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考點規(guī)范練29　電學(xué)實驗基礎(chǔ)
1.(多選)如圖所示,甲、乙兩電路都是由一個靈敏電流表G和一個電阻箱R組成的,下列說法正確的是(　　)
A.甲表是電流表,R增大時量程增大
B.甲表是電流表,R增大時量程減小
C.乙表是電壓表,R增大時量程增大
D.乙表是電壓表,R增大時量程減小
2.某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度。可選用的器材還有:定值電阻R0(阻值14 kΩ),滑動變阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω),電阻箱(0~99 999.9 Ω),干電池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。
甲
(1)歐姆表設(shè)計
將圖甲中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后,滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為　　　　　 Ω;滑動變阻器選　　　　　(選填“R1”或“R2”)。
(2)刻度歐姆表表盤
通過計算,對整個表盤進行電阻刻度,如圖乙所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為　　　　、　　　　。
乙
(3)校準(zhǔn)
紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使歐姆表指針指向　　　　　kΩ處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量。若校準(zhǔn)某刻度時,電阻箱旋鈕位置如圖丙所示,則電阻箱接入的阻值為　　　　　Ω。
丙
3.某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 kΩ,電阻R1=9.0 kΩ。為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個R0=3.0 Ω的電阻。
(1)按圖示電路進行連接后,發(fā)現(xiàn)aa'、bb'和cc'三條導(dǎo)線中,混進了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將開關(guān)S閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、b'間電壓,讀數(shù)不為零,再測量a、a'間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是　　　　導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是　　　　導(dǎo)線斷開。
甲
乙
(2)排除故障后,該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器滑片位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖像如圖乙所示。由I1-I2圖像得到電池的電動勢E=　　　 V,內(nèi)阻r=　　　 Ω。
4.圖甲為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。
(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω,滿偏電流為1 mA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3 mA;若使用a和c兩個接線柱,電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1=　　　　 Ω,R2=　　　　 Ω。
(2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3 mA擋進行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V,內(nèi)阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300 Ω和1 000 Ω;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。R0應(yīng)選用阻值為　　　　　　 Ω的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為　　　　 Ω的滑動變阻器。
(3)假設(shè)電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖乙的電路可以判斷出損壞的電阻。圖乙中的R'為保護電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖甲虛線框內(nèi)的電路。圖中的d點應(yīng)和接線柱　　　　(選填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是　 　 。
5.下圖是有兩個量程的電流表,當(dāng)使用a、b兩個端點時,量程為1 A;當(dāng)使用a、c兩個端點時,量程為0.1 A。已知表頭的內(nèi)阻Rg為200 Ω,滿偏電流Ig為2 mA,求電阻R1、R2的值。
考點規(guī)范練29　電學(xué)實驗基礎(chǔ)
1.BC　解析:由電表的改裝原理可知,電流表應(yīng)是G與R并聯(lián),改裝后加在G兩端的最大電壓Ug=IgRg不變,所以并聯(lián)電阻R越大,I=Ig+IR越小,即量程越小,A錯誤,B正確。電壓表應(yīng)是G與R串聯(lián),改裝后量程U=IgRg+IgR,可知R越大,量程越大,C正確,D錯誤。
2.解析:(1)把圖中各元件串聯(lián)起來,注意電流從紅表筆進,從黑表筆出。15 kΩ為中值電阻,也是歐姆表內(nèi)阻,RΩ-R0-r-Rg=15 000 Ω-14 000 Ω-1.5 Ω-98.5 Ω=900 Ω,R1最大值為1 500 Ω,能提供900 Ω的電阻,故選R1。
(2)RΩ+Rx1=,RΩ=15 kΩ,I1=25 μA,聯(lián)立求得Rx1=45 000 Ω=45 kΩ,a處的刻度標(biāo)為45。RΩ+Rx2=,I2=75 μA,聯(lián)立求得Rx2=5 000 Ω=5 kΩ,b處的刻度標(biāo)為5。
(3)歐姆表歐姆調(diào)零時調(diào)到0;讀數(shù)就是箭頭指的數(shù)乘以倍數(shù),然后再加起來,求得和為35 000.0 Ω。
答案:(1)連線如圖所示　900　R1
(2)45　5　(3)0　35 000.0
3.解析:(1)用多用電表的電壓擋檢測電路故障,多用電表的表頭是電流計,原電路有斷路,回路中無電流。將多用電表接在a、b'間后有示數(shù),說明電路被接通,即a、b'間有斷路故障。再測量a、a'間電壓,若多用電表讀數(shù)不為零,斷路故障的范圍被縮小到a、a'間,則一定是aa'導(dǎo)線斷開。若讀數(shù)為零,則說明電路仍未被接通,電路故障一定是bb'導(dǎo)線斷開。
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E=I1(R1+r1)+(I1+I2)(R0+r),I1 I2,上式可簡化為E=I1(R1+r1)+I2(R0+r),讀出兩點坐標(biāo)(60 mA,0.12 mA)和(260 mA,0.05 mA),代入方程解得電動勢E=1.41 V,內(nèi)阻r=0.5 Ω。
答案:(1)aa'　bb'　(2)1.41(1.36~1.44均可)　0.5(0.4~0.6均可)
4.解析:(1)設(shè)使用a和b兩接線柱時,電表量程為I1;使用a和c兩接線柱時,電表量程為I2,則
使用a和b時,+Ig=I1 ①
使用a和c時,+Ig=I2 ②
由①②兩式得R1=15 Ω,R2=35 Ω。
(2)校準(zhǔn)時電路中的總電阻的最小值為R小= Ω=500 Ω,總電阻的最大值為R大= Ω=3 000 Ω,故R0選300 Ω的,R選用最大阻值為3 000 Ω的滑動變阻器。
(3)d接b時,R1和R2串聯(lián),不論是R1還是R2損壞,電表都有示數(shù)且示數(shù)相同,故應(yīng)將d接c。根據(jù)d接c時的電路連接情況可知:閉合開關(guān)時,若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動,則損壞的電阻是R2。
答案:(1)15　35　(2)300　3 000　
(3)c 閉合開關(guān)時,若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動,則損壞的電阻是R2
5.解析:接a、c時,由并聯(lián)電路特點有
得R1+R2= Ω
接a、b時,由并聯(lián)電路特點有
得499R1=200 Ω+R2
所以R1=0.408 Ω, R2=3.673 Ω。
答案:0.408 Ω　3.673 Ω
5

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