1、电学创新实验1超高亮LED灯与传统的照明灯相比，有寿命长、低耗、彩色鲜艳、点亮速度快等特点被广泛应用于商场照明、舞台灯光控制、汽车尾灯等诸多领域为探究LED灯的性能，某兴趣小组想描绘某发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.序号U/VI/mA10.000.0022.560.3032.832.6042.908.2153.0030.24(1)实验应该选择的电路图为_；并根据你选择的电路图，用笔画线代替导线将实物图甲中的连线补充完整(2)根据实验得到的数据，在如图乙所示的坐标纸上描绘出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线(3)采用(1)中所选的
2、电路，发光二极管(LED灯)电阻的测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值(4)若实验中该发光二极管(LED灯)最佳工作电流为8 mA，现将此发光二极管(LED灯)与电动势为3 V、内阻不计的电源两端相接，还需要串联一个阻值R_的电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字)【答案】(1)C见解析图(2)见解析图(3)大于(4)15【解析】(1)根据题中表格数据可知，发光二极管(LED灯)的电阻较大，电流表采用内接法，C正确；实物连接如图(2)根据表中数据描绘出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线(3)由于电流表为内接法，电流表分压使测量值偏大(4)根据图像可读出I8 mA时，对
3、应的电压U2.88 V，可得串联电阻两端的电压为0.12 V，故可求出R 15 .2如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示(1)某次用03 A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为_A(2)该电流表00.6 A量程对应的内阻约为_.(结果保留两位小数)(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为_mA(结果保留两位有效数字)【答案】(1)1.20(2)0.50(3)5.0【解析】(1)电流表量程为03 A，由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1 A，示数为1.20 A(2)由图乙所示电路图可知，电流表量程为00.6 A时，电流表内阻为R 0.50
4、.(3)由图示电路图可知，电流表量程为03 A时3 AIgIg605Ig解得Ig0.005 0 A5.0 mA3随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要工具可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源，其电动势约5 V某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，他剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，另外两根导线空置不用实验室还提供了如下器材：A量程是3.0 A，内阻约为0.2 的电流表；B量程是6 V，内阻约为6 k的电压表；C量程是15 V，内阻约为30 k的电压表；D阻值为01 k，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；E阻值
5、为010 ，额定电流为3 A的滑动变阻器；F阻值为2.5 的定值电阻；G阻值为20 的定值电阻；H开关S一个，导线若干(1)实验中滑动变阻器应选用_(填相应器材前的字母)(2)根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中R0应选择_(填相应器材前的字母)，它在电路中的作用是_(3)该同学记录的8组数据如表中所示，请在图乙的坐标纸上画出该充电宝的UI图线由图线可知该充电宝的电动势E_V，内阻r_.(保留到小数点后两位)次数12345678电流I/A0.170.310.660.931.181.371.631.89电压U/V5.055.035.004.974.944.934.904.86【答案】
6、(1)E(2)F防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏(3)如图所示5.070.11【解析】(1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流，从安全和方便性原则应选E.(2)R0作为保护电阻，除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外，还要保证测量，因此不能选G，只能选F.(3)由EUIr可知，充电宝的电动势为E5.07 V，UI图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小，则内阻为r0.11 .4(2020年河北六校联考)如图甲所示为某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题(1)小明首先在P、
7、Q间接上一直流电源，P接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压2.5 V”挡位，红表笔接P，黑表笔接Q，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则P、Q之间的电压是_V.(2)小明又将红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压完全相同，则可以确定必定是_发生了断路(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“10”的挡位，调零后红表笔接P，黑表笔接M，电表指针在表盘上的位置如图丙所示，由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重，无法直接读取数据，他进一步观察发现，此时指针偏转的角度恰好位于表盘015 之间的正中位置，其中15 的位置是多用电表指针
8、半偏时所指的位置，则此时多用电表所测的阻值是_ ，小亮据此确定电阻R2没有断路，你认为他的判断是_(填“正确”或“错误”)的【答案】(1)2.00(2)R2(3)50错误【解析】(1)根据多用电表电压挡读数规则，P、Q之间的电压为2.00 V.(2)红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压相同，说明多用电表测量的是电源电压，可以确定是R2发生了断路(3)在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“10”的挡位，指针偏转，根据多用电表欧姆挡测量原理，由闭合电路欧姆定律有Ig，Ig，Ig，又R中150 ，联立解得R50 .P、M之间的电阻值可能为R1和R3串联后
9、的电阻值，小亮确定R2没有断路是错误的5(2020年济南模拟)如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，拉力传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成将重物的重力变换为电信号的过程小明找到了一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，小明设计了合适的电路图并按图制成了一个简易“吊秤”实验室提供了如下器材：电源E(电动势为15 V，内阻约2 )；灵敏毫安表(量程为10 mA，内阻约50 )；滑动变阻器R(最大阻值
10、为10 k)；RL接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘小滑环可将重物吊起；开关S和导线若干(1)请在图丙中帮助小明将设计的实验电路图补充完整丙(2)小明根据设计好的电路图，连接好实验电路，完成下列操作：a滑环下不吊重物时，调节滑动变阻器，当电流表为某一合适示数时，读出电流表的示数I1；b滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电流表的示数I2.设RLF图像的斜率为k，待测重物的重力G的表达式为G_(用物理量的符号表示)(3)小明在实验的过程中不慎将灵敏毫安表烧坏，现手头只有量程为2 mA、内阻(标称值)为200 的电流表，还有定值电阻R1(50 )
11、、定值电阻R2(10 )可供选择，为了使实验顺利进行，小明决定改装电流表，将2 mA的量程扩大至10 mA，小明改装的方法是电流表应该和定值电阻_(填“串联”或“并联”)，且定值电阻应选择_(在空格内填写字母代号)(4)由于量程为2 mA、内阻为200 的电流表内阻的真实值比标称值略大，导致改装后的电流表示数与真实示数相比_(填“偏大”或“偏小”)，应该使选择的定值电阻阻值适当_(填“增大”“减小”或“不变”)【答案】(1)如图所示(2)(3)并联R1(4)偏小增大【解析】(2)对待测重物受力分析，由平衡条件得2Fcos G，由题图乙得F，R0103 ，由闭合电路欧姆定律得R0(RRgr)，R
12、L(RRgr)，故RLR0，联立解得G.(3)将2 mA的电流表的量程扩大至10 mA，根据并联分流原理，电流表应该和定值电阻并联，由并联电路电压相等可知，IgRg(IIg)R，解得R50 ，故选R1.(4)改装的电流表的分流电阻分得的电流偏大，改装后电流表示数比真实值偏小，根据改装电流表的原理，内阻真实值比标称值大，并联的分流电阻也应比50 大，故应适当增大分流电阻的阻值6(2020年山西二模)将一个量程在1.52.5 mA(标有清晰的刻度但没有标示数)、内阻在150250 的电流表G改装成一个量程为030 V的电压表为了正确改装，采用如图甲所示的电路来测量电流表G的量程和内电阻，可以使用的
13、实验器材如下：A电源(电动势约6 V、内电阻小于1 )B标准电流表A(量程为010 mA，内电阻约为500 )C电阻箱(阻值范围09.9 )D电阻箱(阻值范围0999.9 )E滑动变阻器(阻值范围01 k)F滑动变阻器(阻值范围020 )G开关S和导线若干(1)该实验中电阻箱应选_，滑动变阻器应选_(填题中仪器前面的字母序号)(2)该同学的实验操作过程为：将滑动变阻器的滑片P移至最右端，将电阻箱的阻值调至最大；闭合开关S，向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度，记录标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R；再次向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到
14、满刻度，记录第二组标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R；重复步骤35次；该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值R数据，画出I图像如图乙所示根据图线可以求得电流表G的量程为_A；内电阻为_.(3)将电流表G与一个阻值为_的电阻串联就可以改装成量程为030 V的电压表【答案】(1)DE(2)2103200(3)14 800【解析】(1)因为待测电流表G的估计值为150250 之间，电源电动势E6 V，标准电流表A的量程为010 mA，内电阻约为500 ，故电阻箱应选D，以获得较大的测量范围，为了保证电表的安全，应限制干路的电流，应选择阻值范围较大的滑动变阻器，故滑动变阻
15、器应选E.(2)设电流表G的满偏电流为Ig，内电阻为Rg，根据支路电流之和等于干路电流，可得IIg，根据图乙可知IgRg V0.4 V，截距Ig2103 A，联立可得Rg200 .(3)设改装量程为030 V的电压表，需要串联的电阻为R，根据欧姆定律可得UmaxIg(RgR)，即302103(200R)，解得R14 800 .7某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，R0是阻值为1.0 的定值电阻，实验中调节滑片P，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的PN长度x，绘制了UI图线如图乙所示(1)由图乙求得电池
16、的电动势E_V，内阻r_.(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)其真实值(3)根据实验数据可绘出图像，如图丙所示图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率_，电表内阻对电阻率的测量_(填“有”或“没有”)影响【答案】(1)1.490.45(2)小于(3)kS没有【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知UEI(rR0)，则可知，图乙中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故E1.49 V；图像的斜率表示rR0，则rR0 1.45 ，解得r1.45 1.0 0.45 .(2)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流
17、表测量值偏小，当外电路短路时，电压表不再有分流作用，电流测量值等于真实值，电源的UI图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值(3)根据欧姆定律可知，电阻RRA，则可知k，解得kS，电表内阻对图像的斜率无影响，所以得出的电阻率没有影响8(2020年泰安三模)有一待测电阻Rx，测量过程如下：(1)先用多用电表粗测电阻：如图甲所示，红表笔插入“”插孔，此时红表笔与表内电源的_(填“正”或“负”)极相连；选用“100”倍率的电阻挡测量，多用电表的示数如图乙所示，测量结果为_.(2)除待测电阻Rx外，实验室还提供了下列器材：A电流表A1(量程为500 A，内阻r11 k
18、)B电流表A2(量程为1.5 mA，内阻r22 k)C滑动变阻器R(0100 )D定值电阻R13 000 E定值电阻R2100 F电源(电动势E2 V，内阻可以忽略)G开关S、导线若干实验要求测量尽可能精确且通过电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在虚线框中(要标出器材的符号)按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1和I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出I1I2图线如图所示，则该待测电阻为Rx_(结果保留两位有效数字)，测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)【答案】(1)负1 500(2)见解析图1.6103相等【解析】(1)红表笔与欧姆挡内的负极相连；由图中可得待测电阻约为15100 1 500 .(2)由于待测电阻远大于滑动变阻器最大阻值，故应采用分压式接法；电流表A1内阻已知，故应该将A1改装为电压表，电源电动势为2 V，故量程改装为2 V即可，因此A1与R1串联，故电路图如图由欧姆定律可得Rx，整理得I1I2.由图像求得斜率k，代入数据解得Rx1 600 .从以上推导可知，该实验方案没有系统误差，故测量值与真实值相等
