電學(xué)實驗3

專題九電學(xué)實驗?zāi)M試題考點一 基本儀器的原理及使用1.(2013河南聯(lián)考)在“測金屬的電阻率”的實驗中,分別用游標卡尺和螺旋測微器測出用金屬材料制成的一段圓柱體的長度和橫截面的直徑如圖所示.則該圓柱體的長度為mm,橫截面的直徑為mm.解析:根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則,該圓柱體的長度為49 mm+30.05 mm=49.15 mm,根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則,圓柱體橫截面的直徑為4.5 mm+19.90.01 mm=4.699 mm.答案:49.154.6992.(2013浙江五校聯(lián)考)如圖所示的電路中,1、2、3、4、5、6為連接點的標號.在開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮.現(xiàn)用多用電表檢查電路故障,需要檢測的有:電源、開關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點.為了檢測小燈泡、開關(guān)以及3根導(dǎo)線:(1)在連接點1、2已接好的情況下,應(yīng)當選用多用電表的擋,進行檢查;(2)在連接點1、2同時斷開的情況下,應(yīng)當選用多用電表的擋,進行檢查;(3)在開關(guān)閉合情況下,若測得3、4兩點間的電壓接近電源的電動勢,則表明.解析:在連接點1、2已接好的情況下,電源接入電路,應(yīng)當選用多用電表的電壓擋,進行檢查;在連接點1、2同時斷開的情況下,應(yīng)當選用多用電表的歐姆擋,進行檢查;在開關(guān)閉合情況下,若測得3、4兩點間的電壓接近電源的電動勢,則表明多用電表電壓擋與電源構(gòu)成通路,表明小燈泡斷路.答案:(1)電壓(2)歐姆(3)小燈泡斷路3.(2013江蘇蘇南四校聯(lián)考)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器,請完成下列問題:(1)在使用多用電表測量時,指針的位置如圖(a)所示,若選擇開關(guān)撥至“1”擋,則測量的結(jié)果為;若選擇開關(guān)撥至“50 mA”擋,則測量結(jié)果為.(2)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖(b)所示,電池的電動勢為E、內(nèi)阻為r,R0為調(diào)零電阻,Rg為表頭內(nèi)阻,電路中電流I與待測電阻的阻值Rx關(guān)系圖像如圖(c)所示,則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為 ;(3)下列根據(jù)圖(c)中IRx圖線做出的解釋或判斷中正確的是(多選)()A.因為函數(shù)圖線是非線性變化的,所以歐姆表的示數(shù)左小右大B.歐姆表調(diào)零的實質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0使Rx=0時電路中的電流I=IgC.Rx越小,相同的電阻變化量對應(yīng)的電流變化量越大,所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D.測量中,當Rx的阻值為圖(c)中的R2時,指針位于表盤中央位置的左側(cè)解析:由閉合電路歐姆定律,I=.因為函數(shù)圖線是非線性變化的,所以歐姆表的示數(shù)左大右小,選項A錯誤,B、C、D正確.答案:(1)18 23.0 mA(2)I=(3)BCD考點二 電阻的測量及測定金屬的電阻率4.(2013安徽師大附中一模)小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率,所用電阻絲的電阻約為20 .他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上,在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾,沿電阻絲移動金屬夾,可改變其與電阻絲接觸點P的位置,從而改變接入電路中電阻絲的長度.可供選擇的器材還有:電池組E(電動勢為3.0 V,內(nèi)阻約1 );電流表A1(量程0100 mA,內(nèi)阻約5);電流表A2(量程00.6 A,內(nèi)阻約0.2 );電阻箱R(0999.9);開關(guān)、導(dǎo)線若干.小明的實驗操作步驟如下:A.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑;B.根據(jù)所提供的實驗器材,設(shè)計并連接好如圖(甲)所示的實驗電路;C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大,閉合開關(guān);D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L;E.改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表再次滿偏.重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L.F.斷開開關(guān).(1)小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數(shù)如圖(乙)所示,則這次測量中該電阻絲直徑的測量值d=mm;(2)實驗中電流表應(yīng)選擇(選填“A1”或“A2”);(3)小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖(丙)所示的RL關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0,再結(jié)合測出的電阻絲直徑d,可求出這種電阻絲材料的電阻率=(用給定的物理量符號和已知常數(shù)表示).(4)若在本實驗中的操作、讀數(shù)及計算均正確無誤,那么由于電流表內(nèi)阻的存在,對電阻率的測量結(jié)果是否會產(chǎn)生影響?若有影響,請說明測量結(jié)果將偏大還是偏小.(不要求寫出分析的過程,只回答出分析結(jié)果即可)答:.解析:(1)d=0.5 mm+23.00.01 mm=0.730 mm.(2)若電流表選擇A2,那么電路中的總電阻應(yīng)該約為5 ,電阻絲的可調(diào)范圍太小,不合適,若電流表選擇A1,那么電路中的總電阻應(yīng)該約為30 ,電阻絲的可調(diào)范圍較大,比較合適,所以應(yīng)該選擇A1.(3)根據(jù)題意,實驗過程中電路的總電阻不變,電阻箱與電阻絲的總電阻也不變,即R+=R總,所以R=,=S,根據(jù)圖(丙)所示的RL關(guān)系圖線,=,又S=d2,所以=.(4)無論電流表內(nèi)有無電阻,當電流表保持滿偏時,電路的總電阻仍不變,電阻箱與電阻絲的總電阻也不變,所以不產(chǎn)生影響.答案:(1)0.730(2)A1(3) (4)不產(chǎn)生影響5.(2013浙江溫州八校聯(lián)考)某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水(含多種重金屬離子)的電阻率來判斷某工廠廢水是否達到排放標準(一般工業(yè)廢水電阻率的達標值為200 m).如圖所示為該小組所用盛水容器,其左、右兩側(cè)面為金屬薄板(電阻極小),其余四面由絕緣材料制成,左右兩側(cè)帶有接線柱.容器內(nèi)表面長a=40 cm,寬b=20 cm,高c=10 cm.將水樣注滿容器后,進行以下操作:(1)分別用多用電表歐姆擋的“1k”、“100”兩檔粗測水樣的電阻值時,表盤上指針如圖所示,則所測水樣的電阻約為.(2)為更精確地測量所取水樣的電阻,該小組從實驗室中找到如下實驗器材:A.電流表(量程3 mA,電阻RA為5 )B.電壓表(量程6 V,電阻RV約為10 k)C.滑動變阻器(020 ,額定電流1 A)D.電源(6 V,內(nèi)阻約1 )E.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干請在實物圖中完成電路連接.(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),測得一組U、I數(shù)據(jù);再調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復(fù)上述測量步驟,得出一系列數(shù)據(jù)如表所示,請在坐標紙中作出UI關(guān)系圖線.U/V1.11.83.03.84.7I/mA0.500.821.361.732.13(4)由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為m.據(jù)此可知,所測水樣在電阻率這一指標上(選填“達標”或“不達標”).解析:(1)根據(jù)多用電表測量電阻時要盡可能使指針指在中間附近,所以按照右圖讀數(shù),讀數(shù)為17.5100 =1 750 .(2)因為要精確測量電阻值,需要電路中電壓有較大的變化范圍,而滑動變阻器阻值又遠小于待測電阻,所以連線時滑動變阻器要用分壓接法,又因為電流表內(nèi)阻已知,則采用電流表內(nèi)接法,電路連接如圖(a)所示.(3)讓絕大多數(shù)的點在直線上,其余各點均勻地分布在直線兩側(cè),如圖(b)所示.(4)由圖線斜率可知,總電阻為2200(5) ,(理論上R=R總-RA=2 195 ,但由于實驗的偶然誤差可能比5 還要大,因此,電流表電阻可以忽略),根據(jù)電阻定律R=,代入數(shù)據(jù)得=110.0(0.3) m,由于,電流表應(yīng)用“外接法”;因要描繪伏安特性曲線,電壓從0開始連續(xù)變化,因此滑動變阻器采用“分壓式”接法,電路圖如圖所示.(3)根據(jù)電路圖,先從電源的正極或負極開始依次連接開關(guān)和滑動變阻器下面的兩個接線柱,再從滑動變阻器上面的一個接線柱開始,依次連接熱敏電阻、電流表,最后連接到電源的正極或負極,具體要根據(jù)電流表的連接方式判斷;最后再將電壓表與熱敏電阻并聯(lián).如圖所示.答案:(1)c(2)電路圖見解析(3)實物連線見解析考點六 創(chuàng)新設(shè)計性實驗12.(2013四川樂山市調(diào)研)某實驗室提供的實驗器材如下:A.一節(jié)干電池E(電動勢1.5 V,內(nèi)阻約0.5 )B.一個電壓表(量程01 V,內(nèi)阻約1 k)C.一個電流表(量程04 mA,內(nèi)阻在6090 之間)D.一個定值電阻R0(電阻200 ,允許的最大電流為0.5 A)E.一個滑動變阻器R(電阻10 ,允許的最大電流為1 A)F.一個單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干為了擴大其中電流表的量程,需要先測出電流表的內(nèi)阻.為此,某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計了一種利用伏安法進行測量的較為合理的電路,并在實驗中正確操作,測出了幾組數(shù)據(jù),作出了電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的關(guān)系圖線(如圖(甲).(1)請你根據(jù)提供的器材和該同學(xué)的測量數(shù)據(jù)在圖(乙)的虛線框中畫出該同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖(需標注各元件的符號).(2)該同學(xué)測出的表的內(nèi)阻為.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析:(1)由圖(甲)可知,實驗中電流值和電壓值都從0變化,所以滑動變阻器采用分壓式連接;電流表量程很小,應(yīng)串聯(lián)定值電阻R0起保護作用;用電壓表測量電流表和定值電阻R0的總電壓,設(shè)計出的實驗電路圖如圖所示.(2)由實驗電路圖可知U=I(RA+R0),得出RA=-R0=-200 77.8 .答案:(1)見解析(2)77.8(77.083.0均可)13.(2012山西四校聯(lián)考)某同學(xué)測繪標有“4.8 V0.3 A”字樣的小燈泡的電功率P隨電壓U變化的圖像,要使小燈泡兩端的電壓從0 V到4.8 V連續(xù)變化,為了使測量盡可能準確,除了導(dǎo)線和開關(guān)外,可供選擇的儀器還有:A.電流表(量程為0.6 A,內(nèi)阻約為1 )B.電流表(量程為3 A,內(nèi)阻約為0.2 )C.電壓表(量程為6 V,內(nèi)阻約為2 k)D.電壓表(量程為15 V,內(nèi)阻約為4.5 k)E.滑動變阻器(阻值范圍為020 ,額定電流為2 A)F.滑動變阻器(阻值范圍為02 k,額定電流為0.5 A)G.電池組(電動勢為6 V,內(nèi)阻約為1 )(1)選用的器材代號為.(2)在圖(甲)所示的虛線框中畫出實驗電路圖.(3)根據(jù)實驗測量的數(shù)據(jù)描出PU圖像,如圖(乙)所示,小燈泡在1.5 V電壓下的阻值為.解析:(1)依題意知,實驗要求小燈泡兩端的電壓從0 V到4.8 V連續(xù)變化,所以滑動變阻器采用分壓式接法;又因小燈泡的電阻只有R=16 ,所以滑動變阻器選用阻值范圍較小的E即可;因電池組電動勢為6 V,為保證電壓表讀數(shù)的準確性,電壓表應(yīng)選量程為6 V的C;因小燈泡的額定電流為0.3 A,為保證電流表讀數(shù)的準確性,電流表應(yīng)選量程為0.6 A的A;電池組只能選G.故選用的器材代號為ACEG.(2)根據(jù)第(1)問的分析可知,滑動變阻器采用分壓式接法,電流表采用外接法,如圖所示.(3)由題圖(乙)可知,加在小燈泡兩端電壓為1.5 V時,其消耗的功率為0.1 W,將以上兩個數(shù)值代入得R=22.5 .答案:(1)ACEG(2)見解析(3)22.514.(2013四川成都市一診)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲測一只有刻度無示數(shù)的電流表的內(nèi)阻和滿偏電流.(1)他們先用歐姆表“10”擋粗測電流表內(nèi)阻,指針穩(wěn)定時如圖所示,其示數(shù)為.(保留兩位有效數(shù)字)(2)接著他們利用下列器材進行測量.要求:測量精度盡可能高,電表讀數(shù)變化范圍盡可能大,滑動變阻器調(diào)節(jié)范圍盡量大.待測電流表A1:量程1 mA左右,共有N格;電流表A2:量程10 mA,內(nèi)阻r2=10 電流表A3:量程10 mA,內(nèi)阻9 左右;滑動變阻器R1:最大阻值5 ,額定電流2 A;定值電阻R2:阻值R2=120 ;電池組E:電動勢約為5 V,內(nèi)阻約1 ;開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干.a.在方框內(nèi)畫出你幫他們設(shè)計的電路圖并標明所選器材的代碼;b.若A2、A3表的示數(shù)分別為I2、I3時,電流表A1偏轉(zhuǎn)了N1格,則A1表的內(nèi)阻為、滿偏電流為.(結(jié)果用I2、I3、N1、N、r2表示)解析:(1)指針指在“7”處,倍率為“10”,所以歐姆表示數(shù)為70 .(2)