电学实验的设计与探究

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1、电学实验的设计与探究(限时:45分钟)1.(201牛广东・34(1))某同学设计的可调电源电路如图1(a)所示,局为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合电键S.APB输出电压①用电压表测量力、〃两端的电压:将电压表调零,选择0〜3V挡,示数如图(b),电压值为V.②在接通外电路Z前,为了保证外电路的安全,滑片"应先置于端.③要使输出电压卩变人,滑片P应向端滑动.④若电源电路中不接入他,贝J在使用过程中,存在的风险(填“断路”或“短路”).答案①1.30®A③B④断路解析①读数为1.30V;②接通电路前,应该使滑片置于/端,使用电器

2、两端的电压为0,这样才能保证外电路安全;③要增大外电路电压,需要使滑片滑向3端;④如果电路中不接入保护电阻,可能造成电流过大,可调电源内电路出现断路现象,无法对外输出电压.1.(2014•安徽・21II)某同学为了测聚一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验.(1)他先用多川表进行了正确的测量,测量时指针位置如图2所示,得出电压表的内阻为3.00X103Q,此时电压表的指针也偏转了.已知多用表欧姆挡表盘中映刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数应为V(结果保留两位冇效数字).图2接电压衣(2)为了更准确地测

3、量该电压表的内阻Rv,该同学设计了如图3所示的电路图,实验步骤如下:A.断开开关S,按图3连接好电路;B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;C.将电阻箱&)的阻值调到零;D.闭合开关S;E.移动滑动变阻器的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V的位置;F.保持滑动变阻器人的滑片P的位置不变,调节电阻箱局的阻值使电压表指针指到1.5V的位置,读出此时电阻箱局的阻值,此值即为电压表内阻心的测最值;A.断开开关S.实验中可供选择的实验器材有:a.待测电压表b.滑动变阻器:最大阻值2000Qc.滑动变阻器:授大阻值10Qd.电阻箱:最大阻值9

4、999.9Q,阻值最小改变量为0.1Qe.电阻箱:最大阻值999.9Q,阻值最小改变量为0.1Qf.电池组:电动势约6V,内阻可忽略g.开关、导线若干按照这位同学设计的实验方法,冋答下列问题:①要使测量更精确,除了选川电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用(填“b”或“c”),电阻箱中选用(填“d”或“e”).②电压表内阻R、的测量值R测和真实值R丸相比,R测R真(填“〉”或“<”);若Ry越大,则用匚如越(填“大”或“小”).心答案(1)1.0(2)①cd②〉小解析⑴欧姆表的中值电阻即为其内阻值.由欧姆挡

5、中央刻度值为“15”可知欧姆表内阻为1.5X103Q,根据电阻分压原理可知,电压表的示数?心心3x1()J;5X1()3X3X103V=1.0V.(2)①明确半偏法测电阻的实验原理.由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知,滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻,故滑动变阻器选C.电阻箱的最大阻值应与电庄表内阻相近或大于电压表内阻,故电阻箱选d.②接入电阻箱后,电路总电阻阻值变大,干路电流变小,变阻箱心和电压表分担的电压变大,则U2UZ故尺计“V越大,―越接近真实值,故唱型越小・1.使川多川电表测量电阻时,多川电表内部的电路可以等效为一

6、个直流电源(一般为电池)、—•个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至X1Q挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:(1)仪器连线如图4所示(°和b是多用电表的两个衣笔).若两电表均正常工作,则衣笔。为(填“红”或“黑”)色.图4(2)若适当调节电阻箱后,图4所示,则多用电表的读数为中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图5(a)、(b)、(c)Q.电流表的读数为mA,电阻箱的读数为

7、(b)x100x10⑶计算得到多用电表内电池的电动势为V.(保留3位有效数字)答案⑴黑(2)14.053.04.6(3)1.54解析⑴多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进,黑表笔(负接线柱)流出,串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,所以可以判断电流是从a表笔流出的,a为黑表笔.E⑶当表头短接时电路电流最大,为表头的满偏电流『R+'将心取为+R为多用g电表的内阻,当待测电阻等于他时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以他又称为中值电阻.当选择XIQ挡测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Q,

8、在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Q,干路电流是53.0mA,则电源电动势是E=I(R内+人外)=0.053X(15+14)V=1.537V~1.54V.1.(1)实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,课外活动小组的同学设计了一个实验

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