电学实验综合提升四实验一创新文档格式.docx

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3．52.35　1.990

解析　游标卡尺读数为52mm＋7×

mm＝52.35mm，螺旋测微器的读数为1.5mm＋49.0×

0.01mm＝1.990mm.

4．（2017·

福建厦门3月质检）一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图4甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d；

（1）用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D＝__________mm.

（2）为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关、若干导线及下列器材：

A．电流表0～0.6A，内阻约0.05Ω

B．电流表0～3A，内阻约0.01Ω

C．电压表0～3V，内阻约10kΩ

D．电压表0～15V，内阻约50kΩ

E．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）

F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）

为准确测出金属管线的阻值，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．（填序号）

（3）如图丙所示，请按实验要求将实物图中的连线补充完整．

（4）根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径的表达式d＝______________.

4．

（1）5.167（5.165～5.169均可）　

（2）A　C　E

（3）如图所示

（4）

解析　（4）由欧姆定律得

R＝，又R＝ρ＝ρ＝，

则＝，

d2＝D2－，

故d＝.

二、描绘小灯泡的伏安特性曲线

[方法点拨]　

（1）本实验要求电压必须从0开始变化，所以滑动变阻器要用分压式接法．

（2）仪器选择要首先保证安全，其次是保证精确，再次是操作简便，若选不到理想的仪器，其中几个相比较，选较好的．

1．（2017·

北京海淀区模拟）某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8V．要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8V范围内完整的伏安特性曲线．

（1）若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图所示的两种实验方案中，应选择____图所示电路进行实验．（选填“甲”或“乙”）

（2）若实验中只提供了量程为3V，内阻为3000Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4V的电压表V2，则应将电压表V1________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为________Ω的定值电阻，才能实现改装的要求．

（3）小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图象，其中可能正确的是______．（选填选项下面的字母序号）

（4）某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡的实际功率约为______W．（保留2位有效数字）

1．

（1）甲　

（2）串联　1000　（3）AB　（4）0.36～0.42

解析　

（1）由于小灯泡两端的电压需要从0开始测量，故滑动变阻器需要采用分压式接法，则题图甲电路是正确的；

（2）原电压表的量程为3V，改装后的电压表的量程为4V，故1V的电压差需要用一个电阻串联分压获得，该电阻的阻值为1000Ω；

（3）根据P＝可知，U2＝RP，即在U2－P图象中，斜率为R，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U2－P图象的斜率也是增大的，故选项A正确，C错误；

根据P＝I2R可知，I2＝·

P，即在I2－P图象中，其斜率为，当电阻增大时，其倒数减小，故I2－P图象的斜率在变小，故选项B正确，D错误；

（4）在同一坐标系中，作出电源的I－U图线，其与灯泡的伏安特性曲线的交点即为灯泡两端的电压和电流，故小灯泡的实际电功率为P＝2.0×

0.19W＝0.38W.

4．某物理学习小组拟用下列器材研究小灯泡L两端的电压与通过它的电流的关系曲线．

A．小灯泡L（4.0V,0.7A）

B．电流表A（0～0.6A，内阻为0.2Ω）

C．电压表V（0～3V，内阻为9kΩ）

D．标准电阻R1＝1Ω

E．标准电阻R2＝3kΩ

F．滑动变阻器R（0～10Ω）

G．学生电源（电动势E＝6V，内阻不计）

H．开关一个，导线若干

（1）为了准确描绘出小灯泡L较完整的U－I曲线，请在图6甲虚线框内画出实验电路图．

（2）该学习小组同学正确进行实验操作，并处理实验数据后，描点作图得到了如图乙所示的小灯泡L的U－I图线．某次实验中得到的电压表示数如图丙所示，电压表示数为________V，此时小灯泡的电阻约为________Ω（保留两位有效数字）．由小灯泡L的U－I图线可知小灯泡L的电阻随电流I的增大而________（填“增大”“不变”或“减小”）．

（3）若将此小灯泡L与定值电阻R0＝4Ω串联后接在电动势为4.0V、内阻为1.0Ω的蓄电池组两端，则小灯泡的实际功率约为________W（保留两位有效数字）．

4．

（1）见解析图

（2）2.70　5.3（5.2也可）　增大　（3）0.79（0.75～0.83均可）

解析　

（1）要准确描绘小灯泡的U－I曲线，小灯泡两端电压要从0开始调节，所以滑动变阻器采用分压

接法；

又因小灯泡的额定电压为4.0V，额定电流为0.7A，而电压表量程为3.0V，电流表量程为0.6A，所以要描绘完整曲线，必须把电压表、电流表的量程扩大，由串并联规律知，可将电压表与标准电阻R2＝3kΩ串联改装为量程为4V的电压表，将电流表与标准电阻R1＝1Ω并联改装成量程为0.72A的电流表；

因改装后的电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表采用外接法，实验电路如图a.

（2）由题图丙电压表指针位置可知此时电压表示数为2.70V，则改装电压表两端的电压，即小灯泡两端的电压为U＝3.60V，由题图乙知此时通过小灯泡的电流约为0.68A，由R＝得此时小灯泡L的电阻约为5.3Ω.

（3）令小灯泡两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律知E0＝U＋I（R0＋r0），即U＝4－5I，在题图乙坐标系中作图线，如图b所示，此时两条图线的交点坐标为（0.45A,1.75V），所以小灯泡此时的实际功率为P＝1.75×

0.45W≈0.79W.

三、测定电源的电动势和内阻

[方法点拨]　

（1）图象法处理数据是本实验重点．根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义．

（2）明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，进行误差分析．

山东烟台模拟）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2000Ω以及滑动变阻器，设计了如图1甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：

I1/mA

I2/A

1

1.35

0.30

2

1.30

0.40

3

1.20

0.60

4

1.10

0.80

5

1.05

0.90

（1）根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线；

（2）由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____V，内阻r＝________Ω.（结果均保留两位有效数字）

1．

（1）如图所示

（2）3.0　1.0

北京丰台区模拟）某物理兴趣小组的同学要测量一节干电池的电动势E和内电阻r.实验室提供如下器材：

待测干电池

电流表A1：

量程0～0.6A，内阻r1约为0.125Ω

电流表A2：

量程0～300μA，内阻r2为1000Ω

滑动变阻器R：

阻值范围0～20Ω，额定电流2A

电阻箱R′：

阻值范围0～9999Ω，额定电流1A

开关S、导线若干

小组中不同的同学选用了不同的器材和实验方案：

（1）甲同学选用电流表A1、电流表A2和滑动变阻器R、电阻箱R′等来测量干电池的电动势和内电阻，电路如图2所示．

①他将电流表A2与电阻箱R′串联，使其改装成一个量程为3.0V的电压表，此时电阻箱R′的阻值应调到________Ω；

②在记录数据时，他没有记录第三组的电压值，请你根据图3电流表A2的表盘示数写出对应的电压值U＝______________________________________________V；

测量次数

6

电流表A1读数I/A

0.12

0.20

0.36

0.38

0.50

0.57

改装电压表U读数U/V

1.37

1.32

1.14

③请你根据他记录的数据，在图4的直角坐标系上画出U－I图象；

并由图象得到电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.

（2）乙同学选用电流表A2、电阻箱R′、开关和导线测量干电池的电动势和内阻，电路如图所示．实验中他先将电阻箱R′阻值调到最大，闭合开关S；

多次调节电阻箱阻值，分别记下电流表的示数I和电阻箱对应的阻值R′；

以为纵坐标，以（R′＋r2）为横坐标，作－（R′＋r2）图线，如图所示，并根据图象求出图线的斜率k和在纵轴上的截距b.

请用斜率k和截距b，写出电动势E＝________，内电阻r＝________.

（3）请你对两位同学的实验作出评价________________________________________

________________________________________________________________________.

2．

（1）①9000　②1.20　③如图所示　1.46（1.45～1.47均可）　0.73（0.71～0.74均可）

（2）　

（3）乙同学的设计方案较好，实验器材简单，没有系统误差

山东青岛二中模拟）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值．实验器材有：

待测电源（电动势为E，内阻为r）；

待测电阻R1；

电压表V（量程1.5V，内阻很大）；

电阻箱R（0～99.99Ω）；

开关S1；

单刀双掷开关S2；

导线若干．

（1）先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整．

①闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1；

②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，读出电压表的示数U2；

③则电阻R1表达式为R1＝______