学年高中物理第章恒定电流专题突破与题型专练电学创新实验二练习新人教版选修

1、学年高中物理第章恒定电流专题打破与题型专练电学创新实验二练习新人教版选修学年高中物理第章恒定电流专题打破与题型专练电学创新实验二练习新人教版选修PAGE学年高中物理第章恒定电流专题打破与题型专练电学创新实验二练习新人教版选修专题打破与题型专练电学创新实验(二)题型一:电动势和内阻的测量1.为了测定某电池的电动势(约1011V)和内电阻(小于2),需要把一个量程为5V的直流电压表接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,今后用伏安法测电源的电动势和内电阻,以下是该实验的操作过程:(1)把电压表量程扩大,实验电路如图(甲)所示,请完成第五步的填空.第一步:把滑动变阻器滑片移至最右端

2、第二步:把电阻箱阻值调到零第三步:闭合开关第四步:把滑动变阻器滑片调到合适地址,使电压表读数为4.5V第五步:把电阻箱阻值调到合适值,使电压表读数为V第六步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串连,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表(2)上述实验可供选择的器材有:A.某电池(电动势约1011V,内电阻小于2)B.电压表(量程为5V,内阻约4k)C.电阻箱(阻值范围09999)D.电阻箱(阻值范围099999)E.滑动变阻器(阻值为020,额定电流2A)F.滑动变阻器(阻值为020k,额定电流0.2A)电阻箱应选,滑动变阻器应选(用大写字母表示).(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表

3、盘没变),测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图(乙)所示,获取多组电压U和电流I的值,并作出UI图线如图(丙)所示,可知电池的电动势为V,内电阻为(保留3位有效数字).剖析:(1)把5V的直流电压表接一电阻箱,改装为量程为15V的电压表时,将直流电压表与电阻箱串连,整个作为一只电压表,据题剖析,电阻箱阻值调到零,电压表读数为4.5V,则知把电阻箱阻值调到合适值,使电压表读数为1.5V.(2)由题图(丙)所示图像可知,最大电流为1.75A,大于0.2A,则为保护电路安全,滑动变阻器应选E,电阻箱选择C.(3)由题(丙)读出,外电路断路时,电压表的电压为U=3.5V,则电源的电动势为E=33.5

4、V=10.5V,内阻为r=1.71.答案:(1)1.5(2)CE(3)10.51.712.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中.(1)备有以下器材:A.干电池1节;B.滑动变阻器(020);C.滑动变阻器(01k);D.电压表(03V);E.电流表(00.6A);F.电流表(03A);G.开关、导线若干其中滑动变阻器应选,电流表应选(只填器材前的序号).(2)为了最大限度地减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.(3)某同学记录的实验数据如表所示,试依照这些数据在图中画出UI图线,依照图线获取被测电池的电动势E=V,内电阻r=.次数物理量123456I/A0.10

5、0.150.200.250.300.40U/V1.321.261.181.131.040.93剖析:(1)为方便实验操作,滑动变阻器选择小电阻,故应选B;电路最大电流约不到1A,电流表选E.(2)由于电压表的内阻一般较大,而电源的内阻较小,故可采用电压表直接测量路端电压的方法,这样电压表的分流较小,可减小测量误差,电路以以下列图.(3)由描点法作出UI图像,以以下列图.由图示电源UI图像可知,图像与纵轴交点坐标值为1.45,电源电动势E=1.45V,电源内阻r=1.3.答案:(1)BE(2)图见解析(3)图线见解析1.451.33.(2018甘肃兰州高二检测)为测定一节新干电池的电动势和内电阻

6、(已知该干电池的内电阻相当小,额定电流为0.7A),可供选择的器材有:电压表A.量程3V,内阻为10k;电压表B.量程15V,内阻为20k;电流表C.量程0.8A,内阻约为0.5;电流表D.量程3A,内阻约为0.2;滑动变阻器E.最大电阻10,额定电流0.7A;滑动变阻器F.最大电阻2k,额定电流2A;G.定值电阻R0为1;H.开关、导线若干.(1)要使实验误差较小且操作方便,可选择的器材是(填字母代号);(2)图(甲)中的电路图应选择;(3)实验测得9组数据,已标在图(乙)的坐标中,请在图(乙)中连线,从图中可得电池内阻r=(结果保留两位有效数字).剖析:(1)一节干电池的电动势约为1.5V

7、,则电压表选3V量程,应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时,最大电流约为零点几安培,则电流表选择0.8A量程,为方便实验操作,滑动变阻器应选E;为了正确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再进行测量;同时还需要开关和导线,故所用仪器为ACEGH.(2)本实验应将定值电阻与电源串连以增大等效内阻;因电压表内阻较大,故应采用相对电源的外接法,故电路图应选择D.(3)用直线将各点连接,以以下列图.由U=E-I(R+r),可得R+r=1.15,故内阻r=(1.15-1)=0.15.答案:(1)ACEGH(2)D(3)0.154.为测量一未知电源电动势和内阻,某同学设计了以以下列图电路,电路中所用到的器材规

8、格以下:待测电源:电动势为46V,内阻为几十欧姆;定值电阻:R0=10;定值电阻:R2=3k;电阻箱R1:09999;电压表:量程03V,内阻RV=3k;开关、导线若干(1)闭合开关后,将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大,记录若干组电阻箱R1和电压表的读数;(2)第一次该同学将获取的数据在UR1坐标系中描点连线,获取如图(甲)所示曲线,曲线与纵轴的截距为b1=0.8V,虚线为图中曲线的渐近线.由图可得电动势E=V,内阻r=;(3)第二次该同学将获取的数据在坐标系中描点连线,获取如图(乙)所示直线,直线与纵轴的截距为b2=0.4V-1,斜率k=8.4V-1.由图可得电动势E=V,内阻r=;(4)将两

9、次数据办理方式进行比较,误差较小的应为第(填“一”或“二”)次.剖析:(2)当R1凑近最大值时R外r,则此时的路端电压近似等于电源的电动势,因R2=RV,则U外=4.8V,故E=4.8V.当R1=0时,R外=10,而此时的路端电压U外=20.8V=1.6V,据=得r=20.(3)据闭合电路欧姆定律有E=2U+r,变形得=+,结合图像可知=0.4V-1,=8.4V-1,得E=5.0V,r=21.(4)在数据办理中,画出的图线为直线时,更简单找出对应关系,可精确求解.答案:(2)4.820(3)5.021(4)二题型二:电学综合创新实验1.某实验小组研究未知电阻X的阻值,使用的器材包括电压表(内阻

10、约为3k)、电流表、滑动变阻器、电源、导线、开关等等.(1)使用多用电表粗测电阻X的阻值,选择“10”欧姆挡进行测量,示数如图(甲)所示,多用电表的读数为.(2)图(乙)中所用电流表是由量程为Ig=600A、内阻为Rg=1000的微安表改装而成的,改装电路如图(丙)所示,要求改装后的电流表量程为I=0.6A,则图(丙)中R1的阻值为(结果保留两位有效数字).(3)依照以上数据,为使测量结果更加精确,该实验原理图应入选择图(乙)中的(选填“a”或“b”),电阻X阻值的测量结果(选填“大于”“小于”或“等于”)它的真实值.(4)某同学在(2)的基础上,对电流表进行了进一步的改装,经过串连电阻R2=

11、4将其改装为电压表,如图(丁)所示,该电压表的量程为V(结果保留两位有效数字).剖析:(1)欧姆表测电阻时,测量值为读数乘以倍率,故电阻测量值为100.(2)依照并联电路中电阻与电流成反比可知=,解得R11.0.(3)由于改装后电流表内阻已知,其分压情况可计算,所以将电流表内接可减小误差,应选b;电阻X的测量值为未知电阻与电流表内阻之和,因电流表内阻已知,所以测量值等于真实值.(4)由欧姆定律可知,串连电阻R2后,电压表量程U=0.6(1+4)V=3.0V.答案:(1)100(2)1.0(3)b等于(4)3.02.二极管的说明书上供应了它的伏安特点曲线(正向最大电流40mA左右),物理兴趣小组

12、想要考据该二极管的伏安特点曲线.(1)选择好实验器材准备连接电路时,发现二极管外壳正、负极的表记不清楚,于是就用多用电表欧姆挡判断二极管的正、负极.用欧姆表“1k”挡两次实验情况如图(甲)、(乙)所示,由此可知(选填“A”或“B”)端为二极管的正极;(2)该物理兴趣小组要对二极管加正向电压时的伏安特点曲线进行考据,实验室供应的器材有:A.直流电源E:电动势3V,内阻忽略不计B.待测二极管DC.滑动变阻器R:020D.电压表V:量程3V,内阻约20kE.电流表A:量程50mA,内阻约5F.单刀单掷开关S,导线若干请在虚线框内的实验电路图中加上直流电源E及滑动变阻器R,并将电路图连接圆满.剖析:(

13、1)题图(甲)所示多用电表欧姆挡显示电阻很大,说明题图(甲)中红表笔接的是二极管正极,即B端为二极管的正极.(2)考据二极管的伏安特点曲线实验中的滑动变阻器应采用分压接法,二极管应正向接入电路.由于二极管正向电阻较小,电流表应外接,以以下列图.答案:(1)B(2)实验电路图见解析3.现要测量电压表的内阻和电源的电动势,供应的器材有:电源(电动势约为6V,内阻不计),电压表V1(量程2.5V,内阻约为2.5k),电压表V2(量程3V,内阻约为10k),电阻箱R0(最大阻值为9999.9),滑动变阻器R1(最大阻值为3k),滑动变阻器R2(最大阻值为500),单刀单掷开关一个,导线若干.(1)在图

14、(甲)中完成测量原理电路图的连线.(2)电路中应采用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”).(3)依照以下实验步骤进行实验:闭合开关前,将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大;闭合开关,将电阻箱调到6k,调治滑动变阻器至合适的地址,此时电压表V1的示数为1.60V,电压表V2的示数为2.40V;保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,再将电阻箱调到2k,此时电压表V1的示数如图(乙),其示数为V,电压表V2的示数为1.40V.(4)依照实验数据,计算获取电源的电动势为V,电压表V1的内阻为k,电压表V2的内阻为k.剖析:由题意可知,电源内阻不计,若滑动变阻器采用分压式接法,则无法测量电源的电动势;

15、滑动变阻器采用限流式接法,改变滑动变阻器的接入电阻值,可改变电压表的示数,所以滑动变阻器应采用限流式接法,且应选择阻值与负载阻值凑近的,即选R1.电压表V1和V2串连,则电阻箱应与其中一个电压表并联.当电阻箱阻值变小时,V2示数变小,V1示数变大,所以V2与电阻箱并联.当电压表V2的示数为2.40V时,电压表V1的示数为1.60V;当电压表V2的示数为1.40V时,电压表V1的示数为2.10V,依照E总=E分方程可得,电压表V1的内阻与此时滑动变阻器接入电路的阻值相同,则滑动变阻器两端电压与电压表V1的电压相同,可得电源的电动势为5.60V,再依照闭合电路欧姆定律列方程有=,=,联立可得电压表V1的内阻为2.5k,电压表V2的内阻为10k.答案:(1)图见解析(2)R1(3)2.10(4)5.602.5104.电源的输出功率与外电路的电阻有关.图(甲)是研究它们关系的实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串连了一个定值电阻R0,把它们一起看做电源E(图中虚线框内部分).(1)在图(乙)中,按图(甲)画出连线,把所示的器件连接成实验电路.(电压表内阻约为3k,电流表内阻约为0.1)(2)实