1、1课时作业 13 电学实验与创新12018陕西宝鸡一模在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地测出电阻丝的电阻 Rx，设计了如图所示实验电路图来完成实验，实验器材如下：A待测金属丝( Rx约 5 )B电压表 V(量程为 01 V，内阻 RV1 k)C电流表 A(量程为 00.6 A，内阻 RA1 )D定值电阻 R1(阻值 R10.5 k)E定值电阻 R2(阻值 R22 k)F滑动变阻器 R3(010 )G滑动变阻器 R4(01 000 )H电源(电动势为 3 V，内阻很小)I开关、导线若干(1)实验中定值电阻应选用_，滑动变阻器应选用_(选填器材前面字母)；(2)用图中电路测量
2、该金属丝的电阻，若某次测量中，电压表的读数为 U，电流表的读数为 I，该金属丝电阻的表达式为： Rx_(用测出或已知的物理量的符号表示)解析：(1)电源的电动势为 3 V，而电压表 V 的量程为 01 V，内阻 RV1 k，必须通过串联电阻来扩大量程，因此定值电阻应选用 R2(阻值 R22 k)，从而达到 03 V 量程，待测金属丝阻值 Rx约 5 ，且滑动变阻器是限流式接法，因此滑动变阻器应选用R3(010 )(2)电压表的读数为 U，那么金属丝与电流表两端的总电压为 3U，由于电流表的读数为I，则金属丝电阻 Rx RA.3UI答案：(1)E F (2) RA3UI2某同学用伏安法测量待测电
3、阻的阻值现有器材为：待测电阻 R(阻值约为 5 )电源(电动势 3 V)滑动变阻器(阻值范围 010 )电流表(量程 0.6 A,3 A)电压表(量程 3 V,15 V)开关，导线若干实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用回答下列问题：(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为23 V，电流表的示数始终接近 0.写出产生这种现象的一个原因：_.(3)在连线正确后，闭合开关电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示由图可知，电压表读数为_ V，电流表读数为_ A由此可得待测电阻的阻值为_ (结果
4、保留 3 位有效数字)解析：(1)因为电源电动势为 3 V，则电压表的量程选用 3 V，根据欧姆定律知，电流的最大值大约 0.6 A，则电流表量程选择 0.6 A，根据实物图进行连线(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为 3 V，电流表的示数始终接近 0，产生这种现象的原因是待测电阻 R 断路，由于电压表内阻非常大，导致电流表电流接近 0，电压表电压测得是电源电压(3)由图可知，电压表的读数为 2.20 V，电流表的读数为 0.48 A，根据欧姆定律得，待测电阻 R 4.58 .UI 2.200.48答案：(1)如图所示 (2)待测电阻 R 断路(3)2.20 0.48 4
5、.5832018湖南重点中学模拟用下列器材组装成一个电路，使其既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r，又能描绘小灯泡的伏安特性曲线A电压表 V1(量程 6 V，内阻很大)B电压表 V2(量程 4 V，内阻很大)C电流表 (量程 3 A，内阻很小)D滑动变阻器 R(最大阻值 10 ，额定电流 4 A)E小灯泡 L(2 A,7 W)F电池组(电动势 E，内阻 r)G开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1的示数增大，则电压表 V2的示数减小(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整(2)每一次操作后，同时记录电流表 、电压表 V1和电压表 V2的示数，组成两
6、个坐标点( I， U1)、( I， U2)，标到 U I 坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势 E_ V，内阻 r_ (结果保留两位有效数字)3(3)在 U I 图象中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_ ，电池组的效率为_(结果保留两位有效数字)解析：(1)电路图如右图所示(2)由纵轴的截距可以求出电源的电动势 E5.5 V， U I 图线的斜率的绝对值表示内阻的大小，可以求出 r| | |1.0 . U I 5.5 2.03.5(3)交点处两个电压表的示数相同，故滑动变阻器的电阻为 0，由题图乙可知，交点处对应的电源的输出功率为 P1
7、 IU23.5 W7 W，电源的总功率 P IE25.5 W11 W，电池组的效率 100% 100%64%.P1P 711答案：(1)电路图如解析图所示 (2)5.5 1.0(3)0 64%42018湖北武汉模拟现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源(电动势约为 6 V，内阻不计 )，电压表 V1(量程 02.5 V，内阻约为 2.5 k)，电压表V2(量程 03 V，内阻约为 10 k)，电阻箱 R0(最大阻值为 9 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值为 3 k)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 500 )，单刀双掷开关一个，导线若干(1)在图(a)中完成实验电路原理图
8、的连线；(2)电路中应选用滑动变阻器_(选填“ R1”或“ R2”)；(3)按照下列步骤进行实验：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 6 k，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表 V1的示数为 1.60 V，电压表 V2的示数为 2.40 V；保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到 2 k，此时电压表 V1的示数如图(b)所示，其示数为_V，电压表 V2的示数为 1.40 V.(4)根据实验数据，计算得到电源的电动势为_ V，电压表 V1的内阻为_ k，电压表 V2的内阻为_ k.解析：(1)由于两个电压表的量程都小于电源的电动势，两个电
9、压表串联后的总电压仍然小于电源的电动势，故应该用滑动变阻器作为保护电阻如果只是测量电动势，可以采4用如图甲所示的电路，但是要想计算电压表 V1、电压表 V2各自的内阻，需要将电路改进，设计的电路有图乙、图丙所示的两种；而通过电压表 V1的最大电流约为 1 mA，通过电压表V2的最大电流约为 0.3 mA，故设计的电路应该选择图乙(2)根据(1)中电路图的连接，因为电压表的内阻较大，故滑动变阻器的最大阻值应该大于电压表 V1的内阻，故滑动变阻器应该选择 R1.(3)题图(b)所示的电压表的最小刻度为 0.1 V，故估读到 0.01 V，其读数为 2.10 V.(4)对图乙，设电压表 V1和电压表
10、 V2的内阻分别为 r1、 r2，示数分别为 U1、 U2，滑动变阻器的电阻调到 r，由闭合电路的欧姆定律，得 E U1 U2( )U2r2 U2R01r， E U 1 U 2( )r，其中 R016 k， R022 k，对电压表 V1和电压表U 2r2 U 2R02V2所在的电路，由串并联规律得 ， ，代入数据，联立解得U1r1 U2r2 U2R01 U 1r1 U 2r2 U 2R02E5.60 V， r12.5 k， r210 k.答案：(1)如图乙所示 (2) R1 (3)2.10 (4)5.60 2.5 105要测量灵敏电流表 G1的内阻 Rg1，实验室可供选择的实验器材如下：待测电
11、流表 G1(05 mA，内阻约为 300 )；电流表 G2(010 mA，内阻约为 100 )；定值电阻 R1(阻值为 300 )；定值电阻 R2(阻值为 10 )；滑动变阻器 R3(阻值为 01 000 )；滑动变阻器 R4(阻值为 020 )；干电池( E3 V，内阻不计)；开关 S 及导线若干(1)实验中要求电流能从零开始调节，定值电阻和滑动变阻器应分别选择_(填写器材前的序号)请在虚线框中画出符合要求的实验电路图(2)按电路图连接实物后，进行多次测量，记录电流表 G1、G 2的读数 I1、 I2，以 I2为纵坐标， I1为横坐标，作出相应图线如图甲所示写出待测电流表的内阻的表达式Rg1
12、_(用 I2I1图线的斜率 k 及定值电阻的符号表示)(3)若实验中测得 Rg1320 ，利用图乙所示电路可将电流表 G1改装成量程为 015 mA 和 050 mA 的双量程电流表，由题给条件和数据，计算并联电阻的阻值5RA_， RB_.解析：(1)由于待测电流表 G1量程小于电流表 G2的量程，根据欧姆定律可知应将与待测电流表内阻接近的定值电阻 R1与其并联，所以定值电阻应选；由于滑动变阻器采用分压式接法时，滑动变阻器的最大阻值越小调节越方便，所以应选择最大阻值较小的.(2)根据欧姆定律应有 I2 I1 IR1 I1 I1 kI1，即斜率 k ，解得I1Rg1R1 R1 Rg1R1 R1 Rg1R1Rg1( k1) R1；(3)量程为 015 mA 时有：15 mA I1 IAB I1 I1(1 )，I1Rg1RA RB Rg1RA RB代入数据整理可得 RA RB160 ；量程为 050 mA 时有：50 mA I1 IA I1 I1(1 )，代入数据整理可得 9RA320 RB，联立解得 RA48 I1 Rg1 RBRA Rg1 RBRA， RB112 .答案：(1)、 电路图如图所示 (2)( k1) R1 (3)48 112
