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电学实验专项训练(时间:45分钟满分:100分)1.(16分)某兴趣小组用测定金属丝的电阻率的实验方法测出金属丝的长度,他们查得金属丝电阻率为,并粗测电阻丝的电阻约为5 ,实验室中有以下供选择的器材:A.电池组(3 V,内阻约1 )B.电流表A1(03 A,内阻0.012 5 )C.电流表A2(00.6 A,内阻约为0.125 )D.电压表V1(03 V,内阻4 k)E.电压表V2(015 V,内阻15 k)F.滑动变阻器R1(020 ,允许最大电流1 A)G.滑动变阻器R2(02 000 ,允许最大电流0.3 A)H.开关,导线若干。(1)为了使实验电路更节能,且测量结果尽量准确,测金属丝电阻时电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选。(填写仪器前字母代号)(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图,则直径d=mm。(4)若用d表示直径,测得电阻为R,则金属丝的长度为。2.(16分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V,内阻为几欧姆B.直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3 kC.定值电阻R0未知D.滑动变阻器R,最大阻值为RmE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。甲乙(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、Rm表示)。丙(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=,总内阻r=。(均用k、a、R0表示)3.(16分)(2018全国卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在2580 范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 时的阻值)为900.0 ;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 ),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 );电阻箱R2(阻值范围0999.9 );单刀开关S1,单刀双掷开关S2。甲实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ,实验得到的R2-t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680. 0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;乙丙(3)由图乙可得到RT在2580 范围内的温度特性,当t=44.0 时,可得RT=;(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为,则手心温度为。4.(16分)在探究小灯泡的伏安特性时,所用小灯泡上标有“2.5 V,0.6 W”字样,实验室提供的器材有:A.电流表A1(内阻约为5 、量程为025 mA)B.电流表A2(内阻约为1 ,量程为0300 mA)C.电压表V1(内阻约为5 k、量程为03 V)D.电压表V2(内阻约为15 k、量程为015 V)E.滑动变阻器R1(最大阻值为10 、额定电流为0.6 A)F.滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 、额定电流为0.2 A)G.稳压电源E(电动势为9.0 V、内阻可忽略)H.开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题:(1)实验前设计的电路图如图甲所示。为了减小实验误差,该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为(选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡,应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为(选填“1 ”“10 ”“30 ”或“100 ”)。甲乙(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后,在图乙中用笔画线代替导线,将实物完整连接起来。(3)连接好电路后,通过改变滑动变阻器的滑片位置,并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3 V、内阻r=5 的电源上,每个小灯泡所消耗的实际功率为W。(结果保留两位有效数字)丙5.(18分)实际电流表都有内阻,为了测量电流表G1的内阻rg,提供的器材如下:待测电流表G1(05 mA,内阻约300 )电流表G2 (015 mA,内阻约100 )定值电阻R1(R1=150 )滑动变阻器R2(020 )电源(电动势为3 V)开关S及导线若干(1)为了使测量结果尽量精确,设计并在虚线框中画出实验的电路图。(2)对照所画电路图连接如图所示的实物图。(3)闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录G1和G2的读数I1和I2,则待测电流表的内阻可表示为rg=。6.(18分)(2016全国卷)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是(填入正确选项前的标号)。答案：1.答案 (1)CDF(2)如图所示(3)0.950(4)d2R4解析 (1)由于电源电动势为3 V,电表读数要达到半偏,则电压表选D;由I=ER+r可知,电路中最大电流约为0.5 A,则电流表选C;为了节能和使测量结果尽量准确,滑动变阻器采用限流接法,故滑动变阻器电阻不能太大,选F;(2)为了使测量结果尽量准确,由Rx=5 ,则有RxRARV,可知电流表采用外接法,电路见答案图;(3)由主尺上读出0.5 mm,螺旋尺上读数为45.00.01 mm,d=0.950 mm;(4)由电阻定律R=LS和S=d22得L=d2R4。2.答案 (1)见解析图(2)U20-U10U10Rm(3)kak-1R0k-1解析(1)根据如题图甲所示的实物连接图画原理图,要注意两个电压表所测部分,V1测滑动变阻器的电压,V2测路端电压。(2)由电路连接关系可知R0Rm=U20-U10U10,所以有R0=U20-U10U10Rm。(3)由闭合电路欧姆定律可知E=U2+U2-U1R0r,整理可得U1=R0+rrU2-R0rE,所以有k=R0+rr,可得r=R0k-1。由题图可知:当U1=0时U2=a,即可得E=R0+rR0a=kk-1a。3.答案 (1)b(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线(3)450.0(4)620.033.0解析 (1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。(3)从R2-t曲线中可读出t=44.0 时R2=450.0 ,所以RT=R2=450.0 。(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0的点,其横坐标为33.0 。4.答案 (1)B、C、E10 (2)如图所示(3)0.21(0.200.23)解析 (1)小灯泡的额定电压为2.5 V,电压表选C;小灯泡的额定电流I=PU=0.24 A=240 mA,电流表选B,滑动变阻器采用分压式,选最大阻值较小的E。为保护滑动变阻器,保护电阻R0的阻值至少为R=EIR-Rm=5 故保护电阻选阻值为10 的定值电阻。(2)由题意可知小灯泡的阻值R10.4 ,有RRVRA,电流表采用外接法,实物连接图见答案图。(3)由于E=3 V,r=5 ,可作出电源的U-I图象如图所示,图线与伏安特性曲线的交点(1.87 V,0.22 A)为两个灯泡的工作电压和电流,每一个灯泡的功率P=12UI=0.21 W。5.答案 (1)电路图见解析图(2)实物图见解析图(3)(I2-I1)R1I1解析 (1)电路图如图所示(2)实物图如图所示(3)待测电流表的内阻rg=(I2-I1)R1I1。6.答案 (1)连线如图所示。(2)AC解析 (1)据题干要求由左手定则知,棒中电流由a流向a1,连线如答案图。(2)由动能定理知,F安x-Ffx=12mv2F安=BIl联立解得(BIl-Ff)x=12mv2若使棒获得更大速度,可增加导轨间距l,或适当增大棒中的电流,故A、C正确。若只换一根更长的金属棒,导轨间距不变,安培力不变,但Ff与m均增大,故v减小,所以B错误。
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