江苏省黄埭中学高三物理一轮学案66 电学实验3 4页

电学实验3‎ ‎【例1】小明要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示．)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图(1)所示的电路进行实验和采集数据．‎ 图(1) 　 图(2) 图(3)‎ ‎(1) 小明设计该实验的原理表达式是________________(用E、r、I、R表示)；‎ ‎(2) 小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)在实验过程中，将电阻箱调至图(2)所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω；‎ ‎(3) 小明根据实验采集到的数据作出如图(3)所示的R图象，则由图象求得，该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．‎ ‎【例2】某同学用正确的方法分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图中Ⅰ和Ⅱ所示．然后又将灯泡L1、L2分别与电池组连成如图所示电路．测得通过L1和L2的电流分别为0.30 A和0.60 A，则电池组的电动势为________V，内阻为________Ω(数值取到小数点下一位)．‎ ‎【课堂作业】1、‎ ‎ cm mm ‎ ‎2、某研究性学习小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件，它由A、B两导体并联组成，被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b是其两个外露的接线柱，如图(a)所示，A是一个阻值为20 Ω的定值电阻，B是一种由特殊金属丝制成的导体，它的额定电压是9 V．为进一步探究该元件的某些特性，同学们设计了适当的电路，使该元件上的电压从零开始逐渐增加，测得相应的电流，并绘制出如图(c)所示的IU曲线．‎ ‎(1)图(b)是该小组实验时连接的实物图，请将漏画的一根导线补上；‎ ‎(2)由图(c)的IU曲线可求得导体B的额定电流为________A；‎ ‎(3)若把该元件与一阻值为18 Ω的定值电阻串联后接到电动势为9 V，内阻不计的电源两端，则元件的实际功率为________W.‎ ‎3、2010年上海世博会上大量使用了LED发光二极管．小明设计了一个研究LED发光二极管特性的实验，用电压表和电流表测LED发光二极管两端的电压UD和通过它的电流I，将得到的数据记录在下表中：‎ UD/ V ‎0‎ ‎0.4‎ ‎0.8‎ ‎1.2‎ ‎1.6‎ ‎2.0‎ ‎ 2.4‎ ‎2.6‎ ‎2.8‎ ‎3.0‎ I/ mA ‎0‎ ‎0.9‎ ‎2.3‎ ‎4.3‎ ‎6.8‎ ‎13.0‎ ‎17.8‎ ‎24.0‎ ‎28.2‎ ‎37.0‎ ‎ 请完成下列问题：‎ ‎（1）小明用笔画线表示导线，将图中实验器材连接成实验所需的电路，由于粗心漏画了一条线，请你将这条线补画好；‎ I/mA U/V ‎+‎ ‎（2）在I—U图上画出LED发光二极管的伏安特性曲线；‎ ‎（3）已知该LED发光二极管的最佳工作电压为2.5V，现用电动势为3V内阻为5的电源供电，需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态，则该电阻值为 （结果保留两位有效数字）‎ ‎3、某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50 Ω)．已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．(1) 实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A. 2 Ω B. 20 Ω ‎ C. 200 Ω D. 2 000 Ω 本实验应选___ _____(填入相应的字母)作为保护电阻．‎ ‎(2) 在图(b)的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．‎ ‎(3) 该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图(c)所示，其读数为____ __‎ ‎(4) 改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图(d)所示的图线，则根据该同学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)‎ ‎(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”)．‎ ‎4、在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．‎ ‎(1) 备有如下器材：‎ A. 旧干电池1节；　B. 滑动变阻器(0～20 Ω)； C. 滑动变阻器(0～1 kΩ); ‎ D. 电压表(0～3 V)； E. 电流表(0～0.6 A); F. 电流表(0～3 A)； G. 开关、导线若干．‎ 其中滑动变阻器应选________，电流表选________．(只填器材前的序号)‎ (2) 请在线框中画出该实验合理的电路图．‎ ‎(3) 某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出UI图线(要求图线尽可能充满坐标纸)，根据图线得到被测电池的电动势E＝_________V，内电阻r＝________Ω.‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ I(A)‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ U(V)‎ ‎1.32‎ ‎1.26‎ ‎1.18‎ ‎1.13‎ ‎1.04‎ ‎0.93‎ ‎5、现有以下器材：电流表A(量程0.6 A、内阻rA＝0.5 Ω)，‎ 电阻箱R(量程99.99 Ω)，待测电阻Rx，直流电源(电动势 E和内阻r待测)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，‎ 带铁夹的导线若干．某探究实验小组设计如图甲所示的实 验电路，用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动 势E和内阻r.‎ ‎(1) 按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整．‎ ‎(2) 测量电阻Rx的阻值 ‎① 将开关S1闭合、开关S2接a，读出电流表的示数I1；‎ ‎② 保持开关S1闭合，将开关S2接b，调节电阻箱R 的阻值，使得电流表的示数也为I1，此时电阻箱的阻 值R＝4.00 Ω，则Rx＝________Ω.‎ (3) 测电源的电动势E和内阻r：将开关S1闭合、开关 S2接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，‎ 得到若干组R、I的数据(见下表)，请在图丙 所示的坐标纸上作出R的图象，并根据图象求得电动势 E＝________V，内阻r＝________Ω(保留两位有效数字).‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ R/Ω ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎9.00‎ ‎12.00‎ ‎15.00‎ I/A ‎0.59‎ ‎0.37‎ ‎0.27‎ ‎0.21‎ ‎0.18‎ /A－1‎ ‎1.70‎ ‎2.70‎ ‎3.70‎ ‎4.75‎ ‎5.60‎ ‎6、(1) 多用电表表盘指针位置如图所示．如果选用的是直流5 mA挡，则读数为________mA；如果选用的是×10 Ω挡，则读数为________Ω ‎(2) 某同学用电压表和电流表测量电阻R的阻值，实验装置如图所示．这个电路测量_____(填“大”或“小”)电阻误差较小，且测量值比它的真实值______(填“大”或“小”)．‎ ‎(3) 某同学设计的测定水果电池电动势和内电阻的电路如图所示．水果电池内阻较大，图中电流计内阻未知．实验中他多次改变电阻箱的电阻值，并记录电阻箱的阻值及相应的电流计读数．用上述方法(　　)‎ A. 能测定水果电池电动势 B. 能测定水果电池内电阻 C. 处理数据时用R－1/I图比R－I图更科学 D. 电阻箱取值应该大些 ‎ (4) 一段导体的伏安特性曲线如图所示．一同学用电动势为4.5 V、内阻为3.0 Ω的电源与该导体构成闭合回路，则导体消耗的功率是________W.‎ ‎7、利用DIS电流传感器可以测量电容器的电容．让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接，记录放电电流I随时间t变化的图象如图甲所示，图线与坐标轴围成的面积，数值上等于电容器的带电量Q(可用DIS系统软件计算)，Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C.‎ ‎(1)图乙、图丙为放电法测量电容的两种电路原理图，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数．然后把开关掷向2端，记录It图象，测量出电容器的带电量Q.在乙、丙两图中，实验误差较大的是________，原因是________对实验的影响，使电容测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．‎ ‎(2)某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得了多组数据，如下表所示：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ U/V ‎10.8‎ ‎13.7‎ ‎16.8‎ ‎20.0‎ ‎23.8‎ ‎27.0‎ Q/×10－4C ‎0.92‎ ‎1.20‎ ‎1.22‎ ‎1.70‎ ‎2.08‎ ‎2.41‎ 请根据以上数据，在丁图中作出QU图象，由图象可得 该电容器的电容C＝______μF(结果保留两位有效数字)．‎ (2) 该同学是通过滑动变阻器来改变电容器的充电电 压的，请结合上述电路原理图，在下面的方框内作 出能改变电容器充电电压的电路原理图．‎