高三物理电磁学实验试题答案及解析_.docx
《高三物理电磁学实验试题答案及解析_.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高三物理电磁学实验试题答案及解析_.docx(83页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高三物理电磁学实验试题答案及解析1. (7分)如图甲所示为某一测量电路,电源电压恒定。闭合开关S,调节滑动变阻器由最右端滑动至最左端,两电压表的示数随电流变化的图象如图乙所示,可知:_(填“a”或“b”)是电压表V2示数变化的图象,电源电压为_V,电阻Rl阻值为_,变阻器最大阻值为_。【答案】b;6V;10;20【解析】滑动变阻器由最右端滑动至最左端时,电路中的电阻减小,电流增大,则V1读数增大,V2读数减小,故b是电压表V2示数变化的图象;电源电压不变由图象可知,电源电压是6V;电阻Rl阻值为;由图象可知,滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器两端电压为4V,电路电流为0.2A,则滑动变阻
2、器的最大阻值;【考点】测量电动势;欧姆定律的应用。2. (10 分)某同学设计了如图丁所示的电路测量一个量程为 3V 的电压表的内电阻(几千欧) ,实验室提供直流电的电动势为 6V,内阻忽略不计;请完成图戊的实物连接;在该实验中,认为当变阻器的滑片 P不动时,无论电阻箱的阻值如何增减,aP两点间的电压保持不变;请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是:_;A变阻器 A(0-2000,0.1A) B变阻器 B(0-20,1A) C变阻器 C(0-50,1A)连接好线路后,先将变阻器滑片 P调到最_端,并将电阻箱阻值调到_(填“0”或“最大” ),然后闭合电键 S,调节 P,使电压表满偏,此后滑片 P保
3、持不动;调节变阻箱的阻值,记录电压表的读数;最后将电压表读数的倒数U1与电阻箱读数 R描点,并画出图已所示的图线,由图象得,待测电压表的内阻值为_。(保留两位有效数字)【答案】连线见解析; B ;左;0; 3.0103(3.0k)【解析】电路连线如图;因为电压表阻值较大,故当滑动变阻器阻值越小时,电压表与滑动变阻器中aP两点间的电阻并联后越接近aP两点间空载时的电阻,可使得无论电阻箱的阻值如何增减,aP两点间的电压保持不变;故滑动变阻器选择B;连接好线路后,先将变阻器滑片 P调到最左端,并将电阻箱阻值调到0,然后闭合电键 S,调节 P,使电压表满偏,此后滑片 P保持不动;由于电压表满偏电压为3
4、V,则当滑动端P保持不动时,电压表及电阻箱两端的电压之和3V,即,整理可得:,则RV=3.0k。【考点】电压表内阻的测量;3. 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来测算螺线管使用的金属丝长度(金属丝材料已知)。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:a机械调零后,将红、黑表笔分别插入多用电表的“+、“一”插孔,选择“1”的电阻档;b_(填写b步骤的操作);c把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图甲所示,测得金属丝电阻为_;利用电路更准确测量金属
5、丝Rx石的电阻,为了减少实验误差,应选用_(选填“乙”或“丙”)电路;如图丁所示,使用螺旋测微器测得金属丝的直径为_mm。由以上测得的实验数据及查表得到的金属丝电阻率值,可测算出金属丝的长度。【答案】(1)欧姆调零丙【解析】(1)、欧姆调零是将红、黑表笔短接,调整调零旋钮使其电流达到最大,则此时刻度盘上的读数为零欧姆表的示数为4.0;金属丝电阻比较小,电流表电阻也比较小,所以应该采用电流表外接法。我们希望通过移动滑动变阻器读出电压表电流表较广的读数,那么采用滑动变阻器的分压接法可以实现所以采用滑动变阻器的分压接法,故电路图选丙;螺旋测微器的读数为【考点】考查了测量金属丝电阻率实验4. 下面的实
6、验你可能用到这样一个原理:图1电路可等效为图2的电源,若图1中电源的电动势为E0,内阻为r0,电阻为R;图2中等效电源的电动势为E,内阻为r可以证明请完成下列实验(1)某同学在“测定电源的电动势和内阻”实验时,他们采用图3的实验电路进行测量,图4给出了实验所需要的各种仪器,请你按电路图把实物连成实验电路这位同学测量时记录了5组数据,并将数据填入了表格中请你根据这些数据在坐标系图5画出图线根据图线求出电池的电动势E=_V,内阻r=_(结果保留到小数点后两位)次数12345I0.150.250.360.450.56U1.401.351,301,251.20这位同学对以上实验的系统误差进行了分析其中
7、正确的是_A主要是由电压表的分流引起的B主要是由电流表的分压引起的C电动势测量值小于真实值D内阻测量值大于真实值(2)另一个同学用一支电流计,滑动电阻器(满偏电流为Ig,内阻为r),滑动变阻器,干电池(电动势为E,内阻为r)设计了如图6的电路,该电路被称为顺向刻度欧姆电流表,即指针不偏时,被测电阻为零,指针偏满时,被测电阻为,该电表已调整好,令此时若电流计满刻度的格数为N,当红黑表笔间接被测电阻Rx时,指针偏转格数为,则Rx=_(用R0表示)【答案】(1) (2分)1.470.01V(1分) 0.500.02(1分)作图(1分)AC(2分)(2) 3R0(3分)【解析】(1)按照电路图连接;(
8、2)根据闭合电路的欧姆定律可得:图象纵轴截距表示电动势大小,斜率表示内电阻;(3)电流表测的不是干路电流,所以引起误差的原因是电压表分流;(4)电表已调整好,表明红、黑表笔间未接待测电阻时,电流计指针正好满偏,此时电流计两端电压为。将该电路整体视为等效电源,红、黑表笔相当于等效电源的负极和正极,此时等效电源外电路处于断路,红、黑表笔间电压的大小等于等效电源电动势大小,红、黑表笔分别与电流计负、正接线柱电势相等,所以。根据题干已知条件,可知为等效电源内阻。当红、黑表笔间接被测电阻时,指针偏转格数,表明此时红黑表笔间电压,即等效电源外电压为,则等效电源内阻分得电压为,所以,此时等效电源的外电阻。【
9、考点】本题考查测量电源的电动势和内阻及多用电表的使用5. 某实验小组利用图甲所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。(1)所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系上画出UI图像(2)根据所画的图像,可求得该电池的电动势为V内电阻为(保留两位有效数字)。(3)某同学想测量一个水果电池的内阻,已知水果电池的内阻约为几千欧。实验室提供了电阻箱、内阻为几千欧的电压表和一个内阻为几欧的电流表,他设计了图乙和图丙两种方案,若实验时调节电阻箱,电压表和电流表均匀有明显变化,为了使测量尽可能准确,应选择图(填“乙”或“丙”)所示的方案,利用该方案进行实验时,测量结果的系统误差偏(填“大”或“小”)。【答案】(1
10、)图象如图所示;(2)2.0;0.81;(3)丙;大【解析】(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图象如图所示:(2)由图示U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为2.0,则电源电动势E=2.0V,电源内阻r=0.81;(3)水果电池的内阻约为几千欧,内阻为几千欧的电压表,一个内阻为几欧的电流表,电源内阻太大,图乙所示电路图中电压表分流对实验影响较大,实验误差较大,图丙所示电路中,由于电源内阻很大,电流表内阻较小,电流表内阻对实验误差影响较小,实验误差较小,为减小实验误差,应选择图丙所示电路,由图丙所示电路进行实验,由于电流表分压作用,测量结果误差较大【考点】本题
11、考查测定电源的电动势和内阻。6. 寒假期间,某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组现在要测量该电池组的电动势和内阻(电动势约为2V,内阻在1k2k之间),实验室现有如下器材各一个:多用电表:欧姆挡(1,10,100,1k)直流电流挡(005mA,01mA,010mA,0100mA)直流电压挡(005V,025V,010V,050V,0250V,0500V)电压表:(03V,015V)电流表:(006A,03A)滑动变阻器:R1(010),R2 (02000)开关及导线若干(1)该小组同学先用多用电表直流电压“025 V”挡,粗测了电池组的电动势,指针稳定时如图甲所示,其示数为_V(结果保留两位
12、有效数字);(2)为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻,采用伏安法测量,应选_测电压,选_测电流(填电表名称和所选量程);滑动变阻器应选_(填电阻符号);(3)请设计实验电路,并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图【答案】(1)1.8V;(2)电压表,0-3V;多用电表直流电流档1mA;R2;(3)连线图见解析;【解析】(1)万用表读数为1.8V;(2)用伏安法测量电源的电动势及内阻,应选用0-3V的电压表测量电压,因为通过水果电池的最大电流不超过1mA,故选择多用电表直流电流1mA档;因为电池内阻在1k-2 k之间,所以滑动变阻器选择R2;(3)实物连线如图所示。【考点】测量电源的
13、电动势及内阻;7. (10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。.几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则d应选下表中的 (用表中编号D、E、F表示)。(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。用毫米刻度尺测量金属
14、丝长度为L=80.00cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为 。按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U 数据描在图中所示的坐标系上。由图可求得金属丝电阻R= ,该金属丝的电阻率 = m(保留两位有效数字)。【答案】(1)不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比; E;(2)1.600mm;0.5;1.310-6;【解析】(1)不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比;由固定变量法可知,d应该与镍铬合金材料不同,长度和截面积相同的导体,即为E;(2)金属丝的直径为:d=1.5mm+0.01mm10.0=1.
15、600mm;连接U-I图线上的各点,得到此电阻的U-I线如图:由图线求得直线的斜率,即为电阻的阻值:;该金属丝的电阻率【考点】“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验。8. (10分)(1)小宁同学在课外读物上看到一些果蔬也可以制成电池,于是尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”,并利用实验室里提供的灵敏电流计G(内阻未知,量程为300A) ,电阻箱(09999.9),锌板、铅板各一块,开关一只,导线若干,按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势,调节电阻箱,得到了多组数据,其中2组为I1=140A,R1=5000,I2=210A,R2=2700,则可求出该电池的电动势E=_ V (保留3为有
16、效数字)(2)小华认为利用第(1)题的2组数据也可以求得电池内阻,但是由于G表内阻未知,不是很精确,为了精确测量出内阻应先测出G表内阻Rg,他按照图2连好电路(其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器,G1、G2为完全相同的电表),具体操作如下:S1闭合前,调节电位器阻值达到最大,闭合S1、S2,断开S3;调节电位器使G1、G2示数均为I=200A;保持电位器阻值不变,闭合S1、S3,断开S2;调节电阻箱阻值,使G1示数A, 此时电阻箱示数如图3。根据以上步骤得到的结果,求出“马铃薯电池”的内阻r=_(3)小明想利用图像法处理数据,更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻,请在下列方框里设计数据
17、记录表格【答案】(1)0.966 V (2) 1800 (3)见解析【解析】(1)由闭合电路欧默定律得:,联立两个方程得E=0.966v;(2)由(1)中两个方程可以求得,可以读得电流表的内阻为100,所以电源的内阻为1800.(3)表格设计如下:123456R/I/A/A-1【考点】测电源的电动势和内阻9. 测量一未知电阻的阻值(1) 某同学首先用多用电表粗测电阻的大小,将多用表选择开关置于10挡,调零后,将红黑表笔分别接电阻两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为_.(2) 接着该同学计划用VA法准确测量电阻的阻值,提供的实验器材有:8V直流电源;电压表(010V,内阻约20k);电流表(
18、050mA,内阻约10);滑动变阻器(020,1A);开关和导线请根据实验要求和提供的器材,参考下面未完全连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路图,并完成下面实物电路未连接的导线(3) 在上述(2)的实验中,连接好电路后,闭合开关,发现电流表和电压表皆没有读数,该同学用多用电表检查电路故障他的操作如下:选用多用电表的直流电压挡,将红、黑表笔分别接在:电源正负极间;变阻器电阻丝的两端;电流表“”接线柱和电压表“”接线柱之间,结果多用电表的指针均发生偏转,则可能是连接_之间的导线发生了断路(4) 实验中移动变阻器滑动头,记下多组电流表、电压表读数(U,I),然后在坐标纸上作出U-I图线,图线
19、的_大小表示待测电阻阻值在这个实验中,测量值_真实值(填“”“”或“”)【答案】 (1) 200(2) 如图所示(3) 连接电流表和电压表;(4) 斜率;【解析】试题分析:由图甲所示欧姆表可知,所测电阻阻值为:2010=200。(2)由于滑动变阻器最大阻值为20,远小于待测电阻阻值200,如果滑动变阻器采用限流接法,移动滑动变阻器滑片时,电路电流及待测电阻电压变化范围较小,不能进行多次测量,因此滑动变阻器应采用分压接法;电压表内阻是20k,电流表内阻是10,待测电阻阻值约为200,相对来说电压表内阻远大于待测电阻阻值,因此电流表应采用外接法,实验电路图如图所示;根据实验电路图连接实物电路图,实
20、物电路图如图所示(3)闭合开关,发现电流表和电压表皆没有读数,说明电路存在断路;用电压表测:电源正负极间、变阻器电阻丝的两端、电流表“-”接线柱和电压表“+”接线柱之间,结果多用电表的指针均发生偏转,说明各测试连点之间不存在断路,因此电路断路位置在连接电流表和电压表之间的导线断路(4)根据欧姆定律得:U=IR,则U-I图线的斜率大小表示待测电阻R阻值,因为电流表外接法,由于电压表分流,使电阻测量值小于真实值【考点】伏安法测电阻;用多用电表测电阻10. 某同学对有故障的电热毯进行探究如图甲是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接如图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻
21、很大,可视为理想电表(1)请在下面画出与图乙对应的电路图(2)断开K1,用上述测试电路在1和1之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的UI曲线如图丙所示已知电热线材料的电阻率为2.8107 m,电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为_k,总长度为_m(结果均保留两位有效数字)(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对如图中甲所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示由此测试结果可判断出电路有断路,位置在_之间(在“1和2”、“1和2”、“2和3”、“2和3”中选填一项).测试点3和31和11和31和22和3电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理 电磁学 实验 试题答案 解析
限制150内