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中K是保护电阻(10Q),R是电阻箱(099.9Q),R是滑动变阻器,A1和A是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)在保证安全
37、和满足需求的情况下,使测量范围尽可能大实验具体步骤如下:连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;闭合S,从最大值开始调节电阻箱R,先调Ri为适当值,再调节滑动变阻器R,使Ai示数Ii=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R和A的示数I2;重复步骤(2),再测量6组Ri和I2的值;将实验测得的7组数据在坐标纸上描点,得到如图2所示的图象.根据实验回答以下问题:(1)现有四只供选用的电流表A.电流表(03mA内阻为2.0Q)B.电流表(03mA内阻未知)C.电流表(00.3A,内阻为5.0Q)D.电流表(00.3A,内阻未知)Ai应选用.A2应选用(选填字母A、B、C、D(2)测得一组Ri和I2值后,调整
38、电阻箱Ri,使其阻值变小,要使A示数Ii=0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值(选填“不变”、“变大”或“变小”)(3)根据以上实验得出Rx=Q.(保留两位有效数字)分析与解答:(i)根据实验原理并联部分电压相等,可以得出IiRaiRRI2Ra2Rx,解得:Ri-RA2RxI2RaiR0,通过图像斜率11可以求出未知电阻的阻值,斜率中的RA2必须知道,由于电流表A的示数为0.15A,所以选用量程为0.3A的电流表,只要知道电流大小即可,即选用D;根据Ri与I2的关系图,可知A2的量成为0.3A,且必须要知道其电阻,所以选用C表;(2)调整电阻箱R,使其阻值变小,要使Ai示数Ii=0.15
39、A,则与其串联的两个电阻一个电流表的两端电压必须要减小,因此只有应让滑动变阻器R接入电路的阻值变大,才能达到这样的条件;(3)根据题目中已知描的点,平滑连接,远离图象的点舍去,如图所示O轨050一口(K2OO.75)30fJA(4)根据欧姆定律,IlRaiRiRI2Ra2Rx,则有:RRA2-Rxl2RaiR0,而R与|2图象的斜率为:k580241.7,得出I10.300.06RxkIiRa2241.70.15531.3变式9某同学要将一个电流表改装为电压表,他先需要精确测量待改装电流表的内电阻。实验中备用的器材有:A.待改装电流表(量程0300dA,内阻约为100Q)B.标准电压表(量程0
40、3V)C.电阻箱(阻值范围0999.9Q)D.电阻箱(阻值范围099999.9Q)E.电源(电动势4V,有内阻)F.电源(电动势12V,有内阻)G滑动变阻器(阻值范围050Q,额定电流1.5A)H.开关两个、导线若干如果采用如图所示的电路测定电流表G的内电阻,并且要想得到较高的精确度。那么从以上备用的器材中,可变电阻R应选用,电源E应选用。(填选项前的字母符号)如果实验时要进行的步骤有A.闭合S;B.闭合G;C.观察R的阻值是否最大,如果不是,将R的阻值调至最大;D.调节R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;F.记下R2的阻值。进行实验的合理步
41、骤顺序是(填字母代号)。如果在步骤F中所得R2的阻值为95.0,要将该电流表G改装成量程为03V的电压表,则需要与电流表联一个阻值为Q的电阻。在测量电流表内阻的过程中,如果该同学将电阻R的阻值从300逐渐调小到0,则电阻R2上消耗的电功率P2随电阻R的变化规律可能是图中四个图的。ABCD分析与解答:该实验是利用半偏法测量电流表G的内阻,为减小实验的误差,提高实验的精度,结合图2,变阻箱接入电路R的电阻要比电流表G的内阻尽可能大,故R应选用D;为保持电流表能满偏,应选用较大电动势的电源,故电源选择F;半偏法的实验步骤是先闭合开关Si,调节电阻箱R,使电流表G达到满偏,再闭合开关S2,调节电阻箱R2,使电流表G达到半偏,此时电阻箱的阻值和电流表G的内阻相等(但有系统误差),当然,电阻箱接入电路前要调到最大;故合理的步骤是CADBEF电流表G改装电压表,应该串联一个电阻,R三三一年阻值为牌,带入计算可得R二打。5G;根据电路,可以写出电阻鼻消耗的功率.二拧尺通为%为+(&+,)4+&)T,结合数学知识,应选择d变式10某同学用电阻箱、多用电表、开关和
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