时间:2020-08-15 23:18:50
1、填空题 一种供实验使用的小型电池电动势在9V左右，内阻约为40Ω，电池允许最大输出电流为50mA，为了准确测定这个电池的电动势和内阻，用图甲的实验器材进行测量（图中电压表内阻很大，可不考虑它对测量的影响），R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω，R0是保护电阻．
（1）实验室里备用的保护电阻有以下几种规格，实验时R0应选用______较好．
A．10Ω，5W B．150Ω，0.5W
C．800Ω，2.5WD．1.2kΩ，1W
（2）在实物图甲中，已正确地连接了部分电路，请设计并完成余下电路的连接．
（3）实验中改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如乙图的图线，则根据所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V，内阻r为______Ω．（结果保留两位有效数字）
（4）在实验中当电阻箱调到丙图位置后，闭合开关S，电压表示数为9.0V，变阻箱此时电阻为______Ω，电路中流过电阻箱的电流为______mA．
（5）用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测______E真，r测______r真（填“大于”“小于”或“等于”）．
参考答案：（1）电源的最大输出电流为50mA=0.05A，则电路最小电阻R=EI=9V0.05A=180Ω，则保护电阻阻值约为：R0=R-r=180Ω-40Ω=140Ω，则保护电阻应选B．
（2）应用伏阻法测电源的电动势与内阻，电压表应测路端电压，电压表要并联在电阻两端，实物电路图如图所示．
（3）由闭合电路欧姆定律可得：E=U+Ir=U+UR+R0r，则1U=1E+rE1R+R0，图象的截距为1E=0.1，斜率rE=0.25-0.153×10-2-1×10-2=5，解得，电动势E=10V，内阻r=50Ω．
（4）由图丙所示电阻箱可知，电阻箱阻值R=1×1000Ω+7×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=750Ω，
通过电阻箱的电流I=UR+R0=9V750Ω+150Ω=0.01A=10mA．
（5）实际电压表是由内阻的，考虑电压表内阻，E=U+Ir=U+（UR+R0+URV）r，1U=1E（1+rRV）+rE1R+R0，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示1E（1+rRV），所以E测小于E真，r测小于r真．
故答案为：（1）B；（2）电路图如图所示；（3）10；50；（4）750；10；（5）小于；小于．
本题解析：
本题难度：简单
2、实验题 在“测电源的电动势和内阻”的实验中获得的四组数据如下：I1=0.15 A、U1=1.30 V，I2=0.25 A、U2=1.20 V，I3=0.35 A、U3=1.10 V，I4=0.45 A、U4=0.95 V。试根据数据在下图的坐标系中作出U-I图线，并根据图线求出电源电动势E=__________V，内阻r=__________Ω。
参考答案：1.45，1.0
?
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 图中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率．
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=______．
（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A．电流表A1：量程为0.06A，内阻约为0.1Ω
B．电流表A2：量程为3A，内阻约为0.05Ω
C．电压表V1：量程为3V，内阻约为3kΩ
D．电压表V2：量程为15V，内阻约为4kΩ
E．滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω，额定电流1A
F．低压直流电源：电压6V，内阻忽略
G．电键K，导线若干
用伏安法测定导电材料棒的电阻，所选电流表为______（填“A1”或“A2”），所选电压表为______（填“V1”或“V2”），并在方框中画出实验电路图
（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ=______（用测出的物理量的符号表示）
参考答案：（1）欧姆表读数=表盘读数×倍率=20×10Ω=200Ω
故答案为：200Ω．
（2）计算出电路中的电流和电压，然后在不超过量程的前提下，尽量选择电流表和电压表的小量程，故电流表选择A1，电压表选择V1；
电路图如图所示
故答案为：A1，V1．
（3）根据电阻定律，有
R=UI
根据欧姆定律，有
R=ρLS
其中
S=πd2π
解得
ρ=πUd24IL
故答案为：πUd24IL．
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 某同学要测量一段长为L，直径为D的金属丝的电阻率．
（1）他先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“______”档位（选填“×100”或“×1”）；调零后测量，其表盘及指针所指位置如右图所示，则此段电阻丝的电阻为______Ω．
（2）现要进一步精确测量其阻值．实验室备有下列器材：
A．量程0～0.6A，内阻为0.5Ω的电流表
B．量程0～3A，内阻为0.1Ω的电流表
C．量程0～3V，内阻为6kΩ的电压表
D．量程0～15V，内阻为30kΩ的电压表
E．阻值为6kΩ的定值电阻R0
F．阻值为0～1kΩ的滑动变阻器R1
G．阻值为0～10Ω的滑动变阻器R2
H．蓄电池的电动势为6V，内阻很小
I．开关一个，导线若干
为了尽可能精确地完成实验，要求电表的读数变化范围较大，本实验中应选择的器材除了H、I外，还要从上述器材中选择______（只填仪器前的字母代号）．
（3）请在答题纸的方框内画出实验原理图．
（4）若选择了最合适的器材，采用最恰当的实验电路进行实验测量，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则金属丝的电阻率为ρ=______．
参考答案：
（1）多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”档位，指针的偏转角度太大，说明所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关换成欧姆挡的×1挡位；由提升表盘及指针位置可知，欧姆表示数为12×1Ω=12Ω．
（2）电源电动势为6V，为使电表读数范围较大，需要的实验器材有：A．量程0～0.6A，内阻为0.5Ω的电流表，C．量程0～3V，内阻为6kΩ的电压表，E．阻值为6kΩ的定值电阻R0，G．阻值为0～10Ω的滑动变阻器R2．
（3）为使电表测量范围大些，测出多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由待测电阻阻值与电表内阻阻值可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，电源电动势为6V，电压表量程为3V，为测多组实验数据、保护电路，应给电压表串联一个定值电阻，实验电路图如图所示．
（4）由实验电路图可知，定值电阻R0与电压表串联，由题意知，定值电阻阻值等于电压表内阻阻值，电压表示数为U，则定值电阻两端电压也是U，待测电阻两端电压为2U，则待测电阻阻值RX=2UI=ρLS=ρLπ(D2)2，电阻率ρ=πD2U2IL．
故答案为：（1）×1；12；（2）A、C、E、G；（3）电路图如图所示；（4）πUD22IL．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图所示，一电容为C=40pF的平行板电容器水平放置，上板接地且中心处有一小孔，板间距离为d=0.6m，在上板中心正上方h=0.4m处有大量质量为m=0.03g、带电量为q=-2×10-8C?的油滴不断从小孔滴下并附着到下板上．求：
（1）第21个油滴打到下板上时的速度v1；
（2）最终有多少个油滴可以打到下板上？
参考答案：（1）20个油滴打到下板上时，下极板带的电量为Q=20×2×10-8C=4×10-7C，
U=QC=4×10-74×10-11V=10000V
对第21个油滴从静止到达下板的过程中运用动能定理得：
12mv12=mg(h+d)-Uq
解得：v1=
本题解析：
本题难度：一般