某同学欲测量一电容器的电容,他采用高电阻放电法来测量,电路图如图甲所示.其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:
(1)先判断电容器的好坏,使用万用表的电阻挡进行测量,观察到万用表指针向右偏转较大角度,又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是____(选填“好”、“坏”)的;
(2)按如图甲所示电路原理图连接好实验电路,将开关S接通____(选填“1”、“2”),对电容器进行充电,调节可变电阻R的阻值,再将开关S接通另一端,让电容器放电,观察微安表的读数,直到微安表的初始指针接近满刻度;
(3)此时让电容器先充电,记下这时的电压表读数U0=2.9V,再放电,并同时开始计时,每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中。根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在乙图所示的坐标纸上描点(图中用“×”表示),请在图上作出电流i与时间t的曲线______;
(4)根据以上实验结果和图象,算出该电容器的电容约为____F(结果保留两位有效数字).
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如图(a)为“用DIS研究加速度和力、质量的关系”的实验装置。某同学用此装置验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比的关系。
(1)改变所挂钩码的数量,多次重复测量,得到a-F关系图线,如图(b)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(______)
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.所用小车的质量太大 D.所挂钩码的总质量太大
(2)该同学分析误差后,对实验进行了如下改进:把钩码换成沙桶,小车内也装载部分沙子,车的总质量M(包括车、车上传感器及车内沙子质量),如图(c)从车上取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,多次重复测量,得到a-F关系图线。图像是一条过原点的直线。
①改进实验后的a-F关系图线斜率的物理意义是:________。
②改进实验后,a-F关系图线不再发生偏离直线现象,请简要说明理由_____。
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在用力矩盘做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验中
(1)力矩盘静止时,盘上有一污点A正好在转轴正下方,如图(a)所示。轻轻转动力矩盘,每次都能转动较长时间最终污点A都停在转轴正下方,这说明________
A.力矩盘质量太大
B.力矩盘不在竖直平面内
C.力矩盘与转轴间的摩擦足够小
D.力矩盘的重心不在盘的中心
(2)某次实验力矩盘静止后,污点A位置如图(b)所示,则该次实验测量结果,力矩________。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
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在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5 V,内电阻小于1.0 Ω )
B.电流表A1(量程0﹣3 mA,内阻Rg1=10 Ω)
C.电流表A2(量程0﹣0.6 A,内阻Rg2=0.1 Ω)
D.滑动变阻器R1(0﹣20 Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0﹣200 Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是__图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选__(填写器材前的字母代号).
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),但坐标纸不够大,他只画了一部分图线,则由图线可得被测电池的电动势E=__V,内阻r=__Ω.
(3)若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小,则图线的纵坐标应该为_________
A.I1(R0+Rg1) B.I1•R0 C.I2(R0+Rg2) D.I1•Rg1.
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某同学欲将电流表改装为两用电表,即中央刻度为15的“×l”挡的欧姆表及量程为0~12V的电压表,实验室可提供的器材有:
A.一节全新的5号干电池(E=1.5 V,内阻不计)
B.电流表A1(量程0~100mA,内阻为2.5Ω)
C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻为0.2Ω)
D.滑动变阻器R1(0~30Ω)
E.滑动变阻器R2(0~3Ω)
F.定值电阻R3(117.5Ω)
G.定值电阻R4(120Ω)
H.单刀双掷开关S,一对表笔及若干导线
(1)图中A为__________(填“红”或“黑”)表笔,测量电压时应将开关S扳向__________(填“l”或“2”)。
(2)电流表应选用__________ (填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”),定值电阻R应选__________(填“R3”或“R4”)。
(3)在正确选用器材的情况下,正确连接好实验电路,若电流表满偏电流为Ig,则电阻刻度盘上指针指在Ig处应标上__________(填写具体数值)。
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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,利用实验得到了8组数据,在图1所示的坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线.
(1)根据图线的坐标数值,请在图2中选出该实验正确的实验电路图:____(选填“甲”或“乙”).
(2)根据所选电路图,请在图3中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.
(________)
(3)根据图1,可判断出图4中正确的关系图象是(图中P为小灯泡功率"为通过小灯泡的电流)___.
(5)将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R = 10的定值电阻串联,接在电动势为8V、内阻不计的电源上,如图5所示.闭合开关S后,则电流表的示数为____A,两个小灯泡的总功率为__ W(本小题结果均保留两位有效数字).
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在“用DIS研究加速度和力的关系”的实验中.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_______不变,用钩码所受的重力作为_________,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线,如图所示.
①分析此图线的段可得出的实验结论是:____________________________.
②此图线的段明显偏离直线,其主要原因是:__________________________.
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一同学设计了如图甲所示电路来测节干电池的电动势和内阻.该同学选好器材后,进行操作(其中是保护电阻).
(1)该同学测量时记录了6组数据,并根据这些数据面出了U-I图线如图丙所示,根据图线求出干电池
的电动势E=_________V(结果保留三位有效数字),内阻r=___________Ω.
(2)若保护电阻的阻值未知,该干电池的电动势E、内电阻r已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出的阻值.该条线是_________,需改接为________(请用接线柱处的字母去表达).改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U、电流表示数为I,电源的电动势用E表示,内电阻用r 表示,则=__________.
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某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻。
(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200 μA、内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只____Ω(保留2位有效数字)的定值电阻R1;
(2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。
(______)
(3)将实验得到的电压表V和相应电流计G的多组数据描在U–I图象上得到如图丙所示的实验图线。由图线并结合实验电路可得电池组的电动势E=_________V(保留3位有效数字),内阻r =____Ω(保留2位有效数字)。
(4)该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是____。(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小
D.R0的实际阻值比标称值偏大
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某同学利用如图甲装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻 r=40 Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最 大阻值为 40 Ω,初始时滑片位于正中间 20 Ω 的位置。打开传感器,将质量 m=0.01 kg 的磁铁 置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为 N 极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁 铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差 h=0.25 m。计 算机屏幕上显示出如图乙的 UI-t 曲线。
(1)图乙中坐标表示的物理量 UI 的意义是______,磁铁穿过螺线管的过程中,UI 的峰值 约为 ____W。(保留两位有效数字)
(2)磁铁穿过螺线管的过程中,螺线管产生的感应电动势的最大值约为______V。(保留 两位有效数字)
(3)图乙中 UI 出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管 内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是_______。
A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
B.如果仅略减小 h,两个峰值都会减小
C.如果仅略减小 h,两个峰值可能会相等
D.如果仅移动滑片,增大滑动变阻器阻值,两个峰值都会增大
(4)在磁铁下降 h=0.25 m 的过程中,估算重力势能转化为电能的值是_____J,并估算 重力势能转化为电能的效率是______。(用百分比表示,保留两位有效数字)
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