二十、電學(xué)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(dāng)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(xué)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(dāng)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(dǎo)線該同學(xué)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(dǎo)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(xué)在研究性學(xué)習(xí)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(dāng)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(dāng)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)”。現(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(dāng)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(dǎo)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(xué)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(xué)創(chuàng)新實驗
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