年高考物理分类汇编 实验 电学实验设计

发布 2024-01-07 06:30:11 阅读 3660

(2)某同学利用图甲所示电路,**了电源在不同负载下的输出功率。

所得实验数据如下图,请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。

②根据所画的图像,可求得电流时电源的输出功率为保留两位有效数)

实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计。在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是 。(rx阻值未知)

15.(6分)为了测量一个阻值较大的末知电阻,某同学使用了干电池(1.5v),毫安表(1ma),电阻箱(0-9999),电键,导线等器材。该同学设计的实验电路如图(a)所示,实验时,将电阻箱阻值置于最大,断开k2,闭合k1,减小电阻箱的阻值,使电流表的示数为i1=1.

00ma,记录电流强度值;然后保持电阻箱阻值不变,断开k1,闭合k2,此时电流表示数为i1=0.80ma,记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为。

经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致,因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图(b)所示的实验电路,实验过程如下:

断开k1,闭合k2,此时电流表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为i;断开k2,闭合k1,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为记录此时电阻箱的阻值,其大小为r0。由此可测出rx

16.(5分)某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率变化情况。电源e电动势、内电阻恒定,r1为滑动变阻器,r2、r3为定值电阻,a、v为理想电表。

1)若滑动片p由a滑至b时a示数一直变小,则r1和r2必须满足的关系是。

2)若r1=6,r2=12,电源内电阻r=6,,当滑动片p由a滑至b时,电源e的输出功率p随外电路总电阻r的变化关系如图(b)所示,则r3的阻值应该选择( )

a)2。 (b)4。 (c)6。 (d)8。

2)(13分)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rx 的阻值(约500 ω)图中两个电压表量程相同,内阻都很大。实验步骤如下:

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。

合上开关s。

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。

记下两个电压表和的读数u1和u2。

多次改变滑动变阻器滑动头的位置,记下。 和的多组读数u1和u2。

求rx的平均值。

回答下列问题:

ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图,其中电阻箱符号为,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rx的公式为rx

ⅲ)考虑电压表内阻的影响,用u1、u2、r0、 的内阻r1、 的内阻r2表示rx的公式为rx

.(12分)一直流电压表,量程为1 v,内阻为1000ω。现将一阻值为5000~7000ω之间的固定电阻r1与此电压表串联,以扩大电压表的量程。

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6~7 v,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。

.(12)图ⅰ中所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k。电源的电动势为e,内阻可忽略不计:滑动变阻器全长为l,重力加速度为g,为理想电压表。

当木板上没有放重物时,滑动变阻器的触头位于图1中a点,此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物,滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数u及其它给定条件,可计算出弹簧的劲度系数k。

1)写出m、u与k之间所满足的关系式。

2)已知e = 1.50v,l = 12.0 cm,g = 9.80 m/s2。测量结果如下表:

在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出m-u直线。

m-u直线的斜率为kg/v。

弹簧的劲度系数kn/m。(保留3位有效数字)

15.(11分)某实验小组**一种热敏电阻的温度特性。现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)。电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。

1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图9的实物图上连线。

2)实验的主要步骤:

正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;

在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关。

断开开关;重复第②步操作若干次,测得多组数据。

3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图10的r-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的r-t关系式:rt (ω保留3位有效数字)。

18.(6分)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。

3)现有如下器材:电源e(6v,内阻不计),灯泡l1(6v,1.5w)、l2(6v,10w),l3(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。

2)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路**硅光电池的路端电压u与总电流i的关系。图中r0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。

请根据题22图2,用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。

若电压表的读数为,则i

实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的u-i曲线a。见题22图4,由此可知电池内阻填“是”或“不是”)常数,短路电流为 ma ,电动势为。

v。 实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得u-i曲线b,见题22图4.

当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5v。则实验二中外电路消耗的电功率为 mw(计算结果保留两位有效数字)。

16.(14分)某实验小组利用实验室提供的器材**一种金属丝的电阻率,所用器材包括:输出为3v的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。

1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图14

2)实验的主要步骤如下:

①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;

②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;

③断开开关合上开关,重复②的操作.

3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此给出了图15的关系图线,其斜率为保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了的电阻之和.

4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示。金属丝的直径是图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是其数值和单位为 (保留三位有效数字).

23.(12分)(注意:在试题卷上作答无效)

一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。所用器材有:

量程不准的电流表,内阻r1=10.0,量程标称为5.0;

标准电流表a2,内阻r2=45,量程为1.0;

标准电阻r,阻值10;

滑动变阻器r,总电阻约为3000;

电源e,电动势为3.0v, 内阻不计;

保护电阻r2;开关s;导线。

回答下列问题:

1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。

2)开关s闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。

3)开关s闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表a1满偏;若此时电流表a2的读数为i2,则a1的量程im

4)若测量时,a1未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出a1的示数i1a2的示数i2由读出的数据计算得im保留3位有效数字)

5)写一条提高测量准确度的建议:

23.(13分)

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