电学实验专题

1．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

(1)从图中读出金属丝的直径为         mm.

(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：

A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；

B.电流表A₁：量程0～0.6 A，内阻0. 125Ω;

C．电流表A₂：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω;

D．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ;

E.滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；

F.滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω;

G．开关、导线等．

在可供选择的器材中，应该选用的电流表是      ，应该选用的滑动变阻器是          。

(3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．

(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x=4. 1Ω，则这种金属材料的电阻率为     Ω?m.（保留二位有效数字）

2．一个标有“12 V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：

(1)在正常发光情况下，灯泡的电功率P=        W.

(2)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温有300 K，在正常发光情况下，灯丝的温度为          K.

(3)若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为        Ω.

3．有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为，密度为．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S₀，现有如下器材可选：

A．毫米刻度尺

B．螺旋测微器

C．电流表（600 mA,1. 0Ω)

D．电流表（3 A,0. 1Ω)

E．电压表（3 V,6 kΩ)

F．滑动变阻器（2 kΩ,0. 5 A)

G．滑动变阻器（10 kΩ,2 A)

H．蓄电池（6 V,0.05Ω)

I．开关一个，带夹子的导线若千．

(1)除待测金属管线外，还应选用的器材有                      （只填代号字母）．

(2)在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．

(3)实验中要测量的物理量有：       ，计算金属管线内部空间截面积S₀的表达式为S₀=

              。

4．某同学用一个定值电阻R、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内阻的实验电路，如图所示，已知电压表的内阻远大于电源的内电阻，其量程大于电源电动势，表盘上刻度清晰，但数字不清，电源内阻约为几欧．

(1)在方框内画出实验电路图．

(2)实验中始终闭合开关S₁，当开关S₂处于断开和闭合两种状态时，电压表指针偏转格数分别为n₁、n₂，则计算电源内阻的表达式是r=            。

5．现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R₀是定值电阻，起保护电路的作用．

(1)实验室备有的定值电阻R₀有以下几种规格：

A. 10Ω 2.5 W       B. 100Ω 1. 0 W

C. 200Ω 1. 0 W     D. 2 000Ω 5.0 W

本实验应选哪一种规格？答           。

(2)该同学接入符合要求的R₀后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V^-1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为     V，内阻r为      Ω.

6．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中：

(1)应该使用的器材是

A. 6 V的交流电源

B. 6 V的直流电源

C.量程0～0.5 V,零刻度线在刻度盘左边的电压表

D.量程0～0.5 V,零刻度线在刻度盘中央的电压表

E.量程0～300 A,零刻度线在刻度盘左边的电流表

F.量程0～300 A，零刻度线在刻度盘中央的电流表

(2)①实验中接通电路后，若一个探针与基准点b接触，另一个探针分别在基准点两侧找到了实验所需的点M、N，如图6所示，则当此探针与M点接触时，电流表指针应      （填“左偏”、“指零”或“右偏”）；当此探针与N点接触时，电流表指针应      （填“左偏”、“指零”或“右偏”）．②在a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的点是     点．③若电流表两表笔分别接触图中d、f两点（点d、f连线与AB垂直）时，表针反偏（电流从红表笔流进时表针正偏），则电流表的红表笔接在     点，要使电流表指针仍指在零刻线，应将按f的探针向     （填“左”或“右”）移动．

7. (1)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．

应选取的电路是      ，滑动变阻器应选取         。

E总阻值I5Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器

F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器

G．总阻值1 000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器

(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为      W;若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为        W.

8．有一待测的电阻器R_x，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：

电压表V(量程0～10 V，内电阻约20 kΩ) ;

电流表A,（量程0～500 mA，内电阻约20Ω);

电流表A,（量程0～300 mA，内电阻约4Ω) ;

滑动变阻器R,（最大阻值为10Ω,额定电流为2 A) ;

滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1 A);

直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0. 5Ω);

开关及若干导线．

实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I－U图线．

(1)电流表应选用     ．(2）滑动变阻器选用       （选填器材代号）). (3)请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中器材连成符合要求的电路．

9．在测定一节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（电动势约为1. 5 V，内电阻小于1. 0Ω)

B．电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10Ω)

C．电流表A(0～0. 6 A，内阻0.1Ω)

D．滑动变阻器R₁(0.20Ω,10 A)

E.滑动变阻器R₂(0～200Ω,l A)

F．定值电阻R₀ (990Ω)

G．开关和导线若干

(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是   图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选    （填写器材前的字母代号）．

(2）图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I₁―I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E=    V，内阻r=     Ω。

10．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学测得了七组数据（如下表）．

(1)根据表中实验数据在图中作出I―U图线；从图线中得出，电源电动势E=    V，内

电阻r=     Ω.

(2)若一位同学未画出图线，只选用其中两组U和I的数据，根据公式E= U₁+I₁r和E=U₂+I₂r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，则他选用其中第    组和第    组数据时算得的结果误差大．

11．某同学测量一只未知阻值的电阻．

(1)他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示，请你读出其阻值大小为        ，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行哪些操作？

答                                                        。

(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图乙所示，其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5Ω，变阻器阻值为50Ω．图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线．

(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后，测得的电阻值将    （填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值．

12．利用如图所示电路测量一量程为300 mV的电压表的内阻R_V, R_V约为300Ω．某同学的实验步骤如下：

①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合开关S₂，并将电阻箱R₀的阻值调到较大；

②闭合开关S₁，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；

③保持开关S₁闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S₂，调整电阻箱R₀的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的一半；读出此时电阻箱R₀的阻值，即等于电压表内阻R_V.

实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值999. 9Ω)、电池（电动势约1. 5 V，内阻可忽略不计）、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：

A.滑动变阻器（最大阻值150Ω);

B.滑动变阻器（最大阻值10Ω）;

C.定值电阻（阻值约20Ω) ;

D.定值电阻（阻值约200Ω).

根据以上设计的实验方法，回答下列问题：

(1)为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用       ．定值电阻R'应选用         （填序号）．

(2)对于上述测量方法，从实验原理分析可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值R_测      真实值R_V(填“大于”、“小于”或“等于”），且在其他条件不变的情况下，若R越大，其测量值R_测的误差就越      （填“大”或“小”）．

13．某同学为了测电流表A的内阻精确值，有如下器材：

电流表A₁（量程300 mA，内阻约为5Ω);

电流表A₂（量程600 mA，内阻约为1Ω) ;

电压表V（量程15 V，内阻约为3 kΩ) ;

定值电阻R₀ (5Ω) ;

滑动变阻器R₁(0～10Ω，额定电流为1 A);

滑动变阻器R₂(0～250Ω，额定电流为0. 3 A) ;

电源E（电动势3 V，内阻较小）．

导线、开关若干．

(1)要求电流表 A₁的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差．在如图所示线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号．

(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A₁的内阻r₁，则所用电流表A₁的内阻r₁表达式为r₁ =       ；式中各符号的意义是             。

14．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（0.3 V,3 kΩ)、电流表（0～0.6 A,0.1Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上．

(1)他们应选用图85中图所示电路进行实验．

(2)根据实验测得数据描绘出如图所示U－I图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是                                         。

(3)已知实验中使用的小灯泡标有1. 5 V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1. 5 V电压下的实际功率是                 W.

15．在把电流表改装为电压表的实验中，提供的器材有①电流表（量程0～100A，内阻几百欧），②标准电压表（量程0～3 V),③电阻箱（0～9 999Ω) ,④电阻箱（0～99 999Ω),⑤滑动变阻器（0～50Ω,额定电流1. 5 A),⑥电源（电动势6 V，有内阻），⑦电源（电动势12 V，无内阻），⑧开关两只，导线若干．

(1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻．如果采用如图所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R₁应选用     ，可变电阻R₂应选用     ，电源应选用     （填器材前的序号）．

(2)如果测得电流表A的内阻为800Ω要把它改装为量程为0～3 V的电压表，则改装的方法是给电流表串联一个阻值为       Ω的电阻．

(3)如图甲所示器材中，一部分是将电流表改装为电压表所需的，其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的．在图88乙的方框中画出改装和校对都包括在

内的电路图（要求对。-3 V的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后将器材实物按以上要求连接成实验电路．

16．光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如图所示电路为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．

1、答案：(1)0.520±0.002  (2) A₁  R₁   (3）实验电路如图所示  (4)(1.1±0.1)×10^-6

2、答案：(1)24  (2)1 800  (3)4

3、答案：(1)ABCEGHI  (2）如图所示（3）横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I     

4、答案：(1 )略 （2）

5、答案：(1 )C  (2)10  46±2

6、答案：(1 )BF  (2)①指零  指零  ②a  ③d   右

7、答案：(1 )C  E  (2)0. 72  0. 24

8、答案：(1 )A₁    (2)R₁  (3）电路图如图所示

9、答案：(1 )b  D或R,

(2) (1.48士0.02)     0.77(0.75～0.80)

10、答案：(1)1.46  0. 73   (2)3  5（图线略）

11、答案：(1)1. 0 KΩ     将选择开关打到“×100”挡；将两表笔短接，调节调零旋钮，进行欧姆挡调零；再将被测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数；测量完毕将选择开关打到“OFF”挡．

(2）如图8所示．  (3）大于．

12、答案：(1 )B  C  (2）大于    小

13、答案：(1）电路如图所示

 (2 )    I₁、I₂分别为电流表示数，R₀是定值电阻大小．

14、答案：(1 )A    (2 )R随温度T升高而增大  （3)0.69 W

15、答案：(1)④  ③   ⑥   (2)29    200  (3）如图所示

16、答案：如图所示