高中物理电学实验总结.doc

电学实验
一、选择题
1. 图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx= k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
2.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，科当标准电阻用） 一只电流表（量程=0.6A,内阻）和若干导线
①请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。

②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值，读处与对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点练成图线
④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻 。）
3. 某同学利用多用电表做了以下实验：
（1）使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下
①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上；
②把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；
④换用“×10”的欧姆档，随即记下欧姆数值；
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的？（三个错误）
错误一：_______________错误二：_______________错误三：___________
（2）如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是×100量程，这时表针所示被测电阻的阻值应为_________ 欧；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为_________毫安；测直流电压时，用的是50V量程，则指表针所示的电压值为_________伏。

   （3）用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管，其结果依次如图甲、乙、丙所示。由图可知，图中______的二极管是好的，该二极管的正极是____端。

4. 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，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0.1Ω）
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）（4分）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）（4分）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材前的字母代号。

（3）（4分） 说明各测量的物理意义，并用符号表示，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.                                   d=                     
5. 在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx 约为5．实验室备有下列实验器材
A．电压表V1(量程3V，内阻约为15K)
B．电压表V2 (量程15V，内阻约为75K)
C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2)
D．电流表A2(量程600mA．，内阻约为1)
E．变阻器R1 (0～100，0.3A)
F．变阻器R2 (0~2000，0.1 A)
G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3)
H．开关S，导线若干
 (1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有                  。
 (2)为减小实验误差，应选用下图中          (填“a”或“b”)为该实验的电原理图，并按所洗择的电原理图把实物图用导线连接起来．

 (3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm，两电表的示数分别如下图所示，则电阻值为       ，电阻率为      ___________。

6. 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，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。
实验可供选择的器材有：

    D．滑动变阻器     (0～10Ω,  额定电流1A )
    E．滑动变阻器     (0～5Ω,  额定电流0.5A )
　 F．电源           (E=3V , 内阻不计)
G．定值定阻R0    (阻值R0=6Ω )
H．开关一个和导线若干
（1）要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在方框内画出实验电路图。

（2）实验中，应该选用的滑动变阻器是       (填写器材前字母代号)。
（3）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：（I是的示数，U是的示数，U灯是小灯泡两端的实际电压）。请通过计算补全表格中的空格，然后在方格图中画出小灯泡的伏安特性曲线。
7. 气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。
现提供以上实验器材：（名称、图像、编号如图所示）

 (1）要完成《验证牛顿第二定律》实验
某同学在进行此实验中，在实验中测得了滑块通过光电门1和光电门2的时间分别为t1和 t2，则滑块经过光电门1和光电门2时的速度表达式分别是=           ，=            。为了测定滑块在此装置上运动的加速度大小，还需要测量相关物理量是：                                            （同时写出表示该物理量的字母）。
根据以上实验数据，则加速度的表达式为：                                。
（2）利用以上实验器材还可以完成《验证动量守恒定律》的实验。
为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m1v0=(m1+m2)v
①针对此原理，我们应选择的器材编号为：                            ；
②在我们所选的器材中：              器材对应原理中的m1 （填写器材编号）
8. 用如图所示的装置做《探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系》的实验。
（1）为了检验木板的倾角是否达到了平衡掉摩擦力的效果，某同学在三种不同倾角下做了三次实验，得到的三条纸带如图所示，则哪一条纸带所对应的斜面倾角是合适的（     ）

（2）甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即图，如图甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是（    ）
A. 甲的分析正确，乙的分析不正确
B. 甲的分析不正确，乙的分析正确
C.甲和乙的分析都正确
D.甲和乙的分析都不正确
9. 用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。为了消除系统误差，某研究性学习小组设计了如图所示的测量电路。

①请完成下列操作过程：
第一步：先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2合向a，然后闭合电键S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，                                         
                                                                         。
②根据以上记录数据写出被测电阻的表达式=        。
③根据实验原理图连接好实物图

10. 某同学在实验室先后完成下面两个实验：①测定一节干电池的电动势和内电阻；②描绘小灯泡的伏安特性曲线。
（1）用①实验测量得到数据作出U—I图线如图中a线，实验测得干电池电动势为      V，内电阻为     Ω。
（2）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，请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材，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15 Ω，最大允许电流2 A的滑动变阻器
F. 总阻值200 Ω，最大允许电流、2 A的滑动变阻器
G. 总阻值1000 Ω，最大允许电流1 A的滑动变阻器
（3）将实验②中得到的数据在实验①中同一U—I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为            W。

11. 如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的         侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t＝              。

12. 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，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室提供了下列器材：
A．电流表G（滿偏电流10mA，内阻10Ω）
B．电流表A（0～0.6 A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R（0～100Ω，1A）
D．定值电阻R0（阻值990Ω）
E．开关与导线若干
（1）请根据实验器材，自行设计电路画在方框乙中．
（2）丙图为该同学根据上述设计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），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝　  　V ，内阻r=       Ω。

13. 用DIS描绘电场等势线的实验中，在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸．在导电纸上平放两个圆柱形电极A与B，分别与直流电源的正、负极相连，如图所示．若以A、B连线为x轴，A、B连线的中垂线为y轴．将一个探针固定在y轴上的某一点，沿x轴移动另一个探针，发现无论怎样移动，计算机屏幕上电压测量值始终为零，若电源及连线都是完好的，可能的故障是________．将实验故障排除后，探针从BO间某处沿x轴向电极A移动的过程中，计算机屏幕上电压测量值的变化情况是___________。

14. 有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图甲所示。此金属管线长约30㎝，电阻约10。已知这种金属的电阻率为，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积。
现已提供有如下器材：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V（3V,6K）、蓄电池E（6V,0.05）、开关一个，带夹子的导线若干：
（1）上列器材中，还缺少电流表和滑动变阻器，现提供以下一些器材供选择，请选出合适的器材，电流表应为      ,滑动变阻器应选用     （只填代号字母）。
A．电流表A1（600mA, 1.0）
    B．电流表A2（3A,0.1）
    C．滑动变阻器R1（2K,0.5A）
    D．滑动变阻器R2（10,2A）
（2）在下面方框中画出你所设计的电路图，要求尽可能测出多组有关数值，并把图乙的实物连成实际测量电路。

 （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的表达式为：                 。
15. 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现在器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表，待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．
⑴（2分）若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性，请你在下图的实物图上连线。

⑵（2分）实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，          ，          ，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据．
⑶（2分）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得上图的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝        ＋        t（Ω）（保留3位有效数字）

16. 要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法”，其实验电路如图所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R1的滑动头c调至最左端，将R2的阻值调至最大，依次闭合S2和S1，调节R1使电压表满偏，然后断开S2，保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变，调节R2使电压表半偏，此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。
（1）实验时，在断开S2调节R2过程中，a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应：_____。
（2）实验室备有如下四个滑动变阻器，它们的最大阻值分别为
A．10Ω   B．1kΩ   C．10kΩ  D．100kΩ
  为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R1应选择_______。（填序号）

参考答案
1.解：欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“+”进“-”出，即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即Rx=0)时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内此时有关系 得；当指针指在刻度盘的正中央时I=Ig/2，有，代入数据可得；当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式，欧姆表内阻 R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左
了，欧姆表的示数变大了。

2.解：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：

E =I（R+r+rg），解得：，根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。
答案：① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）
3.答案： （1）错误一：换用“×10”的欧姆挡，应该换用 “×1K”的欧姆挡。错误二：换挡后没有进行欧姆调零。错误三：使用完后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡。
（2）1650Ω，47mA，23.5V 。
（3）乙；a
4. 答案：（1）30.35  3.206±0.002   
（2）如右图
（3）电流表A1读数为I1,电流表A2读数为I2
d=  

5. 答案：(1)A D E G H
 (2)b   实物连接如图
(3)2.4 ；1.27×10—6 Q·m(答1.25×10-6~1.30×106·m均按正确．)

6. 答案：（1）如图 （2）D   
（3）
（4）在同一坐标系中作出的图线，根据此图线与灯泡的U-I图线的交点可得此时灯泡的电压U=0.6V，电流I=0.3A。所以，灯泡的实际功率为 P=UI=0.18W。

7. 答案：(1) ，。 两光电门之间的间距L；（2）ABC；B
8. 答案：（1）C；（2）B
9. 答案：①第二步：将单刀双掷开关S2合向b，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
②当S2合向a时有：；当S2合向b时有：；解上两式得：。
③如图所示。

10. 答案：（1）1.5，0.75；（2）C，E；（3）0.72
11. 答案：右          t= 
12. 答案：（1）电路图 ；（2）9.0，10.0

13. 答案：导电纸的涂导电物质的一面朝下了；先负的绝对值逐渐减小后正的逐渐增大
14. 答案：（1）A\D；（2）电路及实际测量电路如图所示。（3）用螺旋测微器测横截面边长，用毫米刻度尺金属管线长度，电压表示数，电流表示数

15. 答案：(1）图略    ；（2）记录电压表电压值 ，  温度计数值；（3）R=100+0.395 t
16. 答案：（1）保持基本不变（或保持不变）；（2）A