物理20分钟专题突破（19）

电学实验

1．一直流电压表V，连成为1V，内阻为1000Ω。现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻R₁与此电压表串联，以扩大电压表的连成。为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R₂=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S₁、S₂及若干导线。

（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.

（2）连线完成以后，当S₁与S₂均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S₁闭合，S₂断开时，电压表的示数为0.70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为        V，电源电动势为         V.

2．右图为一电学实验的实物连线图． 该实验可用来测量待测电阻R_x的阻值(约500Ω)． 图中两具电压表量程相同， 内阻都很大． 实验步骤如下：

①调节电阻箱， 使它的阻值R₀与待测电阻的阻值接近； 将滑动变阻器的滑动头调到最右端．

②合上开关S．

③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动， 使两个电压表指针都有明显偏转．

④记下两个电压表V1和V2的读数U₁和U₂

⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置， 记下V1和V2的多组读数U₁和U₂

⑥求R_x的平均值．

回答下面问题:

（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为， 滑动变阻器的符号为，其余器材用通用的符号表示。

（Ⅱ）不计电压表内阻的影响，用U₁、U₂和R₀表示R_x的公式为R_x=___________

（Ⅲ）考虑电压表内阻的影响， 用U₁、U₂、R₀、V1的内阻r₁、V2的内阻r₂表示R_x的公式为R_x=__________________

3．用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大。此组操作是                     。（填选项前的字母）

A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮

B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮

C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮

D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮

4．用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。

    微安表μA(量程200μA，内阻约200)；

    电压表V(量程3V，内阻约10K)；

    电阻R(阻值约20k)；

    滑动变阻器R(最大阻值50，额定电流1 A)．

    电池组E(电动势3V，内阻不计)；

开关S及导线若干。

5．图为用伏安法测量电阻的原理图。图中， 为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω。E为电源，R为电阻箱，R_x为待测电阻，S为开关。

    （l）当开关闭合后电压表读数U＝l.6V，电流表读数I＝2.0mA。若将作为测量值，所得结果的百分误差是____________。

    （2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得屯压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是______________。

 

6．（1)某该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：

  电阻　Ｒ

    (Ω)

121.O

50.O

23.9

IO.O

3.1

导线直径　d

    (ｍｍ)

O.80l

0.999

1.20l

1.494

1.998

导线截面积　S

  (ｍｍ^２)

O.504

0.784

1.133

1.753

3.135

      请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反    比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系．

（2）直接用两组R、S值相乘（50×0.784=39.2，10.0×1.753=17.53），可得RS明显不相等，可迅速判断结果“不满足”；并同时可简单计算50.0×0.999⁴≈50×1，10×1.494⁴≈10×1.5⁴=50，两者接近相等，即R与d的四次方成反比，可迅速得出R与S²成反比。计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便，如本题中的（50.0，0.999，0.784）和（10.0，1.494，1.753）。

(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10^-7Ω?m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l=        ｍ(结果保留两位有效数字)

7．某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。

（1）他分别将L₁、L₂接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。

（2）接着他将L₁和L₂串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₂（6V，10W），单刀双掷开关S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L₁亮，右转向灯L₂亮而左转向灯L₃不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L₁亮，左转向灯L₃亮而右转向灯L₂不亮。

 

 

 

 

 

 

 

 

1．答案：7，6.3

解析：（1）将待测电压表与标准电阻串联后与电源连接即可。设电源电动势为E，则由闭合电路欧姆定律，当两开关都闭合时，R₂被短路，有：当S₁闭合，S₂断开时，解两式得：R₁=6000Ω ，E=6.3V；根据串联分压原理，可得电压表量程为7V。

 

2．答案： I  电路如图：.

II

III.

解析：不计电压表内阻，根据串联分压原理，有：

可考电压表内阻影响，则R_０与R_ｖ１的并联电阻与R_ｘ与Ｒ_ｖ２的并联电阻串联分压，即：解得：。    3．答案：C

解析：调整扫描微调旋钮，使该信号显示出两个完整的波形，调整Y增益旋钮，使波形幅度增大。

4．答案：实物连接如图

解析：从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R₀的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法，变阻器的电阻比较小，所以电源电路采用分压法。

5．答案：(百分误差 )

解析：（1）测量值为，因电流表外接，所以，故真实值为，对应的百分误差．

（2）电流表内接时，百分误差．

6．答案：（1）1.200   (2)不满足，R与S²成反比（或RS²=常量）（3）19

解析：根据有：=≈19

7．答案：（1）如图b

（2）由于R_L2比R_L1小得多，灯泡L₂分得的电压很小，虽然有电流渡过，但功率很小，不能发光。

（3）如图c

解析：由于灯泡L₂和L₁额定电压相同，灯泡L₂功率大得多，故R_L2比R_L1小得多，灯泡L₂分得的电压很小，虽然有电流渡过，但功率很小，不能发光。