高中物理电学实验实验题

有一根细而均匀的导电材料样品（如图a所示），截面为同心圆环（如图b所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量，现提供以下实验器材：

A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=100Ω,）
D．电流表A₂（量程l00mA，内阻r₂大约为40Ω,）
E．电流表A₃（量程3A．内阻r₃大约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流2A）
G．直流电源E（12V，内阻不计）
H．导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻Rx约为100Ω,）
I．开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L= mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D=____mm.

（2）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材。

（3）实验中要测量的物理量有：（同时用文字和符号说明）．然后用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=。

一只小灯泡，标有“3V、0.6W”字样．现用图中给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R_x．（滑动变阻器最大阻值为10Ω；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电流表内阻为1Ω；电压表的内阻为l0kΩ）．
（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用      （填“内接”或“外接“）法．滑动变阻器的连接方式应采用       （填“分压式”或“限流式”）接法．
（2）用笔画线代替导线将实物图连成完整的电路（图中有两根导线已经接好）．

（3）若小灯泡发光较暗时的电阻为R，你根据所学的知识可判断出R与R_x的大小关系为：
R     R_x（填“＞”、“=”或“＜”）．

图示为多用表的不完整的示意图，图中还显示出了表内的电源E₁和表内的调零电阻R₀。被测电路由未知电阻R_x和电池E₂串联构成。

⑴现欲测阻值大约为一千多欧姆的未知电阻R_x的阻值，请完善以下测量步骤：
①甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是  （填“红”或“黑”）表笔；
②测电阻的倍率选择“×100Ω”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻R₀，使表针指到表盘刻度的最  （填“左”或“右”）端；
③在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下（见图），测试表笔甲应接触被测电路中的  （填“a”或“b”）点；
④若测试表笔甲接触的位置正确，此时表针恰好指在图示的虚线位置，则被测电阻R_x的阻值为  Ω。
⑵已知图中电源E₁的电动势为4.5V，电源E₂的电动势为1.5V（不计其内阻）。若测电阻R_x时，测试表笔甲在a、b两个触点中连接了错误的触点，那么，表针的电阻示数将比真实值  （填“偏大”或“偏小”），其示数应为   Ω。

（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是________mm；（2）如图乙，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是________ mm.

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的集成电池．为了测定集成电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：
A．电流表A₁（满偏电流10mA，内阻10Ω）；
B．电流表A₂（0～0.6～3A，内阻未知）；
C．滑动变阻器R₀（0～100Ω，1.0A）；
D．定值电阻R（阻值990Ω）；
E．开关S与导线若干．

①该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，并且连接了实物图乙，请你从标有数字的三条连线中找出错误的一条，写出数字编号      ，如何改正？      ．
②该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图丙所示的I₁﹣I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E=      V，内阻r=      Ω．（结果均保留两位有效数字）
②根据电路图求出函数图象表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．

使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：

（1）仪器连线如图1所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为       （填“红”或“黑”）色；
（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示，则多用电表的读数为      Ω．电流表的读数为      mA，电阻箱的读数为      Ω：
（3）将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为      mA；（保留3位有效数字）
（4）计算得到多用电表内电池的电动势为      V．（保留3位有效数字）

某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50 Ω。)已知该电池允许输出的最大电流为150 mA，该同学利用如图所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999 Ω，R₀是定值电阻，起保护电路的作用。改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图所示的图线，则根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势E为________ V，内阻r为________ Ω。(结果保留两位有效数字)
         

(5分)如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：

(1)旋动部件_______，使指针对准电流的线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”位置。
(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件__________，使指针对准电阻的__________(填“0刻线”或“∞刻线”)。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______   _的顺序进行操作，再完成读数测量。

A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为p，因该样品的内径太小，无法直接测量，现提供以下实验器材：
A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=100Ω，）
D．电流表A₂（量程100mA，内阻r₂大约为40Ω，）
E．电流表A₃（量程3A．内阻r₃大约为0.1Q）
F．滑动变阻器R（0﹣10Ω，额定电流2A）
G．直流电源E（12V，内阻不计）
H．导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻R_x约为100Ω，）
I．开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图丙所示，其示数L=      mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丁所示，其示数D=      mm．

（2）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材．

（3）实验中要测量的物理量有：       （同时用文字和符号说明）．然后用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=     ．

用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择      倍率的电阻挡（填“×10”或“×1k”），并      再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为      Ω．

某同学要测量由某种新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ步骤如下：

（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为      cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，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形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为      Ω．
（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱形导体（电阻为R）
电流表A₁（量程4mA，内阻约为50Ω）
电流表A₂（量程10mA，内阻约为30Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻约为10kΩ）
电压表V₂（量程15V，内阻约为25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，额定电流2.0A）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，额定电流0.5A）
开关S，导线若干．
为减小实验误差，要求测尽可能的多组数据进行分析，请在图丁的虚线框中画出合理的实验原理电路图，并标明所用器材的代号．

用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为      mm，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为      mm．图丙为正在测量中的多用电表表盘，如果是用“Ω×10”档测量某电阻丝电阻，则读数为      Ω．

如图所示，游标卡尺的读数为     mm；螺旋测微器的读数为     mm．

在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm。（该值接近多次测量的平均值）

在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，且从零开始多测几组数据。提供以下器材供选择：
A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)
B．电流表(0～3 A，内阻约0.012 5 Ω)
C．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约4 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)
G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)
H．开关、导线若干
(1)除了A和H，实验时还应从上述器材中选用_____________
(2)测电阻时，两电表和待测金属丝电阻R_x在组成测量电路时，应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)；
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图所示，则读数为________mm；

(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________.