安安法 伏伏法

1三、实验题(AA法/VV法)1.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．A．被测电流表A1：满偏电流约700～800，内阻约100Ω，刻度均匀、总格数为N；B．电流表A2：量程0.6A，内阻0.1Ω；C．电压表V：量程3V，内阻3kΩ；D．滑动变阻器R1：最大阻值200Ω；E．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ；F．电源E：电动势3V、内阻1.5Ω；G．开关一个.（1）选用的器材应为_____________．（填A→G字母代号）（2）在虚线框内画出实验电路图，并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．（3）测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A1的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig=________，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是_____________．【答案】（1）ACDFG（2）如图所示（3），U为电压表读数，RV为电压表内阻【解析】（1）电压表量程为3V，内阻3kΩ，满偏电流为Ig=A=1mA=1000μA，与待测电流表类似，可以当作电流表使用，与待测电流表串联即可；由于滑动变阻器用分压电路，故选D，故应选用的器材为：ACDFG.（2）题目中的电流表量程0.6A，偏大，不需要；采用滑动变阻器分压式接法，电压可以连续调节．电路图如图所示：（3）待测电流表总格数为N，电流等于电压表电流，为；电流表与电压表串联，通过他们的电流相等，指针偏转格数之比：，故，U为电压表读数，为电压表内阻.2.现有一只量程3mA、内阻约为100Ω的灵敏电流表（表头）．为了较准确地测量它的内阻，采用了如图甲所示的实验电路，实验室提供的器材除电源（电动势为2V，内阻不计）、电阻箱（最大阻值为999.9Ω）、开关和若干导线外，还有多个滑动变阻器和定值电阻可供选择（如表）．A．滑动变阻器R1（0～5Ω，1A）D．定值电阻R01（阻值为200Ω）B．滑动变阻器R2（0～200Ω，0.5A）E．定值电阻R02（阻值为25Ω）C．滑动变阻器R3（0～1750Ω，0.1A）F．定值电阻R03（阻值为5Ω）（1）按照实验电路，用笔画线代替导线，在如图乙所示的方框中完成实物图连接（部分导线已画出）．2（2）连接好电路之后，实验小组进行了以下操作：第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端，调节电阻箱的阻值为零；第二，闭合开关S，将滑片缓慢左移，使灵敏电流表满偏；第三，保持滑片不动（可认为a、b间电压不变），调节电阻箱R′的阻值使灵敏电流表的示数恰好为满刻度的．若此时电阻箱的示数如图丙所示，则灵敏电流表内阻的测量值Rg为Ω．（3）为较好地完成实验，尽量减小实验误差，实验中应选择的滑动变阻器和定值电阻分别为和（填表格中器材前的字母）．（4）要临时把该灵敏电流表改装成3.0V量程的电压表使用，则应将其与电阻箱（填“串联”或“并联”），并把电阻箱的电阻值调为Ω．【答案】（1）如图所示（2）102.5（3）FA（4）串联897.5【解析】（1）根据原理图可得出对应的实物图；如图所示；（2）由电阻箱的读数方法可得：R=1×100+2×1+5×0.1Ω=102.5Ω（3）定值电阻起保护作用，防止电源短路，则由欧姆定律可知定值电阻选F即可；滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器选择A；（4）要使电流表改装成3.0V的电压表，应串联一个电阻；由欧姆定律可知：Ig（Rg+R）=3.0V；解得：R=897.5Ω；3.某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图1所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．3（1）实验步骤如下；A．分别将R1和R2的阻值调至最大B．合上开关S1C．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数I1如图2甲所示，则I1=μAD．合上开关S2E．反复调节R1和R2的阻值，使G2的指针偏转到满刻度的一半，G1的示数仍为I1，此时电阻箱R2的示数r如图2乙所示，则r=Ω（2）仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“相等”）；（3）若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=．（用I、I1、r表示）【答案】（1）25.0508（2）相等（3）【解析】（1）C.微安表最小分度为1μA，故指针示数为：25.0μA；E.由电阻箱示数可知，电阻箱的读数为：（5×100+0+8×1）Ω=508Ω；本实验采用半偏法，故电阻箱的读数为表头内阻，故内阻为508Ω（2）由原理可知，表头与电阻并联，则当电流达到半偏时，两并联电阻相等．（3）扩大量程要并联电阻分流，并联的电阻为：=.4.现用伏安法研究某电子器件R1的（6V，2.5W）伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：A、直流电源（6V，内阻不计）；B、电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）；C、电流表A（0～0.6A，内阻未知）；D、滑动变阻器（0～20Ω，10A）；E、滑动变阻器（0～200Ω，1A）；F、定值电阻R0（阻值1990Ω）；G、开关与导线若干；（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）．（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用．（填写器材序号）（3）将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图（甲）所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Ob、Oa所示．电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻R1和R2阻值的和为Ω，R3接入电路的阻值为Ω．4【答案】（1）见解析图（2）D（3）204【解析】（1）本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因该电子元件内阻较小，故应选用电流表外接法，题目中没有给出电压表，因此需要用已知内阻电流表进行改装，具体实验原理图如下所示：（2）由于滑动变阻器采用分压接法，因此，在保证安全的前提下，选择总阻值小的，因此滑动变阻器应选用D．（3）R1和R2串联使用，因此它们的电流相等，由乙图可知R1和R2的相等电流为：I=0.25A，此时R1和R2的电压均为：U=2.5V，因此它们的电阻之和为：；此时R3两端的电压为：U1=6.0V﹣2.5V﹣2.5V=1.0V，此时接入电路中的电阻为：．5.某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻．给定的器材如下：A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω）B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知）C．滑动变阻器R0（0～100Ω，1A）D．定值电阻R（阻值990Ω）E．多用电表F．开关与导线若干（1）该同学再用提供的其他实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙上完成实物连线．（2）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=V，内阻r=Ω（保留2位有效数字）．【答案】（1）实物图如图5（2）7.65.0【解析】解：（1）在实物图的连接中，应注意导线在接在接线柱上，电表要保证红进黑出；实物连接如答图所示；（2）由电路图可知，电流表G与定值电阻串联充当电压表，则由闭合电路欧姆定律可得：1000I1=E﹣I2r；I1=-r；由数学知识可知，将图线延长，图象与纵坐标的交点为：7.6mA，故电源的电动势为：E=1000×7.6×10﹣3V=7.6V；图象的斜率为：k==5×10﹣3；故内电阻为：r=1000×5×10﹣3Ω=5.0Ω；6.在实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有：（a）待测电池：电动势E、内电阻r（b）电流表A1：量程0.6A，内阻r1=0.5Ω（c）电流表A2：量程1mA，内阻r2=200Ω（d）滑动变阻器R1：阻值0～20Ω，额定电流2.5A（e）电阻箱R2：9999Ω以及开关、导线、坐标纸等．为了测量待测电池的电动势和内电阻，请解答以下问题：（1）由于没有电压表，需将电流表A2和电阻箱R2改装成量程为2V的电压表，R2的电阻值应为Ω．（2）根据下图中设计的测量该电池电动势和内电阻的电路图，利用笔画线代替导线，将实物图连接好.（3）根据实验所测数据画出I2—I1图象如图所示，由此图象可求得该电源电动势E=，内阻r=.【答案】（1）6（2）（3）【解析】（1）根据串联电路规律可知，串联电阻阻值.（2）根据电路图可得出对应的实物图，如图所示：（3）由图乙所示图象可知，图象纵轴截距是，电源电动势：；路端电压，当纵轴表示路端电压时，图象斜率的绝对值等于电源内阻，则电源内阻7.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表A1（量程0﹣3mA，内阻Rg1=10Ω）C．电流表A2（量程0﹣0.6A，内阻Rg2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0﹣20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0﹣200Ω，lA）F．定值电阻R0G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），但坐标纸不够大，他只画了一部分图线，则由图线可得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω．（3）若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为A．I1（R0+Rg1）B．I1•R0C．I2（R0+Rg2）D．I1•Rg1．7【答案】（1）bD（2）1.480.84（3）A【解析】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，电路中电流最大为：Im=A=1.5A；故电流表至少应选择0～0.6A量程；故应将3mA故应将电流表G串联一个电阻，改装成较大量程的电压表使用．电表流A由于内阻较小；故应采用相对电源来说的外接法；故a、b两个参考实验电路，其中合理的是b；因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D（R1），（2）由图乙所示图象可知，图象纵轴截距是I1=1.49mA，电源电动势：E=I1（RA1+R0）=1.49×10﹣3A×（10Ω+990Ω）=1.49V；路端电压U=I1（RA1+R0），当纵轴表示路端电压时，图象斜率的绝对值等于电源内阻，则电源内阻r=×10﹣3Ω≈0.85Ω；（3）根据闭合电路欧姆定律可知U=E﹣Ir，若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为路段电压，而U=I1（R0+Rg1），即图线的纵坐标应该为I1（R0+Rg1），故选：A8.某实验小组用如图1所示实验电路测三节干电池组成的电池组的电动势和内阻，定值电阻3Ω．（1）滑动变阻器的滑片应移动到最左端，闭合电键后，在连续调节滑动变阻器滑片的过程中，电压表V2的示数（填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）根据实验测得的两个电压表的多组示数，作出U1一U2图象，如图2所示，由此得到电池组的电动势E=，内阻r=；（3）本实验引起系统误差的主要原因有．【答案】（1）增大（2）4.5V3Ω（3）电压表的分流作用【解析】（1）移动滑片过程，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路电流增大，定值电阻两端电压增大，电压表V2的示数增大．（2）由图示电路图可知，电源电动势：E=U1+Ir=U1+r，整理得：U1=E-U2，则：U1﹣U2图象图象的截距：b=E=4.5