二十、电学创新实验1.（10分）（2013江苏苏南四校联考）指针式多用表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图（a）所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为_________；若选择开关拨至“50mA”挡，则测量结果为__________。（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为ε、内阻为r， R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图（c）所示，则该图像的函数关系式为_____________________；（3）下列根据图（c）中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是（ ）（多选）A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左右B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig C．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D．测量中，当Rx 的阻值为图（c）中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧2．（分）在测定直流电动机的效率实验中，用所示测定一个额定电压为6、额定功率为3的直流电动机的机械效率。（1）图；（2）实验中保持电压恒为6V，重物每次匀速上升的高度均为1.5m电动机的电流I/A0.20.40.60.82.5所提重物的重力mg/N0.82.04.06.06.5重物上升时间t/s1.41.652.12.7∞计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。（）估算电动机线圈的电阻Ω。，（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.4解析：在第5次实验中，电动机没有运转，重物没有上升，电动机的输出功率是0；由U=IR可估算电动机线圈的电阻Ω。3．如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量ΔL与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为____________； （2）该设计中使用的电流表的量程最小为__________，该电子秤的称量范围为____________；（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）123456789101112U/V0.00………2.602.722.802.923.003.173.303.50I/mA0.00………1.295.778.7119.0527.3038.8650.6368.00①实验室提供的器材如下：电流表（量程0-0.6A，内阻约1Ω）电流表（量程0-100mA，内阻约50Ω）电压表（量程0-6V，内阻约50kΩ）电压表（量程0-15V，内阻约60kΩ）电源（电动势6V，内阻不计）滑动变阻器（阻值范围0-10Ω，允许最大电流3A）开关，导线该同学做实验时，电压表选用的是 ，电流表选用的是 （填选项字母）；②请在右图中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整；③开关S闭合之前，右图中滑动变阻器的滑片应该置于 （选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）。④若该LED灯泡的额定电压为3V，则此LED灯泡的额定功率为 。答案：①C B ②完整电路如图所示 。③A端 ④8.19×10-2W。5．有一内阻未知（约25k～35k）、量程未知（约25'V一35V），共有30个均匀小格的直流电压表V 。某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，当表针处于多用电表刻度盘正中央时，他从刻度盘上读出表针所指的电阻刻度为30。（1）请将他在实验过程中用多用电表测电压表内阻的电路连接起来欧姆档的选择开关应拨至倍率ד ”。（2）在实验中，该同学读出电压表的读数为U,欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出求欧姆表电池的电动势表达式E 。（3）若在实验过程中测得该电压表内阻为30k，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度，标准电压表V l：量程3V，内阻3k电流表A:量程0～3A，内阻01Ω滑动变阻器R:总阻值lk稳压电源E: 30V，内阻不能忽略； 电键、导线若干在右边方框中画出实验电路图，并标明所选仪器的符号选用记录数据中的任一组，写出计算待测电压表V的量程的表达式Ug= 。式中各字母的意义是： 。U。（3）①如图。②Ug=300 其中N为电压表V指针所指格数，U1为电压表V1的读数。解析：由于直流电压表V25kΩ～35k用多用电表测电压表内阻欧姆档的选择开关应拨至倍率×当表针处于多用电表刻度盘正中央时，他从刻度盘上读出表针所指的电阻刻度为30。电压表的读数为U,欧姆表指针所指的刻度为n，U。设标准电压表V1的读数为U1，则标准电压表V1中电流为Uk，设待测电压表V的量程Ug，每格电压为Ug/30，若待测电压表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（3V，内阻约为1Ω）B．电流表A1（0.6A，内阻r1=5Ω）C．电流表A2（0.6A，内阻r2约为1Ω）D．开关S，定值电阻R0（1）为了比较准确测量电阻Rx，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读数为I1，A2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。最后绘成图像如图所示。除观察到电阻Rx的阻值随压力F增大而均匀减小外，还可得到的结论是 。当F竖直向下时可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx= 。7．（8分）（2013上海市闸北区期末）如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。（1），向外；（2）向上，（每空2分）解析：设U形金属框质量M，将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，m1g=Mg。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，m2g=Mg+BIL，I=E/2r，联立解得B=，由左手定则可得磁场方向垂直纸面向外。将电阻箱阻值调节至R2=2r，此时电路中电流减小，所受安培力BIL减小，则U形金属框D向上加速，电流I’=E/3r，由牛顿第二定律，m2g-（Mg+BI’L）=(m2+M)a，联立解得加速度大小为a=。8．(8分)（2013上海市徐汇区期末）“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验，如图1所示：（1）某同学改变磁铁释放时的高度，作出E-△t图象寻求规律，得到如图2所示的图线。由此他得出结论：磁通量变化的时间△t越短，感应电动势E越大，即E与△t成反比。① 实验过程是________的（填写“正确”“不正确”）；② 实验结论：__________________________________________（判断是否正确并说明理由）。（2）对实验数据的处理可以采用不同的方法①如果横坐标取_____________，就可获得如图3所示的图线； ②若在①基础上仅增加线圈的匝数，则实验图线的斜率将__________(填“不变”“增大”或“减小”)。图3E/v0图2△t/sE/v0A电动机V-+电动机秒表米尺14131254311109876210592857552624532251204918471645141243104139837635433231050（c）（b）（a）RgR0rεRxGR2R1I0RxIg0图1-+电动机秒表米尺141312543111098762105928575526245322512049184716451412431041398376354332312013年高考期末一模联考物理新题精选分类解析 专题20 电学创新实验
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