电学实验复习14页.docx

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电学实验复习14页

2013届高中物理实验电学部分（选修3-1、选修3-2）

实验七：

测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

1、在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。

现通过以下实验

测量该金属材料的电阻率。

①用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图3-1-1所示，则该电阻丝直径的测量值d=mm；

②实验中能提供的器材有开关，若干导线及下列器材：

电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）；

电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）；

电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）；

电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）；

滑动变阻器R1（0～10Ω）；

滑动变阻器R2（0～1kΩ）；

电源E（电动势为4.5V，内阻不计）。

为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。

③如图3-1-2所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P，触头的另一端为接线柱c，当用手按下触头P时，触头P才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出。

实验中改变触头P与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数I保持不变，分别测量出多组接人电路中电阻丝的长度L与对应的电压U。

请在图3-1-3中完成实验电路的连接。

（要求：

能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量）

④利用测量数据画出U一L图线，如图3-1-4所示，其中（L0，U0）是U—L图线上的一个

点的坐标。

根据U一L图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标（L0，U0）可计算得出电阻丝

的电阻率

=。

（用所给字母表示）

2、某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，用如图3-1-5所示电路进行测量．两电极相距L=0.700m，其间充满待测的自来水．图中器材如下：

电压表（量程15V，内阻约30kΩ）

电流表（量程300μA，内阻约50Ω）

滑动变阻器（100Ω，1A）

电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）

单刀单掷开关一个、导线若干。

表1是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图3-1-6所示

表1

U/V

1.0

3.0

5.0

7.0

9.0

11.0

I/μA

22

65

109

155

190

240

根据以上材料请回答下面的问题：

（1）玻璃管内径d的测量值为cm；

（2）根据表1数据在图3-1-7坐标中作出U-I图象，根据图象求出电阻R=Ω；

（3）用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=，测量值为Ω·m（保留两位有效数字）；

（4）请画出测量自来水电阻的电路图。

3、有一根细长而均匀的金属材料管线样品，横截面如图3-1-8所示（外围为正方形，中间空白部分是圆）。

此金属材料重约1—2N，长约为30cm，电阻约为20Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，管线内中空部分内径很小，无法直接测量，现要测量中空部分的截面积S0。

现有如下器材可选：

A毫米刻度尺

B螺旋测微器

C.电流表A，内阻约为0.2Ω，量程为0～0.6A；

D.电流表G，内阻Rg=120Ω，满偏电流Ig=3mA

E.变阻箱（0～9999Ω，0.5A）

F.滑动变阻器RW（5Ω，1A）

G.电池组（3V，0.05Ω）I.开关一个，带夹子的导线若干

某同学设计了如下实验方案：

他进行了以下操作：

螺旋测微器测

量出这段金属丝的横截面边长a，用毫米刻度尺测量出管线长度L。

如图3-1-9所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得横截面边长a=mm。

②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。

这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为R0=Ω。

③设计实验电路图。

图3-1-10虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整。

④实验电路连接。

请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。

[来源:

学,科,网]

⑤测量并计算电阻率。

闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为Ig，电流表A的示数为I。

请用测得的物理量和已知量的符号写出金属管线内部空间截面积S0的表达式S0＝__________

4、利用如图3-1-12所示的电路测量量程为800mV的电压表内阻RV，RV约为900Ω，某同学的实验步骤如下：



A．按电路图正确连接好电路，将变阻器R1的滑片移到最右端，电阻箱R的阻值调到最大；

B．合上开关S1和S2并调节R1，使电压表的指针指到满刻度；

C．保持开关S1闭合并打开S2，调整电阻箱R的阻值及变阻器R1的大小，使电压表的指针指到满偏的一半；

D．读出电阻箱的阻值R，即为电压表内阻．

在该实验中，除滑线变阻器R1外，其他器材均符合实验要求．现有两个变阻器可供选择作为R1：

变阻器A（最大阻值200Ω，额定电流1A）

变阻器B（最大阻值10Ω，额定电流2A）

根据以上设计的实验方法，回答下列问题：

（1）选用的变阻器为；（选填“A”或“B”）

（2）上述实验步骤中，有错误的步骤是_____，应改正为；

（3）由于该实验中存在的系统误差，Rv的测量值____真实值（填“＞”、“＝”或“＜”）．

5、为了测定电流表A1的内阻，采用如图3-1-13所示的电路．其中：

A1是待测电流表，量程为300

A，内阻约为100Ω；

A2是标准电流表，量程为200

A；

R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；

R2是滑动变阻器；

R3是保护电阻；

E是电池组，电动势为4V，内阻不计；

S1是单刀掷开关．S2是单刀双掷开关．

（1）根据电路图3-1-13，请在图3-1-14中画出连线，将器材连接成实验电路．

（2）实验按以下步骤进行，并将正确答案填在题中横线上。

连接好电路，将滑动变阻器R2的滑动片P调至电路图中的最左端，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150

A；

然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150

A．若此时电阻箱各旋钮的位置如图3-1-15所示，电阻箱的阻值是_______Ω，则待测电流表A1的内阻R1=______Ω．

（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：

________（填写阻值相应的字母）．

A．200kΩB．20kΩ

C．15kD．20Ω

（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________________（填写阻值相应的字母）是最佳选择．

A．1kΩB．5kΩC．10kΩD．25kΩ

6、某同学做“测定金属的电阻率”的实验.

（1）需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝中的电流和它两端的电压分别为I和U；请写出测金属丝电阻率的表达式：

=（用上述测量的字母表示）.

（2）若实验中测量金属丝的直径时，螺旋测微器的示数如图3-1-16所示，则金属丝直径的测量值为d=mm.

图3-1-16

（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电流表、电压表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。

按如下图3-1-17所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。

利用该电路进行实验的主要操作过程是：

第一步：

先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；

第二步：

保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2；

图3-1-17

请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式

Rx=.

7、实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10－8Ωm。

课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。

他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。

⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：

（请填写第②步操作）

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×1”；

②________________________________________________________________；

③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图3-1-18（a）所示。

图3-1-18

⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图3-1-18（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻；

⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图3-1-19所示，金属丝的直径为_________mm；

图3-1-19

⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。

（结果保留两位有效数字）

⑸他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。

请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。

（只需写出简要步骤）

_________________________________________________________________________

实验八；描绘小电珠的伏安特性曲线

8、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除有一标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有以下器材备选：

A．直流电源（电动势约为6V，内阻可不计）

B．直流电流表（量程0-3A，内阻0.1Ω以下）

C．直流电流表（量程0-600mA，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程0-6V，内阻约为15kΩ）

E．直流电压表（量程0-3V，内阻约为10kΩ）

F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）

G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．

①实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均用序号字母表示）．

②请按题目要求在方框中画出实验电路图；

③某同学通过实验测得的数据作出的小灯泡的伏安特性曲线如图3-1-20所示，由图象可知小灯泡的电阻随灯泡两端电压的增大而（填“增大”、“减小”或“不变”），造成小灯泡的伏安特性曲线描绘不准的主要原因是．

图3-1-20

9、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，因而引起功率变化。

一研究性学习小组在实验室研究不同电压下的小灯泡的功率，实验室备有的器材是：

电压表（0-3V，约3kΩ），

电流表（0-0.6A，约0.1Ω），

电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。

（1）在虚线框内图3-1-21画出实验电路图，并在图3-1-22中连线使之为实验电路。

（2）根据表中数据在图3-1-23中画出根据实验测得数据描绘出小灯泡的U—I曲线，并根据图像说明小灯泡电阻R随温度T的关系是。

I/（A）

0.13

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U（V）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

（3）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω。

请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是______W。

10、某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。

他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表：

U/V

0.0

0.2

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I/A

0.000

0.050

0.100

0.150

0.180

0.195

0.205

0.215

（1）请根据上述表格中的数据，在图3-1-24中用笔连线补充完成该电路的实物图；

（2）利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图3-1-25所示，请根据这些数据和图线解决下列问题：

若把用电器Z接入图3-1-26所示的电路中时，电流表的读数为0.100A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R0阻值为________Ω；

若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路，如图3-1-27，则在该电路中用电器Z的工作压为__________V。

11、某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。

可用的器材如下：

电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。

（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图3-1-28a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而（填“增大”、“减小”或“不变”）。

图3-1-28

（2）根据图3-1-28a，在图3-1-28b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。

（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是W（本小题若需要作图，可画在图3-1-28a中）。

三、测电池的电动势和内电阻及其变式

12、用如图3-1-29甲所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：

A．电流表（量程0.6A、3A）

B．电压表（量程3V、15V）

C．滑动变阻器R1（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）

D．滑动变阻器R2（阻值范围0~100Ω、额定电流1A）

E．开关S和导线若干

（1）要正确完成实验，电流表的量程应选择A；电压表的量程应选择V；滑动变阻器应选择。

（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在上图右图3-1-29乙中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。

I/A

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U/V

1.37

1.32

1.24

1.18[来源学网]

1.19

1.05

13、在实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有：

（a）待测电池：

电动势E（约3V）、内电阻r（约1Ω）

（b）电流表A1：

量程0.6A，内阻r1=0.5Ω

（c）电流表A2：

量程1mA，内阻r1=200Ω

（d）滑动变阻器R1：

阻值0～600

，额定电流0.5A

（e）滑动变阻器R2：

阻值0～20

，额定电流2.5A

（f）电阻箱R3：

9999

以及开关，导线，坐标纸等。

为了尽可能准确地测量待测电池的电动势和内电阻，请解答说明以下问题：

（1）实验所用器材除了待测电池和导线、开关、坐标纸等，还需选择必要的器材有（填器材前的序号）_______________。

（2）画出测量该电池电动势和内电阻的电路图。

（3）说明测量的主要实验步骤。

（要求用图象法处理实验数据）

14、某小组在用伏安法测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验室备有下列器材：

A．待测干电池（电动势约为1．5V，内阻约为1．0Ω）

B．电流表A（量程0—0．6A，内阻约为0．5Ω）

C．电压表V（量程0—0．6V，内阻为RV=2000Ω）

D．滑动变阻器R（0—20Ω）

E．定值电阻R0若干

F．开关和导线若干

①若欲较精确地测出电源的电动势和内阻，需扩大电压表量程，实验室中有以下四种阻值的定值电阻供选择，则定值电阻R0应选取（）

A．2000ΩB．4000ΩC．6000ΩD．8000Ω

②请在方框图3-1-30中画出该实验电路原理图。

③该小组同学根据实验电路，测出七组实验数据，并利用测出的数据直接绘出了U—I图线（I为电流表A的示数，U为电压表V的示数），如图3-1-30乙。

依图线可得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω。

15、在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材：

A.待测干电池一节

B.电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199Ω）

C.定值电阻R1＝1.0Ω

D.定值电阻R2＝99.5Ω

E.电阻箱R（0～99.9Ω）

F.开关、导线若干。

（1）请在下面所给方框图3-1-31甲内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用（选填“R1”或“R2”）；

（2）某同学实验测出了R和电流表G的示数Ig数据（见下表）．请在下面坐标图3-1-31乙中描点作出

-R图线。

次数

物理量

1

2

3

4

5

6

R/Ω

1.6

2.1

2.2

3.2

4.2

5.6

Ig/mA

2.25

2.00

1.67

1.50

1.25

1.00

1/Ig/（mA）-1

0.44

0.50

0.60

0.67

0.80

1.00

（3）根据图线可求得，被测电池的电动势E=______V，内阻为r＝______Ω。

实验十：

练习使用多用电表

16、某同学在练习使用多用电表：

（1）使用多用表测量电阻时，他的操作过程如下：

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“－”插孔，选择开关旋钮转至电阻“×10”挡；

②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零；

③红、黑表笔分别与电阻的两端相连，此时多用电表的示数如图3-1-32甲所示；接下来

他们的操作步骤应为：

A.将选择开关旋钮转至电阻“×1”挡，红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值

B.将选择开关旋钮转至电阻“×10”挡，红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值

C.将选择开关旋钮转至电阻“×100”挡，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指

零，然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值

D.将选择开关旋钮转至电阻“×1”挡，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零，

然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值

④换档后多用电表的示数如图3-1-32乙所示，该电阻的阻值为

。

⑤将选择开关旋至OFF挡，取出红、黑表笔。

（2）如图3-1-33A、B是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，

若用A档测量，则3-1-15-1乙图中的读数为________；

若用B档测量，则3-1-15-1乙图中的读数为_______；

（3）在图3-1-34电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的。

为了查出断导线，某学生想先将多用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用表指针的示数。

在下列选挡中，符合操作规程的是（）

A．直流10V档

B．直流0.5A档

C．直流2.5V档

D．欧姆档

17、

（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔

c．旋转S使其尖端对准欧姆档⨯1k

d．旋转S使其尖端对准欧姆档⨯100

e．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔

根据右图3-1-35所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________Ω。

（2）（多选题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（）

（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量

（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开

（D）测量阻值不同的电阻时都必须重新调零

图3-1-35

18、根据试题要求填空或作图。

图3-1-36

（1）图3-1-36中图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20-30

的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：

①调节可调部件，使电表指针停在位置；

②调节可调部件K，使它的尖端指向位置；

③将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件，使电表指针指向位置。

（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图图3-1-36中图2所示，该电阻的阻值为

。

实验十一：

传感器的简单使用

18、温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，他是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图3-1-37（a）中，电源的电动势E=9.0V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图3-1-37（b）的R－t图象所示．闭合开关S，当R的温度等于２０

C时，电流表示数I

＝２mA,则当电流表的示数I

＝3.6mA时，热敏电阻R的温度是多少？

20、图3-1-38甲为热敏电阻与继电器组成的控温电路，用来控制电冰箱的工作．电路中热敏电阻置于冰箱储藏室内，R2为调温电阻，调节它（即调节冰箱内的温控旋钮）可以设置电冰箱储藏室的温度，当冰箱储藏室内的温度高于设置温度时，电路中继电器线圈中的电流大于20mA，继电器衔铁P被吸合，冰箱压缩机（接在图中a、b两点间）开始工作．图3-1-38乙为该热敏电阻的阻值随温度变化的曲线．已知继电器线圈的电阻R1=25Ω，电源的电动势E1=9V，内阻不计．

①若将R2调到25Ω，冰箱储藏室设置的温度为___________˚C．

②要想使冰箱内设置的温度再高一点，电阻R2的滑动触头应该向______移动．

③若更换电路中某一元件，并对电路进行适当改造，可以用来控制路灯（路灯接在a、b

两点间），使之能够根据外界的亮暗自动开启或关闭，需要将更换成．