二十、電學創(chuàng)新實驗1.（10分）（2013江蘇蘇南四校聯(lián)考）指針式多用表是實驗室中常用的測量儀器，請完成下列問題：（1）在使用多用電表測量時，指針的位置如圖（a）所示，若選擇開關(guān)撥至“×1”擋，則測量的結(jié)果為_________；若選擇開關(guān)撥至“50mA”擋，則測量結(jié)果為__________。（2）多用電表測未知電阻阻值的電路如圖（b）所示，電池的電動勢為ε、內(nèi)阻為r， R0為調(diào)零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流I與待測電阻的阻值Rx關(guān)系圖像如圖（c）所示，則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為_____________________；（3）下列根據(jù)圖（c）中I-Rx圖線做出的解釋或判斷中正確的是（ ）（多選）A．因為函數(shù)圖線是非線性變化的，所以歐姆表的示數(shù)左右B．歐姆表調(diào)零的實質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0使Rx=0時電路中的電流I=Ig C．Rx越小，相同的電阻變化量對應(yīng)的電流變化量越大，所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D．測量中，當Rx 的阻值為圖（c）中的R2時，指針位于表盤中央位置的左側(cè)2．（分）在測定直流電動機的效率實驗中，用所示測定一個額定電壓為6、額定功率為3的直流電動機的機械效率。（1）圖；（2）實驗中保持電壓恒為6V，重物每次勻速上升的高度均為1.5m電動機的電流I/A0.20.40.60.82.5所提重物的重力mg/N0.82.04.06.06.5重物上升時間t/s1.41.652.12.7∞計算電動機效率η的表達式為________（用符號表示），前4次實驗中電動機工作效率的平均值為________。（）估算電動機線圈的電阻Ω。，（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.4解析：在第5次實驗中，電動機沒有運轉(zhuǎn)，重物沒有上升，電動機的輸出功率是0；由U=IR可估算電動機線圈的電阻Ω。3．如圖（a）所示為某同學設(shè)計的電子秤原理圖，其中E是電動勢為3V的電源（內(nèi)阻不計），A是電流表（在設(shè)計中計劃被改成電子秤的示數(shù)表盤），R0是阻值為5Ω定值電阻，R是一根長為6cm、阻值為15Ω的均勻電阻絲。c是一根金屬彈簧（電阻不計），其壓縮量ΔL與所受壓力F之間的關(guān)系如圖（b）所示，c頂端連接有一個塑料盤。制作時調(diào)整彈簧的位置，使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端。（計算中g(shù)取10m/s2）（1）當電流表示數(shù)為0.3A時，所稱重物的質(zhì)量為____________； （2）該設(shè)計中使用的電流表的量程最小為__________，該電子秤的稱量范圍為____________；（3）將電流表的表盤改制成的電子秤示數(shù)盤有哪些特點？（請至少寫出兩個）123456789101112U/V0.00………2.602.722.802.923.003.173.303.50I/mA0.00………1.295.778.7119.0527.3038.8650.6368.00①實驗室提供的器材如下：電流表（量程0-0.6A，內(nèi)阻約1Ω）電流表（量程0-100mA，內(nèi)阻約50Ω）電壓表（量程0-6V，內(nèi)阻約50kΩ）電壓表（量程0-15V，內(nèi)阻約60kΩ）電源（電動勢6V，內(nèi)阻不計）滑動變阻器（阻值范圍0-10Ω，允許最大電流3A）開關(guān)，導線該同學做實驗時，電壓表選用的是 ，電流表選用的是 （填選項字母）；②請在右圖中以筆劃線代替導線，按實驗要求將實物圖中的連線補充完整；③開關(guān)S閉合之前，右圖中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于 （選填“A端”、“B端”或“AB正中間”）。④若該LED燈泡的額定電壓為3V，則此LED燈泡的額定功率為 。答案：①C B ②完整電路如圖所示 。③A端 ④8.19×10-2W。5．有一內(nèi)阻未知（約25k～35k）、量程未知（約25'V一35V），共有30個均勻小格的直流電壓表V 。某同學在研究性學習過程中想通過上述電壓表測量一個多用表中歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢，當表針處于多用電表刻度盤正中央時，他從刻度盤上讀出表針所指的電阻刻度為30。（1）請將他在實驗過程中用多用電表測電壓表內(nèi)阻的電路連接起來歐姆檔的選擇開關(guān)應(yīng)撥至倍率ד ”。（2）在實驗中，該同學讀出電壓表的讀數(shù)為U,歐姆表指針所指的刻度為n，并且在實驗過程中，一切操作都是正確的，請你導出求歐姆表電池的電動勢表達式E 。（3）若在實驗過程中測得該電壓表內(nèi)阻為30k，為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用，要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度，標準電壓表V l：量程3V，內(nèi)阻3k電流表A:量程0～3A，內(nèi)阻01Ω滑動變阻器R:總阻值lk穩(wěn)壓電源E: 30V，內(nèi)阻不能忽略； 電鍵、導線若干在右邊方框中畫出實驗電路圖，并標明所選儀器的符號選用記錄數(shù)據(jù)中的任一組，寫出計算待測電壓表V的量程的表達式Ug= 。式中各字母的意義是： 。U。（3）①如圖。②Ug=300 其中N為電壓表V指針所指格數(shù)，U1為電壓表V1的讀數(shù)。解析：由于直流電壓表V25kΩ～35k用多用電表測電壓表內(nèi)阻歐姆檔的選擇開關(guān)應(yīng)撥至倍率×當表針處于多用電表刻度盤正中央時，他從刻度盤上讀出表針所指的電阻刻度為30。電壓表的讀數(shù)為U,歐姆表指針所指的刻度為n，U。設(shè)標準電壓表V1的讀數(shù)為U1，則標準電壓表V1中電流為Uk，設(shè)待測電壓表V的量程Ug，每格電壓為Ug/30，若待測電壓表V Ug/30÷30k，由Uk= N Ug/30÷30k，解得Ug=300。6.（2013浙江省杭州市一模）某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化。這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”�，F(xiàn)用如圖所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實驗室中有下列器材：A．電源E（3V，內(nèi)阻約為1Ω）B．電流表A1（0.6A，內(nèi)阻r1=5Ω）C．電流表A2（0.6A，內(nèi)阻r2約為1Ω）D．開關(guān)S，定值電阻R0（1）為了比較準確測量電阻Rx，請完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計。（2）在電阻Rx上加一個豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，A1讀數(shù)為I1，A2讀數(shù)為I2，得Rx= （用字母表示）。（3）改變力的大小，得到不同的Rx值。然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值。最后繪成圖像如圖所示。除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F增大而均勻減小外，還可得到的結(jié)論是 。當F豎直向下時可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx= 。7．（8分）（2013上海市閘北區(qū)期末）如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場�，F(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側(cè)邊豎直且等長；直流電源電動勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關(guān)。此外還有細沙、天平和若干輕質(zhì)導線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時細沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1），向外；（2）向上，（每空2分）解析：設(shè)U形金屬框質(zhì)量M，將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，m1g=Mg。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，m2g=Mg+BIL，I=E/2r，聯(lián)立解得B=，由左手定則可得磁場方向垂直紙面向外。將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，此時電路中電流減小，所受安培力BIL減小，則U形金屬框D向上加速，電流I’=E/3r，由牛頓第二定律，m2g-（Mg+BI’L）=(m2+M)a，聯(lián)立解得加速度大小為a=。8．(8分)（2013上海市徐匯區(qū)期末）“研究回路中感應(yīng)電動勢E與磁通量變化快慢的關(guān)系”實驗，如圖1所示：（1）某同學改變磁鐵釋放時的高度，作出E-△t圖象尋求規(guī)律，得到如圖2所示的圖線。由此他得出結(jié)論：磁通量變化的時間△t越短，感應(yīng)電動勢E越大，即E與△t成反比。① 實驗過程是________的（填寫“正確”“不正確”）；② 實驗結(jié)論：__________________________________________（判斷是否正確并說明理由）。（2）對實驗數(shù)據(jù)的處理可以采用不同的方法①如果橫坐標取_____________，就可獲得如圖3所示的圖線； ②若在①基礎(chǔ)上僅增加線圈的匝數(shù)，則實驗圖線的斜率將__________(填“不變”“增大”或“減小”)。圖3E/v0圖2△t/sE/v0A電動機V-+電動機秒表米尺14131254311109876210592857552624532251204918471645141243104139837635433231050（c）（b）（a）RgR0rεRxGR2R1I0RxIg0圖1-+電動機秒表米尺141312543111098762105928575526245322512049184716451412431041398376354332312013年高考期末一模聯(lián)考物理新題精選分類解析 專題20 電學創(chuàng)新實驗
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