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甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材:电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)及滑动变阻器R、电键S、导线。实验电路如图甲所示。

(1)连好电路后,当该同学闭合电键S,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好,且电路未发生短路;他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接bc和、de时,示数均为0,把两表笔接cd 时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是:_________________。
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上,作出乙图所示的U—I图线,该图存在多处不妥之处,请指出。(指出两处不妥之处)。
                                                                                   
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
U/V
2.93
2.87
2.85
2.77
2.75
2.70
 
(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图丙所示的电路,丙电路中电阻R0应该选取下列备选电阻的哪一个?
答:          

A.1Ω     B.5Ω    C.10Ω    D.20Ω
(1)滑动变阻器R断路;(2)①U轴坐标起点选取不当;②U、I轴没有标记用何单位;③没有把不在直线上的点均匀分布直线两侧。(3)B

试题分析: (1)由于电流表示数为零,电压表示数不为零,说明电路出现断路.若电路中只有一处断路,用电压表两表笔逐段(如ab、bc、cd、…)依次并联进行测量,若与哪一段电路并联时电压表指针偏转,说明此段电路断路.原因是如果电路中仅有一处断路,那么整个电路的电势差全部降落在断路之处,其余各处电压均为零.所以当电压表两表笔接cd时,由于示数与电压表的示数相同,故与电压表并接的两点之间断路,应是滑动变阻器发生断路故障。
(2)由图3可知,图线几乎分布在一个很小的区域内,原因是电压U的取值范围在2.70~3.00V之间,而U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥;此外该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥;还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上,不在直线的点应尽量对称分布在直线的两侧,偏离直线太远的点应去掉,该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥之处。
(3)保护电阻R0应大约为,故B选项正确。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选______(选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整.
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图.根据测量数
据作出
1
U
-
1
R2
图象,如图丙所示.若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=______,内阻r=______(用k、b和R2表示).该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因是______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图为某同学在进行“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时所用的电路,小灯泡的规格(2.5V,0.3A).
(1)该同学在调节滑动变阻器的过程中发现无论怎么调节,电压表的示数总不能到达0,请观察实物连接图如图1,指出哪个器材再连接时出现了问题?______(请选择器材的编号)
A、电压表 B、小灯泡 C、滑动变阻器 D、电键

(2)在修正了错误以后,这位同学通过实验侧得到了以下实验数据,请你根据实验数据,在答题卷相应的位置作出小灯泡的伏安特性曲线.
U/V0.100.300.500.700.901.101.301.702.002.202.50
I/A0.080.150.170.180.190.210.220.250.270.290.30
(3)这位同学在做实验时,偶然发现电压从0逐渐增加到2.5V和从2.5V逐渐减少到0的两个测量过程总,在电压表的示数调到相同电压情况下,所对应的电流数值略有不同,于是他想到了应该对这2次测量的结果取平均值,通过你对实验操作过程的思考,你认为这样做合适吗?并说明理由______.
(4)该同学又进行思考,电压与电流的比值即为在该温度下小灯泡的电阻,他想到是不是可以用多用电表测电阻值的方法来验证他测量数据的正确性,他在电路正常工作时,把多用电表的红黑表笔接在小灯泡的两端,测得的结果如图2所示,请正确读出电阻值______,通过对比小灯泡额定电压下的电阻,说出他再操作上存在的问题______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:

A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表Al(0.6 A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6 A,内阻r2约为1 Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=______________(用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=______________。(各物理量单位均为国际单位)

(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________。
A.1 Ω             B.5 Ω            C.10 Ω            D.20 Ω

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(1)要用伏安法测量Rx的电阻,已知电压表内阻 约几kΩ,电流表内阻约1Ω,若采用甲图的电路,Rx的测量值比真实值    (选择“偏大”或“偏小”),若Rx约为10Ω,则采用    __(选“甲图”或“乙图”)的电路误差较小

(2)无论是用甲图或乙图测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的测量误差,有个研究性学习小组设计了以下的实验方案:
I.按如图丙所示的电路进行测量,则由电压表、电流表内阻造成的误差可以基本消除,具体的实验步骤如下:
①闭合开关S1,开关S2接2,调节可变电阻RP和RW,使电压表和电流表的示数都较大,并读出此时电压表和电流表的示数U1和I1
②保持RP的阻值不变,____________
(A)请你在②的横线上用简要的语言(含物理量)写出未完成的主要操作步骤。
(B)写出待测电阻Rx的表达式:Rx=________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻.
⑴他先用多用表电压档直接接在电源两极,读数如图甲,则电源电动势约为   V.

⑵为了更准确的测量电源的电动势和内电阻,他用多用表的“直流100mA”档设计了如图乙的测量电路,为了电表安全,请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为     Ω.

⑶将多用电表的选择开关从OFF旋转至“直流100mA”档,调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关从多用表上读出相应的示数I.
⑷重复⑶获得多组数据,根据数据作出了如图丙所示的图线.

⑸由图线得干电池的电动势E=   V(保留三位有效数字),内阻r=   Ω (取整数),多用表的内电阻
   (选填“E”、“r”或“E和r”)的测量结果有影响。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学在做测定小灯泡功率的实验中,优化设计电路,正确测得如下一组U和I的数据:

(1)在图中画出I—U图线:                
(2)在图线上可看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是;         
(3)做实验所用到的仪器有:恒压电源E,电流表(量程:0~0.6A,内阴约100),电压表(量程:3V,内阻约2500),滑动变阻器,开关,导线若干.请根据实验数据,在虚线框内补画电路图.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,计算结果由计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数;若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 ① (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1 ② (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2  ③ (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

一节干电池,电动势大约为1.5V.内电阻约为0.5Ω.某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻,他们在老师的支持下得到了以下器材:
A.电压表V(15V,内阻RV约为5kΩ)
B.电流表G(量程3.0mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻RA=0.50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻器R3=990Ω
G.开关S和导线若干
(1)为了尽可能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验小组设计了如图1所示的电路图,请填出图中a、b、c处应选用的器材分别是 _________  _________  _________ .(填写器材序号)
(2)同学们根据该方案测出相关数据,并在坐标系内作出相应的图线如图所示.根据该图线可以求出电源的电动势E= _________ V(保留三位有效数字),电源的内阻r= _________ Ω(保留两位有效数字).

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