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(全国通用)2019版高考物理一轮复习备考精炼: 第八章 恒定电流 微专题65 实验的拓展与创新备考精炼

65 实验的拓展与创新 [方法点拨] (1)结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点,去理解电路,找出测量量与已 知量间的关系.(2)熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键. 1.某同学测量直流恒流电源的输出电流 I0 和定值电阻 Rx 的阻值,电路如图 1 所示. 图1 实验器材如下: 直流恒流电源(电源输出的直流电流 I0 保持不变,I0 约为 0.8 A); 待测电阻 Rx(阻值约为 20 Ω ); 滑动变阻器 R(最大阻值约为 50 Ω ); 电压表 V(量程 15 V,内阻约为 15 kΩ ); 电流表 A(量程 0.6 A,内阻约为 0.2 Ω ); 请回答下列问题. (1)实验所用器材如图 2 所示,图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接. 图2 (2)电路开关 S 闭合前,滑动变阻器的滑片 P 应滑动到____处(选填“a”或“b”),其理由 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (3)所得实验数据如下表,请在如图 3 所示的直角坐标系上画出 U—I 图象. 1 电流表的示数 I/A 电压表的示数 U/V 0.20 13.9 2 0.30 12.1 3 0.40 10.2 4 0.50 7.60 5 0.60 6.1 1 图3 (4)根据所画 U-I 图象,可求得直流恒流电源输出电流 I0=________A,待测电阻的阻值 Rx =________ Ω .(结果保留两位有效数字) 2.(2018·湖北黄冈模拟)图 4 中虚线框内是由表头 G 改装成的一个电流表和一个电压表的 电路,其中接 a、b 时为电流表,接 a、c 时为电压表.已知表头的满偏电流为 2 mA、内阻 阻值范围为 180~200 Ω ,定值电阻 R1=50 Ω ,R2=1 460 Ω ,为确定改装后电流表和电压 表的量程,实验小组将 a、b 两个接线柱接入如图所示的电路中,来测量表头 G 的内阻; 图4 (1)实验室里,电流表 A 和滑动变阻器 R 均有两种规格: 电流表:a.0~10 mA 滑动变阻器:a.0~20 Ω b.0~600 mA b.0~1 000 Ω 则电流表应选________,滑动变阻器应选________;(选填字母代号) (2)将选择的器材接入电路; ①依照电路图,补充完整图 5 中的实物图; 图5 ②闭合 S,以 I1 表示电流表 A 的示数,I2 表示表头 G 的示数,多次调节滑动变阻器,测量多 组 I1、I2 数据(单位均为 mA),某同学以 I1 为纵轴,I2 为横轴,画出 I1-I2 图线为一条过原 点的倾斜直线,该同学求出了图线的斜率 k=5,则表头内阻 Rg=________ Ω ,由表头 G 改 装后的电流表量程为________mA,电压表量程为________V. 3.(2017·北京海淀区模拟)利用如图 6 所示的电路测量一个满偏电流为 300 μ A,内阻 rg 约为 100 Ω 的电流表的内阻值,有如下的主要实验器材可供选择: 2 图6 A.滑动变阻器(阻值范围 0~20 Ω ) B.滑动变阻器(阻值范围 0~1 750 Ω ) C.滑动变阻器(阻值范围 0~30 kΩ ) D.电源(电动势 1.5 V,内阻 0.5 Ω ) E.电源(电动势 8 V,内阻 2 Ω ) F.电源(电动势 12 V,内阻 3 Ω ) (1)为了使测量尽量精确,在上述可供选择的器材中,滑动变阻器 R 应选用________,电源 E 应选用__________.(选填器材前面的字母序号) (2)实验时要进行的主要步骤有: A.断开 S2,闭合 S1 B.调节 R 的阻值,使电流表指针偏转到满刻度 C.闭合 S2 D.调节 R′的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的三分之二 E.记下此时 R′的阻值为 190 Ω 则待测电流表的内阻 rg 的测量值为________Ω ,该测量值 ________ 此电流表内阻的真实 值.(选填“大于”“小于”或“等于”) 4.(2017·福建漳州八校模拟)发光二极管(LED)是由镓(Ga)、砷(As)与磷(P)等的化合物制 成的一种能够发光的半导体电子元件,通常用在电路及仪器中作为指示灯,或组成文字或 数字显示,其显著的特点就是具有单向导电性.其电路符号如图 7 甲所示,正常使用时带 “+”号的 一端应接在电源的正极,带“-”号的一端应接在电源的负极.某课外活动小组用实验方 法测得某型号发光二极管两端的电压 U 和通过它的电流 I 的数据如下表所示 图7 实验序号 1 0 0 2 0.4 0.9 3 0.8 2.3 4 1.2 4.3 5 1.6 6.8 6 2.0 12. 7 2.4 19. 8 2.6 24.0 9 2.8 30.0 10 3.0 37.0 3 U/V I/mA 0 0 (1)有如图乙、丙两个可供选择的电路,应选图 ________(填“乙”或“丙”)电路进行实 验,实验中的系统误差主要是由____________________________________引起的. (2)请在图 8 的坐标纸上用描点法画出该型号发光二极管的伏安特性曲线. 图8 (3)若该型号发光二极管的最佳工作电压为 2.5 V,现用 5 V 的稳压电源供电,则需要在电 路中串联一个电阻 R 才能使其处于最佳工作状态,请根据所画出的该型号二极管的伏安特 性曲线进行分析,串联的电阻 R 的阻值为________Ω .(结果保留三位有效数字) 4 答案精析 1.(1)如图所示 (2)a 开关 S 闭合后,流过电流表的电流不会超过电流表的量程 (3)如图所示 (

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