高二电学实验电学.doc

高二电学实验1在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图所示的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是(C) A灯泡中灯丝已烧断 B滑片接触不良C灯泡内部短路 D滑动变阻器A端接触不良解析：由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变，故D错若灯泡内短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C.2在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，A1、A2、A3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后(C ) A通过A1的电流为通过A2的电流的2倍 BA1的电阻为7.5 CA1消耗的电功率为0.75 W DA2消耗的电功率为0.375 W解析：因电源内阻不计，S闭合后UA13 V，UA2UA3=1.5 V在IU图象中，可以读出相应的电流IA10.25 A，IA2IA30.2 A，故A不对由R知RA1=12 ，故B不对，由PUI知PA10.75 W，PA20.3 W，故C正确，D错误3用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将图实中实物连接成为实验电路微安表A(量程200 A，内阻约200 )；电压表V(量程3 V，内阻约10 k)；电阻R0(阻值约 20 k)；滑动变阻器R(最大阻值50 ，额定电流1 A)；电池组E(电动势3 V，内阻不计)；开关S及导线若干解析：由于0.5，100，可以看出R0RA，故采用电流表内接法，画出电路原理图如图所示把实物与原理图结合起来完成连线，注意电压表、电流表的正、负接线柱，保证电流从正接线柱进从负接线柱出连线如图所示答案：见解析图4下表中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据：U(V)0.00.20.501.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)分析上表内的实验数据可知，应选用的实验电路图是图中的_(填“甲”或“乙”)； (2)试分析所选实验电路图存在误差的原因解析：(1)从表格中的数据可以看出，小灯泡的电压和电流从零开始逐渐变化甲图所示电路中滑动变阻器采用分压接法，可以获得从零开始变化的电压，符合图中数据的要求所以应选用的实验电路图是甲图(2)由甲图可知，电流表的分压会造成实验误差，因为小灯泡的电阻较小，和电流表内阻相差不太大电流表最好用外接方式答案：(1)甲(2)见解析5图甲所示为某同学测绘额定电压为2.5 V的小电珠的IU图线的实验电路图(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整的实验电路(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)(3)已知小电珠灯丝在27时电阻值约为1.5 ，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，热力学温度T与摄氏温度t的关系为T273t，根据图所示的小电珠的IU特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_ (保留两位有效数字)解析：对于分压电路，开关S闭合前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端(A端)，使待测电路上电压为零由灯丝电阻与热力学温度成正比可得R=kT，当灯丝温度为300 K时电阻为1.5 可得k=0.005.由小电珠的IU特性曲线可得当电压为2.5 V时灯丝中电流约为0.265 A根据欧姆定律可得出灯丝电阻R=U/I=9.4 ，由R=kT解得此时灯丝热力学温度TR/k1880 K，即灯丝温度约为t=T273=1607=1.6103 .答案：(1)实物连线图如图所示(2)A端(3)1.61036在“测定金属的电阻率”的实验中，由=可知，对实验结果的准确性影响最大的是( ) A导线直径d的测量B电压U的测量 C电流I的测量 D导线长度的测量解析：四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方A项正确答案：A7分别用图实210所示的(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值图(a)中两表的示数分别为3 V、4 mA，图(b)中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为(D)A略小于1 k B略小于750 C略大于1 k D略大于750 解析：先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图(a)进行测量比较准确图(a)中测量值为R测=750 ，较真实值偏小故D项正确8在“测定金属的电阻率”的实验中，所用的电阻丝Rx的阻值约为3，变阻器最大阻值为20 ，电源电压为3 V，电源内阻不计，则：(1)电压表的量程应选用_， 电流表的量程应选用_；(2)画出实验电路图解析：(1)由于电源的电动势为3 V，所以电压表量程应选03 V，在实验中电流不能太大，电流表量程应选00.6 A.(2)由于Rx3 为小电阻，故用安培表外接法，变阻器RRx，故采用滑动变阻器限流接法，如图所示答案：见解析9从下列器材中选出适当的器材，设计一测量金属丝的电阻率的电路要求操作简便，又尽可能有较高的测量精度，并能得到多组数据金属丝L(已知其长度为L0，直径为D，电阻小于50 )；电流表A1(量程为10 mA，内阻r140 )； 电流表A2(量程为500 A，内阻r2750 )；电压表V(量程为10 V，内阻为10 k)； 保护电阻R1(阻值为100 )；滑动变阻器R2(总阻值约为20 )； 电池E(电动势为1.5 V，内阻很小)；开关S及导线若干(1)在下面的虚线框中画出电路图，并标明所用器材的代号 (2)若选出测量数据中的一组数据计算电阻率，则表达式_.解析：(1)如图所示(2) (式中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)10(2010郑州质检)为了测定某一电压表的内阻，给出了以下器材：A待测电压表(01.5 V，电阻在3.5 k4.5 k之间)B电流表(0500 A，内阻约为100 )C滑动变阻器(050 )D开关E电源(1.5 V的干电池一节)F导线若干要求设计实验电路，测量多组I、U数据，然后作UI图线求电压表的内阻(1)某同学设计了如图甲所示的电路图，经审查该图不能满足测量要求，请指出该电路存在的问题：_.(2)请你另外设计一个能满足测量要求的电路图，画在图乙所示的方框内(3)某同学用重新设计的电路进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图丙上，如图所示根据各点表示的数据描出UI图线，由此求得电压表内阻RV_k(保留两位有效数字)解析：因滑动变阻器的总阻值在50 ，而被测电压表内阻大约3.5 k4.5 k，故用限流式时调节滑动触头，而电表读数几乎不变，不能测得多组数据，应将滑动变阻器用分压式接法求出图线的斜率即为电压表内阻RV 4.0 k.答案：(1)滑动变阻器不能接成限流式(2)如图(3)3.84.1之间均对11图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表mA具有一定的内阻，电压表V的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2.(1)根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R_.(2)根据所给出的电路，在图中的各器件实物图之间画出连接的导线解析：(1)据电路分析，设电流表内阻为RmA.S向电压表闭合时：RmA S向R闭合时：RRmA 由两式解得：R.(2)如图所示：答案：(1)(2)见解析12用半偏法测量电流表的内阻已知电流表满偏电流Ig300 A，实验电路如图甲所示(1)部分实验步骤为：a按电路图接好电路，将R1、R2调节至最大；b断开S2，闭合S1，调节R1，使表头指针_；c闭合S2，调节R2，使表头指针_(2)上述实验步骤完成时，电阻箱R2的示数如图乙所示，则电流表内阻rg_.(3)按图甲所示的电路，将图中的器材连成实验电路解析：由半偏法测电阻原理可知，首先使电流表指针满偏，再调节电阻箱使电流表指针半偏电阻箱的读数即为电流表内阻答案：(1)b.指向满刻度；c指向满刻度的一半(2)140 (3)如图13将满偏电流Ig300 A、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行核对(1)利用如右图所示的电路测量电流表G的内阻(图中电源的电动势E4 V)；先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度再闭合S2，保持R不变，调节R，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R的阻值为450 ，则电流表内阻的测量值为_(2)将该表改装成量程为3 V的电压表，需_(填“串联”或“并联”)阻值为R0_的电阻(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在虚线框中画出实验原理图并根据画出的实验原理图在图中将实物连接解析：(1)闭合S1，断开S2时，根据闭合电路欧姆定律EIgR总得：总电阻R总 ，显然变阻器R的阻值很大，远大于Rg，因此，在第二步操作中可认为干路电流仍为Ig，根据并联电路的电流分配关系有 IgRgIgR，则Rg150 .(2)将该电流表改装成电压表的电路，则UIg(RgR0)，解得R0Rg9850 即应串联的分压电阻为9850 .(3)核对的实验电路如图(a)所示,实物连接如图(b)所示答案：(1)150 (2)串联9850(3)见解析图14现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50 A，内阻约为800850 ，把它改装成1 mA、10 mA的两量程电流表可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20 ；滑动变阻器R2，最大阻值100 k；电阻箱R，最大阻值9999 ；定值电阻R0，阻值1 k；电池E1，电动势1.5 V；电池E2，电动势3.0 V；电池E3，电动势4.5 V(所有电池内阻均不计)；标准电流表A，满偏电流1.5 mA；单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，导线丝及导线若干(1)采用如图实315甲所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_；选用的电池为_(2)将G改装成两量程电流表现有两种备选电路，如图中图乙和图丙所示图_为合理电路，另一电路不合理的理由是_.答案：(1)R2(或最大阻值100 k)E3(或电动势4.5 V)(2)乙图丙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏15要将量程为10 mA的电流表改装为量程为10 V的电压表(电流表内阻Rg约为200 )除此电流表外，还有下列器材：A电动势E约为1.5 V，内阻可忽略不计的干电池一节 B量程为15 V的标准电压表C学生电源 D标准电阻：150 E电阻箱09999.9 F滑动变阻器0100 ，1 AG电键、导线若干(1)在右边的方框中画出实验电路图 (2)计算电流表内阻的表达式为_；将电流表改装成电压表，串联电阻箱所取阻值的计算式为_解析：(1)如图所示(2)按照图甲所示连接电路闭合S1和S2，读出电流表读数I1，断开S2，读出电流表读数I2，计算出电流表电阻Rg；得EI1Rg，EI2(RgR) 故Rg.根据改装电压表的量程计算串联电阻R的大小；设改装后量程为U，则UIg(RgR) RRg.在电阻箱上取R大小的阻值，将电阻箱与电流表串联得到改装电压表；按照图乙所示连好电路，通过移动滑动变阻器的滑动触头改变电压，将改装表逐格与标准表比较校对答案：(1)、(2)见解析(3)Rg RRg16某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如图所示该学生接线中错误的和不规范的做法是()A滑动变阻器不起变阻作用 B电流表接线有错C电压表量程选用不当 D电压表接线不妥解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负极连错，电压表始终有读数，电压表量程为3 V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项中不规范答案：ABD17在测一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 )的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选用：A电压表量程为15 V，B电压表量程为3 V，A变阻器为(020 ，3 A)，B变阻器为(0500 ，0.2 A)电压表应该选_(选填“A”或“B”)，这是因为_；变阻器应该选_(选填“A”或“B”)，这是因为_解析：干电池的电动势1.5 V，而A电压表量程是电动势(1.5 V)的10倍，读数误差较大，故应选B电压表；B变阻器的电阻值太大，额定电流又过小，故应选A变阻器答案：BA电压表量程过大，读数误差较大，AB变阻器额定电流过小，阻值太大18某研究性学习小组利用图实甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R 图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到：E_V，r_.解析：由EI(Rr)得，R=r，则R图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E=2.4(或2.5) V，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r=1 .答案：2.4(或2.5)119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1.5 V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(满偏电流10 mA，内阻10 )B电流表A(00.6 A3 A，内阻未知)C滑动变阻器R(0100 ，1 A)D定值电阻R0(阻值990 )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I1I2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_.解析：(1)器材中给出了一个内阻已知的电流表G和一个定值电阻R0，可考虑将它们改装成一个量程为10 V的电压表，然后用伏安法测层叠电池的电动势和内阻因电流表A的内阻未知，故需用安培表外接法，电路图见答案(2)由电路结构有EI1(R0RG)(I1I2)r，由I1I2图线知I1与I2相差两个数量级，则可认为I1I2I2，故有I1I2.再结合I1I2图线可得9.0 mA，1.0102，有E9.0 V，r10.0 .答案：(1)电路图(2)9.010.020现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为50 ，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09999 ，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：A10 2.5 W B100 1.0 WC200 1.0 W D2000 5.0 W本实验应选_(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，作出了如图所示的图线(已知该直线在y轴的截距为0.1 V1)则根据该同学所作出的图线可求得电池的电动势E为_V，内阻r为_解析：根据电池的参数，起保护作用的定值电阻的最小值为Rr= 50 =130 ，所以定值电阻应选C；由题中所给图线，根据闭合电路欧姆定律可知：EUr；，纵截距为电动势的倒数，故电源电动势的值为10 V；电源的内电阻为图线的斜率的E倍，即r46 .答案：(1)C(2)1046221两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据并根据数据描绘了如图(b)所示的两条UI图线回答下列问题：(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（） A甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是（） A滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B电源的输出功率最大C定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD电源的效率达到最大值(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0_，电源电动势E_V，内电阻r_.解析：(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：PU2I1.00.5 W0.5 W，C正确；电源的效率为：UI/(EI)=U/E，U越大，效率越大，D错误(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：R0U2/I1.0/0.5 2.0 ；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，图象斜率的绝对值为：kU1/I0.5/0.51.0，即电源的内阻为r=1.0 .答案：(1)AD(2)BC(3)2.01.501.022关于多用电表的使用，下列说法不正确的是()A待测电阻不跟别的元件断开，其测量值将偏大B测量电阻时，用两手碰表笔的金属杆，其测量值偏小C测量电阻时，如果电路不和电源断开，可能出现烧坏表头的情况D用多用电表测量60 W灯泡的电阻，其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻大解析：待测电阻不跟别的元件断开，待测电阻可能是与其他元件并联，测量值可能偏小；测电阻时，两手碰表笔的金属杆，人体电阻与待测电阻并联，测量值偏小；测量电阻时，如果电路不和电源断开，欧姆表两端的电压可能过大，从而烧坏电表；用多用电表测量灯泡的电阻，测量的是灯泡不发光时的电阻，灯泡用额定电压和额定功率计算出的电阻是灯泡正常发光时的电阻，灯泡正常发光时温度很高，电阻较大符合题意的选项为A、D.答案：AD23某课外小组练习使用多用电表测量电阻他们的操作过程如下：(1)将红、黑表笔分别插入多用电表的“”“”插孔，选择开关旋钮转至电阻“10”挡；(2)将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零；(3)红、黑表笔分别与电阻的两端相连，此时多用电表的示数如图实515甲所示；接下来他们的操作步骤应为_A将选择开关旋钮转至电阻“1”挡，红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值B将选择开关旋钮转至电阻“100”挡，红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值C将选择开关旋钮转至电阻“100”挡，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零，然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值D将选择开关旋钮转至电阻“1”挡，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零，然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，读出电阻的阻值(4)换挡后多用电表的示数如图乙所示，该电阻的阻值为_.(5)将选择开关旋至“OFF”挡，取出红、黑表笔解析：当选用“10”挡，读数如图甲所示，说明读数太小，所选挡位太大，应换用小倍率挡位，即“1”挡，而且换挡后必须重新进行欧姆调零，故应选D.图乙的读数为18 .答案：(3)D(4)1824某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处(3)将红、黑表笔_，进行欧姆调零(4)测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_(填“左侧”、“右侧”或