物理实验(二)电学实验试题(学生)

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

物理实验(二)电学实验试题

一、测定金属的电阻率

题型一 游标卡尺或螺旋测微器的读数和使用 【例1】 (2013·宁夏理综·22)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d，示数如图3所示．由图可读出l＝________cm，d＝______mm.游标卡尺精确到________，螺旋测微器精确到________．

图3

题型二 电阻的测量 【例2】

图4

(2013·江苏·11)某同学利用如图4所示的实验电路来测量电阻的阻值．

(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U－R关系图象．

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

图5

(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00 V．利用(1)中测绘的U－R图象可得Rx＝________Ω.

(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”)．现将一已知阻值为10 Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？

题型三 测金属的电阻率 【例3】 (2014·四川达州一中高三月考)如图6所示(导线连线不完整)，某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各安装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距L＝0.700 m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：

电压表(量程15 V，内阻约30 kΩ) 电流表(量程300 μA，内阻约50 Ω)

滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流1 A) 电池组(电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω) 单刀单掷开关一个，导线若干．

图6

表1是他测量通过管中导电液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7所示．

表1

图7

根据以上所述请回答下面的问题：

(1)玻璃管内径d的测量值为________cm；

(2)根据表1数据在图8坐标系中描点，请作出U－I图象，根据图象求出电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)；

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

图8

(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ＝________(用R、d、L表示)，测量值为 ________Ω·m(保留两位有效数字)；

(4)请画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图6中补画出未连接的导线．

【针对训练】用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率 。某同学电路如图13所示。给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。

(1）待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形)，用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图11和图12所示。

由图可知其长度为__________cm，直径为________mm。

图11

图

12

(2）闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同，则发生故障的是 (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。

(3）对照电路的实物连接画出正确的电路图。

1.5

1.0 0.5

/A

2.5

2.0

图

14

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

(4）图14中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图中作出U－I图线。

(5）求出的电阻值R =__________________Ω（保留3位有效数字）。

(6）请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ =_______________。

二、描绘小电珠的伏安特性曲线

题型一 实验仪器及电路的选择 【例1】 (2013·海淀模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验

(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________，电流表应选________． (2)在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．

图2

图3

(3)利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出了如图3所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)( )

题型二 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用

【例2】 影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．

(1)他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验．(

)

(2)①由(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据请在图4中作出元件

图4

②根据Z的I－U图线可判断元件Z是金属材料还是半导体材料？

图5

③把元件Z和电阻R接入如图5所示的电路中，由实验测得电阻R的I－U图线如图4所示．已知电源的电动势E＝1.5 V，内阻不计．闭合电键S，电路稳定时，元件Z消耗的电功率为________W.

[针对训练1] (2011·广东·34(2))在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V，0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．

①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，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图6，结果为________Ω.

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

图6

②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图7完成实物图8中的连线．

图7

图8

③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向______________端滑动．

④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

[针对训练2]某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如下表所示的一组数据，并描绘出其I-U图线如图16中(a)所示。

①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而_________（选填“增大”或“减小”） ②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请在图（b）中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整。

三、测定电源的电动势和内阻

〖考点1〗伏安法测电源电动势和内阻

【例1】某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如图所示．

① 测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r．

② 将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

③ 实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U – I图象如图中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”、“减小”或“不变”）．曲线（c）对应的电源电动势E = ________V，内阻r = ________Ω．当外电路总电阻为2500 Ω时，该电源的输出功率P = ________mW．（均保留三位有效数字）

【变式跟踪1】用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A．

⑴ 实验时应选用下列哪种滑动变阻器________

A．1 000 Ω，0.1 A B．50 Ω，2.0 A

C．10 Ω，2.0 A D．50 Ω，0.1 A

⑵ 根据实验得到的图象如图乙

所示，可求得干电池的内电阻为r = ________ Ω．

〖考点2〗验电路的改进和分析

【例2】某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E．

① 先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示，其示数为________V；

② 然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势；

(i) 根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路． (ii) 闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U．该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与 1/U的值．请用表中数据在图示的坐标纸上描点，并作出 1/U – 1/R图线．

() 从图线中可求得 = ________V．

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

【变式跟踪2】电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻

⑴ 用多用电表直流电压“50 V”挡测量每块电池的电动势．测量电池A时，多用电表的指针如图 甲所示，其读数为________ V；

⑵ 用图乙所示的电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω．改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的 1/I - R图线，如图所示．由图线C可知电池C的电动势E = ______ V，内阻r = ______ Ω；

⑶ 分析图像可知，电池________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）较优．

四、练习使用多用电表

题型一 多用电表的使用方法 【例1】 (2009·上海单科·15)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的最可能的实现操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确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挡的0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使其尖端对准欧姆挡×1 k d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100

e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔．

根据如图4所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为________ Ω.

图4

(2)(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，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

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

题型二 用多用电表进行故障判断 【例2】 (2009·全国Ⅰ·

22)

图5

如图5所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

(1)为了检测小灯泡及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．

(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________________可能有故障．

(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．

________________________________________________________________________. [针对训练] (2010·山东理综·23(2))在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图6所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：

图6

(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“电键”)．

(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至____________挡(填“欧姆×100”、“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.

五、传感器的简单使用

考点一 热敏电阻的实际应用

例1 利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．

(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)．

(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20°C(如图1甲所示)，则25°C的刻度应在20°C的刻度的________(填“左”或“右”)侧．

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

甲 乙

图1

(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路．

考点二 光敏电阻传感器

例2 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：

(1)并说明阻值随照度变化的特点．

图2

(2)如图3所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

图3

提供的器材如下： 光敏电阻ROS(符号

，阻值见上表)

直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；

电学实验,汇总,所有实验,学生使用,答案见另一文档

定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ (限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干．

考点三 力电传感器的实际应用

例3 图4所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g.为理想电压表．当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零．在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移．由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k

.

图4

(1)写出m、U与k之间所满足的关系式．

(2)已知E＝1.50 V，L＝12.0 cm，g＝9.80 m/s2.测量结果如下表：

①在图

图5

②m－U直线的斜率为________kg/V；

③弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果均保留三位有效数字)．

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ar01.html