高中物理电学实验实验题

实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对"测量电源的电动势和内阻"的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约 $1.5V$ ，内阻小于 $1\Omega )$ ；

电压表 $V$ （量程 $3V$ ，内阻约 $3\mathit{k\Omega })$ ；

电流表 $A$ （量程 $0.6A$ ，内阻约 $1\Omega )$ ；

滑动变阻器 $R$ （最大阻值为 $20\Omega )$ ；

定值电阻 $R_1$ （阻值 $2\Omega )$ ；

定值电阻 $R_2$ （阻值 $5\Omega )$ ；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在 $U-I$ 坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 　 　。（单选，填正确答案标号）

$A$ ．电压表分流         $B$ ．干电池内阻较小         $C$ ．滑动变阻器最大阻值较小         $D$ ．电流表内阻较小

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如表所示。

序号	1	2	3	4	5	6	7
$I/A$	0.08	0.14	0.20	0.26	0.32	0.36	0.40
$U/V$	1.35	1.20	1.05	0.88	0.73	0.71	0.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①图丁的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出 $U-I$ 图象。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为 　　（填" $R_1$ "或" $R_2$ " $)$ 。

③用笔画线代替导线，请在图丙上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

一个未知电阻R_x，阻值大约为1.0kΩ～1.2kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中还备有如下器材：

电源E （电动势3V、内阻可忽略）
电压表V （量程3V、内阻约为3kΩ）
电流表A₁（量程3mA、内阻约为10Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω
开关S、导线若干
（1）在实验中电流表应选      ．
（2）为了尽可能减少误差，且能够测量较多组数据，请你在虚线框中画出本实验的电路图．
（3）根据你所画的电路图在题给的实物图上用笔画线代替导线画出连接图．

关于多用表的使用：
（1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡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拨至倍率较小的挡位，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，不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

（2）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是

（3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．

指针位置	选择开关所处档位	读数
a	直流电流100mV	mA
	直流电压2.5V	V
b	电阻×100	Ω

正方形金属线框abcd，每边长，总质量m，回路总电阻R，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M的砝码。线框上方为一磁感应强度B的有界匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。求：

（1）此时磁场对线框的作用力多大？线框匀速上升的速度多大？
（2）线框匀速进入磁场的过程中，重物M有多少重力势能转变为电能？

（每空2分，共10分）实验室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^－8 Ωm。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（a）所示。

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9（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，示数如图所示，金属丝的直径为_________mm；

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）_____________________                    

(8分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为        mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为       mm；

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为        Ω。
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝       。（保留2位有效数字）

一个定值电阻，其阻值约在40~50Ω之间，现需要测量其阻值。给出的实验器材有： 电池组 E：电动势9V，内阻约为0.５Ω
电压表V：量程0~10V，内阻20kΩ
电流表A₁:量程0～50mA，内阻约为20Ω
电流表A₂:量程0～300mA，内阻约为4Ω
滑动变阻器R₁：阻值范围0~100Ω，额定电流1A
滑动变阻器R₂：阻值范围0~1700Ω，额定电流0.1A
电键Ｓ、导线若干

如上图所示，有两种电路可供选择。测量中为了减小实验误差，实验所用的电流表应为    （填代号）滑动变阻器应为     （填代号），实验应选图     所示的电路图。 

用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：
A．待测电阻R_x（大约100Ω）
B．直流毫安表A₁（量程0~10mA，内阻约为100Ω）
C．直流毫安表A₂（量程0~40mA，内阻约为40Ω）
D．直流电压表V₁（量程0~3V，内阻约为5kΩ）
E．直流电压表V₂（量程0~15V，内阻约为15kΩ）
F．直流电源（输出电压4V，内阻计）
G．滑动变阻器R（阻值范围0~50Ω，允许最大电流1A）
H．开关一个、导线若干
根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，
直流毫安表应选    ，直流电压表应选        。（填序号A、B、C、D）
在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大。

某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：电源E（电动势为4V，内阻约为1Ω）；电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；
电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约为l kΩ）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；
滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；     开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的二次方D/mm^2	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3	0.560	0.3136	100.00	4.07

①图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路    （选填“A”或“B”）进行测量．电流表应选        ，电压表应选       ，滑动变阻器应选        。
②请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R=                        （比例系数用k表示），并求出比例系数k=       Ω•m（结果保留两位有效数字）。

实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm²，查得铜的电阻率为1.7×10^－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R_x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：

电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；
电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值5 Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值20 Ω；
定值电阻：R₀＝3 Ω；
电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干．
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R₁”或“R₂”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．
(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．

(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．

(11分)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1Ω和1KΩ，如图为所需的器材。
（1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。

（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出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	1.19	1.05

（3）下列说法正确的是         

A．用图a所示电路时，E测＜E真	B．用图a所示电路时，r测＜r真
C．用图b所示电路时，E测＜E真	D．用图b所示电路时，r测＜r真

把量程为3mA的电流表改装成欧姆表，其结构如图所示，其中电源电动势E=3V。改装后，将原来电流表3mA的刻度定为电阻的“0”刻度，欧姆表的内阻为         Ω，2mA刻度处标         为           Ω。

如图所示：


①金属丝直径的测量值为d =________mm．  
②用多用电表粗测某一电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”档位，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：
a.将选择开关换成欧姆挡的“_____”档位(选填“×100”或“×l”）。
b.调零后再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右下图所示，则此段金属丝的电阻约为_____Ω。

在测定一组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      B.电流传感器1
C.电流传感器2                   D.滑动变阻器R（0—20Ω，2 A）
E.定值电阻R₀（2000Ω）         F.开关和导线若干
某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将________（选填“变大”或“变小”）。
（2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流传感器1的示数，I₂为电流传感器2的示数，且I₂的数值远远大于I₁的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
（3）若将图线的纵坐标改为____，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。

（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_______mm、______A、_______V。

（2）现已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E = 4.5V，内阻很小。则以下电路图中_________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_________。

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是上图中的__________电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻___________（ 用题中字母代号表示）。