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2016-02-16
5.(2015·高考广东卷)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等.
(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图1(a)所示,读数为________Ω,据此应选择图1中的________(填“b”或“c”)电路进行实验.
(2)连接所选电路,闭合S,滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验.
(3)图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件.
(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图2(b)所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00 V;断开S2,读数为1.00 V.利用图2(a)可算得E=________V,r=________Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).
解析:(1)用多用电表的欧姆挡测电阻时,电阻值=示数×倍率,故X的读数为10 Ω×1=10 Ω,由于<,或RXRV,故用伏安法测元件X的电阻时,电流表应外接,故选b电路进行实验.
(2)滑片P从左向右滑动过程中,元件X两端的电压越来越大,电流越来越大,故电流表示数逐渐增大.
(3)由UI图线可知Y是非线性元件.
(4)由(3)中的UI图线,可知线性元件的电阻RX=10 Ω,当S1、S2都闭合时,回路中的电流I1==0.3 A,当S1闭合,S2断开时,回路中的电流I2==0.1 A,根据闭合电路欧姆定律,得E=I1(RX+r),E=I2(RX+R+r),联立两式并代入数据解得E≈3.2 V,r=0.50 Ω.
答案:(1)10 b (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50
6.(2014·高考北京卷)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路图是图1中的________(选填“甲”或“乙”).
(2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15 V)
B.电压表(0~3 V)
C.滑动变阻器(0~50 Ω)
D.滑动变阻器(0~500 Ω)
实验中电压表应选用______;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线.
序号 1 2 3 4 5 6 电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I(A) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω.
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.图3的各示意图中正确反映P-U关系的是________.
解析:(1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小.
(2)一节干电池的电动势只有1.5 V左右,故电压表应选用量程较小的B,干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧,为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C.
(3)作图见答案.
(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r,由图线可得E=1.50 V,r=0.83 Ω.(5)由P=IU=×U=(UE-U2)可知,P-U图线是一条开口向下的抛物线,故选C.
答案:(1)甲 (2)B C (3)如下图所示
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85) (5)C
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