（通用版）高二物理 专题07 电学实验暑假作业（含解析）.doc

专题07电学实验【知识回顾】一、电学测量仪器的使用与读数仪器极性量程选择读数电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示比满偏刻度的多的位置3 v和3 a量程估读到最小分度的；15 v 量程估读到最小分度的；0.6 a量程应估读到最小分度的电压表欧姆表使指针尽量指在表盘中间位置取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率二、多用电表使用“四注意”:极性:从电表外部看，电流应从红表笔（“+”极）流入电表，从黑表笔（“-”极）流出电表。功能:利用多用电表测电压和电流时，选择开关对应的是电表的量程;而测电阻时，选择开关对应的是倍率。调零:测量电阻时，要进行两次调零:机械调零和欧姆调零。“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置。调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮。保护:测电阻时，应把被测电阻从电路中拆下测量;多用电表长期不用时，必须取出表内的电池。三、控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择控制电路的比较比较项目限流式接法分压式接法电路电压调节的范围ee0e电能损耗节能耗能电路连接简便复杂控制电路的选择：优先选用限流式以下情况考虑分压式：（1）要求待测电路的u、i从0变化；（2）r滑rx；（3）选用限流式时，ux、ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或ux、ix过小（最大值不超过电表满量程的，读数误差大）.四、伏安测电阻实验中电流表的内、外接法比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果电阻的测量值大于真实值电阻的测量值小于真实值适用条件rxra，大电阻rxrv，小电阻特别提醒:在rv、ra均不知的情况下，可采用试触法.如下图所示，分别将a端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用 大，应采用外接法.五、选择实验仪器的三大原则1.安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。2.精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好。3.方便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流。想一想【例题1】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1）；电流表a1（量程5ma，内阻约为10）；电流表a2（量程0.6a，内阻约为1）；电压表v1（量程3v，内阻约为l k）；电压表v2（量程l5v，内阻约为3k）；滑动变阻器r1（阻值02）；滑动变阻器r2（阻值020）； 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/mm2金属丝长度l/cm电阻r/10.2800.0784100.0016.3020.2800.078450.008.1630.5600.3136100.004.07他在某次测量中，用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，此示数为 mm。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 。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= m（结果保留两位有效数字）。【例题2】某兴趣小组要精确测定额定电压为3v的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500。实验室提供的器材有：a电流表a（量程：03ma，内阻ra=15 ）b定值电阻r1=1985c滑动变阻器r（010）d电压表v（量程：012v，内阻rv=1k）e蓄电池e（电动势为12v，内阻r很小）f电键s一只g导线若干（1）要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的 。（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用u表示，电流表的示数用i表示，写出测量节能灯电阻的表达式rx = （用题目中给出的相应字母表示）。当电流表中的电流强度i= ma时，记下电压表的读数u并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。【例题3】用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”，（1）用笔画线代替导线在实物图上正确连线；（2）实验中测得数据如下：物理量次数12345r /1.00.80.60.40.2u /v0.950.850.780.650.40u-1 /v-11.051.181.281.542.50用作图法求得电池的电动势为 ，内阻为 。 【例题4】甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势e及电阻r1和r2阻值实验器材有：待测电源e（不计内阻），待测电阻r1，待测电阻r2，电压表v（量程为1.5v，内阻很大），电阻箱r（099.99），单刀单掷开关s1，单刀双掷开关s2，导线若干。（1）先测电阻r1的阻值请将甲同学的操作补充完整：a闭合s1，将s2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r0和对应的电压表示数ulb保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数u2c则电阻r1的表达式为r1= （2）甲同学已经测得电阻rl=4.80 ，继续测电源电动势e和电阻r2的阻值该同学的做法是：闭合s1，将s2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数r和对应的电压表示数u，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势e= v，电阻r2= （保留三位有效数字）。 【例题5】为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告，某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件，现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻r0（约为2k），二是手机中常用的锂电池（电动势标称值为3.7v，允许最大放电电流为100ma）。在操作台上还准备了如下实验器材：a.电压表v（量程4v，内阻极大）b.电流表a1（量程100ma，电阻ra1约为5）c.电流表a2（量程2ma，电阻ra2约为50）d.滑动变阻器r1（0-40，额定电流1a）e.电阻箱r2（0-999.9）开关一只导线若干（1）为了测定电阻r0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图，所选取的相应的器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你认为应该怎样调整？（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器r1、电流表a1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势e和内阻r。（请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）；（为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式： 。练一练1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5v，2.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：a直流电源（电动势约为5v，内阻可不计）b直流电流表（量程03a，内阻约为0.1）c直流电流表（量程0600ma，内阻约为5）d直流电压表（量程015v，内阻约为15k）e直流电压表（量程05v，内阻约为10k）f滑动变阻器（最大阻值10，允许通过的最大电流为2a）g滑动变阻器（最大阻值1k，允许通过的最大电流为0.5a）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据（1）实验中电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （均用序号字母表示）（2）请按要求将图1中所示的器材连成实验电路（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势e=4v，内阻r=1，定值电阻r=9，此时灯泡的实际功率为 w（结果保留两位有效数字） 2、甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材：电压表（03v）、电流表（00.6a）及滑动变阻器r、电键s、导线。实验电路如图甲所示。（1）连好电路后，当该同学闭合电键s，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是：_。（2）排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上，作出图所示的ui图线，该图存在多处不妥之处，请指出。（指出两处不妥之处）。 。（3）该同学根据上表数据可测出电源的电动势e= v，内电阻r= （4）为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图丙所示的电路，丙电路中电阻r0应该选取下列备选电阻的哪一个? 。 a1 b5 c10 d20 3、在伏安法测电阻的实验中，待测电阻rx的阻值约为200，电压表v的内阻约为2k，电流表a的内阻约为10，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式计算得出，式中u与i分别为电压表和电流表的示数若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为rx1和rx2，则_（选填“rx1”或“rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值_（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。4、某同学做“测定电池的电动势和内阻”实验，电路连接如图，并准备闭合开关进行测量。（1）请指出存在的两个问题： ； 。 （2）根据坐标纸上所描出的数据点可得出电池的电动势e=_v（保留3位有效数字），内电阻r=_（保留2位有效数字）。（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数u及干电池的输出功率p都会发生变化。请在答题纸上画出pu关系图线的示意。5、实验室新进了一批低电阻的金属丝（如实物图中电阻），已知金属丝的电阻率=1.7108 m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等在实验中，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围。（1）应从下图所示的a、b、c、d四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；（2分）（2）请把下面的实物按照原理图连接起来，要求导线不能交叉。（4分）（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_mm；（2分）（4）测出电压表示数为2.0v时，电流表示数为0.5a ，根据金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）（2分） 6、用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关k和两个部件s、t。请根据下列步骤完成电阻测量:旋动部件_，使指针对准电流的0刻线。将k旋转到电阻挡l00的位置。将插入十、插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_ （填0刻线或刻线）。将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量。a将k旋转到电阻挡1k的位置 b将k旋转到电阻挡10的位置c将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接d将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 7、在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝： r x （ 阻值约 4 ）；电压表： （量程 3 v，内阻约 3 k）；电流表： （量程 0.6 a，内阻约 0.2 ） （量程 3 a，内阻约 0.05 ）电源： e 1 （电动势 3 v，内阻不计）； e 2 （电动势 12 v，内阻不计）；滑动变阻器： r （最大阻值约 20 ） 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 s；导线。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_mm。（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选_（均填器材代号），在线框内完成电路原理图。8、某同学为了将一量程为3v的电压表改装成可测量电阻的仪表-欧姆表。（1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3k时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12k时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为_v.由以上数据可得电压表的内阻rv=_k。（2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0v”处，此处刻度应标阻值为_（填“0”或“”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1v”处对应的电阻刻度为_k。（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时条件电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将_a、偏大 b、偏小 c、不变 d、无法确定9、某同学通过实验测定一个阻值约为0.5的电阻的阻值（1）现有电源（4v，内阻不计）、滑动变阻器（050，额定电流2a）、定值电阻，开关和导线若干以及下列电表：a、电压表（0-3v，内阻约为3k）b、电流表（0-0.6a，内阻约0.125）为减小测量误差，在实验中，应采用下图中的_电路图（填“甲”或“乙”）（2）按所选择的电路图连接好电路，闭合开关，改变滑动变阻器滑片p的位置，并记录对应的电流表示数i、电压表示数u，则该电阻的测量值的表达式为=_（3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片p从一端滑向另一端，随滑片p移动距离x的增加，电压表的示数u也随之增加，下列反射u-x关系的示意图中正确的是_10、某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系，可用的器材如下：电源（电动势3v，内阻1）、电键、滑动变阻器（最大阻值20）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的u-i图像如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）（3）若某次连接时，把ab间的导线误接在ac之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得最小功率是_w（本小题若需要作图，可画在图中） 11、为了测定电源电动势e的大小、内电阻r和定值电阻的阻值，某同学利用传感器设计了如图甲所示的电路，闭合电键s，调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时，通过电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，用计算机分别描绘了如图乙所示的m、n两条u-i直线，请回答下列问题：（1）根据图乙中的m、n两条直线可知a、直线m是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的b、直线m是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的c、直线n是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的d、直线n是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的（2）图乙中两直线m、n交点处所对应的电路中的工作状态是_a、滑动变阻器的滑头p滑到了最左端 b、电源的输出功率最大c、定值电阻上消耗的功率为0.5w d、电源的效率达到最大值（3）根据图乙可以求得定值电阻=_。（4）电源电动势e=_v，内电阻r=_。阅读广角2015年诺贝尔物理学奖揭晓 北京时间10月6日下午5点45分，2015年诺贝尔物理学奖揭晓，日本科学家takaaki kajita和加拿大科学家arthur b. mcdonald获奖。获奖理由是“发现了中微子振荡，表明中微子具有质量。”takaaki kajita，日本公民。1959年出生于日本东松山。1986年从日本东京大学获得博士学位。目前为日本宇宙线研究所主任及东京大学教授。arthur b.mcdonald，加拿大公民。1943年出生于加拿大悉尼。1969年从美国加州理工学院获得博士学位。目前为加拿大皇后大学名誉教授。2015年的诺贝尔物理学奖授予了日本的takaaki kajita和加拿大的arthur b. mcdonald，以表彰他们在展现中微子变化的实验中所起到的重要贡献，而这种变化需要中微子具有质量。该发现改变了我们对物质最深处的运作的理解，这对我们如何看待整个宇宙至关重要。在新千年交替之际，takaaki kajita公布了他在超级神冈探测器（super-kamiokande detector）上的发现：大气中的中微子会在两种状态之间转换。同时，远在加拿大，由arthur b. mcdonald领导的研究小组也通过实验发现，太阳中的中微子并不会消失在其前往地球的路上相反，他们在萨德伯里中微子天文台（sudbury neutrino observatory）中捕捉到另一种状态的太阳中微