高中物理电学实验实验题

某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材
A.直流电源（6V，内阻不计）
B.电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）
C.电流表A（0~0.6A，内阻未知）
D.滑动变阻器R（0~20Ω，5A）
E.滑动变阻器（0~200Ω，1A）
F.定值电阻（阻值为1990Ω）
G.开关与导线若干
（1）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件伏安特性曲线的电路原理图（可用“”表示）（请画在方框内）

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用__________（温馨提示：填写器材前面的字母序号）
（3）将上述电子元件和另一个电子元件接入如图所示的电路甲中，他们的伏安特性曲线分别如图乙中oA.ab所示，电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器，使电子元件和消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件的阻值为____________Ω，接入电路的阻值为___________Ω（结果保留两位有效数字）

）有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．

①实验前，先用多用电表粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡（请填写“×1”、“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲所示，结果为________。
②实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将图乙中实物连接成满足实验要求的测量电路．
③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图丙所示），若用电动势为2V、内阻不计的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是__________W．

待测电阻R_x的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30）

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000）

D．定值电阻R0＝100

E.滑动变阻器R₁，最大阻值为5，额定电流为1.0A
F.滑动变阻器R₂，最大阻值为50，额定电流为0.5A
G.电源E，电动势E＝4V（内阻不计）
H.电键S及导线若干
（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材
（均用器材前对应的序号字母填写）
（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R_x的最佳实验电路图并标明元件符号；
（3）待测电阻的表达式为R_x＝                  ，式中各符号的物理意义为           。

某同学在测定某电源的电动势E和内阻r时，因找不到合适的滑动变阻器，便找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R₀是阻值为2Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝始终接触良好。

实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U－I图象和如图丙所示的U/I－x图象。

(1)由图乙可得电源的电动势E＝______V；内阻r＝________Ω。
(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S＝0.12×10^－6m²，利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为_______Ω·m(保留2位有效数字)。根据图丙还可以得到的信息是_____________。

某同学做描绘小灯泡（额定电压为3．8V，额定电流为0．32A）的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）
直流电源的电动势为4V，内阻不计
电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、
电流表A₁（量程0．6A，内阻约为4Ω）、
电流表A₂（量程3A，内阻约为1Ω）、
滑动变阻器R₁（0到1000Ω，0．5A）
滑动变阻器R₂（0到10Ω，2A）
开关、导线若干。
(1)若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是（    ）

A．小灯泡将发光    B．小灯泡将不亮
C．电压表会烧坏    D．电流表将会烧坏
(2)下列关于该实验的说法，正确的是(      )

A．实验电路应选择图乙中的电路图（a）
B．电流表应选用A₂
C．滑动变阻器应该选用R₂
D．若采用如图乙（b）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端
(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而______（填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大），当给小灯泡加电压3．2V时，此时小灯泡的发热功率为       W（结果取2位有效数字）。

为了测定光敏电阻Rx的光敏特性．

（1）某同学使用多用表“×10”的欧姆挡测其大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值Rx＝_________ Ω；
（2）为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示，由图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_______________ Ω，强光照射时光敏电阻阻值为____________ Ω；
（3）若实验中所用电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路对___________ （填“正常光”或“强光”）照射时测得的误差较小．请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路．

为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步测量：
（1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d=   。
（2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是       。
A.换为×1档，重新测量
B.换为×100档，重新测量
C.换为×1档，先欧姆调零再测量
D.换为×100档，先欧姆调零再测量
       
（3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为0～20Ω，电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω），电压表0～3V（内阻约5kΩ），为了测量电阻误差较小，且电压表示数从0开始调节，下列备选电路中，应该选择           。

（4）选择正确的电路后，测量值与真实值相比      （选填“偏大”“相等”“偏小”），误差来源是             。

小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）。实验时用到的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

I/A	0.12	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

（1）在下面虚线框中画出实验电路图。要求尽量减少实验误差。
（2）在下面方格图中画出小灯泡的U—I曲线。

要测量一只电压表的内阻。提供的器材有：待测电压表V（量程0-3V，内阻约为3）；电阻箱（阻值0-9999.9Ω）；滑动变阻器（阻值0-20Ω，额定电流为1A）；滑动变阻器（0-1500Ω）；电源E（电动势为6V，内阻为0.5Ω）；电键S及导线若干。
（1）如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用__________________。

（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为__________
A.合上电键S；
B.使滑动变阻器触头P处于最左端，的阻值调至最大；
C.保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱此时的电阻
D.调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时的阻值
（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为_____________
（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值_________（填“偏大”“偏小”“相同”）

某同学要研究一小灯泡 $L(3.6V,0.30A)$ 的伏安特性。所用器材有：电流表 $A_1$ （量程 $200\mathit{mA}$ ，内阻 $R_{g1}=10.0\Omega )$ 、电流表 $A_2$ （量程 $500\mathit{mA}$ ，内阻 $R_{g2}=1.0\Omega )$ 、定值电阻 $R_0$ （阻值 $R_0=10.0\Omega )$ 、滑动变阻器 $R_1$ （最大阻值 $10\Omega )$ 、电源 $E$ （电动势 $4.5V$ ，内阻很小）、开关 $S$ 和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。

（2）若 $I_1$ 、 $I_2$ 分别为流过电流表 $A_1$ 和 $A_2$ 的电流，利用 $I_1$ 、 $I_2$ 、 $R_{g1}$ 和 $R_0$ 写出：小灯泡两端的电压 $U=$ 　　，流过小灯泡的电流 $I=$ 　　。为保证小灯泡的安全， $I_1$ 不能超过 　　 $\mathit{mA}$ 。

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片的位置并读取相应的 $I_1$ 、 $I_2$ ．所得实验数据在表中给出。

$I_1/\mathit{mA}$	32	55	85	125	144	173
$I_2/\mathit{mA}$	171	229	299	379	424	470

根据实验数据可算得，当 $I_1=173\mathit{mA}$ 时，灯丝电阻 $R=$ 　　 $\Omega$ （保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻 $R_0$ ，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于 　　 $\Omega$ （保留1位小数）。

某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A. 电流表A₁(内阻R_g=100Ω，满偏电流I_g=3mA)
B. 电流表A₂(内阻约为0.4Ω，量程为0.6A)
C. 定值电阻R₀=900Ω
D.滑动变阻器R（5Ω，2A)
E.干电池组（6V，0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
(1)用螺旋测微器测金属棒直径为       mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为      cm.

（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“x10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“x1Ω”或“x100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒的阻值约为______Ω。

(3)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值。
(4)若实验测得电流表A₁示数为I₁,电流表A₂示数为I₂，则金属棒电阻的表达式为R_x=        。（用I₁,I₂,R₀,R_g表示）

如图甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验电路图

（1）根据电路图甲，用笔画线替代导线，将答题纸图乙中的实验电路图连接完整（图乙左边是电压表）
（2）依据你所连接的电路，在开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于_______端（选填“A”、“B”或“AB中间”）
（3）实验中测得有关数据如下表：

根据表中的实验数据，在图丙中画出小灯泡的I-U特性曲线
（4）如果用一个电动势为3V，内阻为25Ω的直流电源直接给该小灯泡供电，则小灯泡的实际功率为______W

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）。

要测绘一个标有“3 V  0.9 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作．已选用的器材有：
电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；
电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；
电压表(量程为0～3 V，内阻约30 kΩ)；
电键一个、导线若干．
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．
A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)
B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)
（2）为了尽可能减少实验误差，实验的电路图中滑动变阻器应采用            接法（填分压式或限流式）；电流表应采用            （填外接法或内接法）。
（3）根据实验要求在框中作出实验电路图

某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头（量程 $100\mathrm{}\mathrm{\mu }\mathrm{A}$ ,内阻 $900\Omega$ ）；电阻箱 $R_1$ （阻值范围 $0-999.9\Omega$ ）；电阻箱 $R_2$ （阻值范围 $0-99999.9\Omega$ ）；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为 $1\mathit{mA}$ 的直流电流表。在此基础上再将它改装成量程为 $3V$ 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 $1\mathit{mA}$ 和电压 $3V$ 两档。

回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出 $R_1$ 和 $R_2$ 。其中*为公共接线柱。 $a$ 和 $b$ 分别是电流档和电压档的接线柱。

（2）电阻箱的阻值应取 $R_1=$ ________ $\Omega$ , $R_2=$ ________ $\Omega$ .（保留到个位）