高中物理电磁学疑难实验及性

高中物理电磁学疑难实验及探究性研究雅礼中学程悦康（2013年高考题）23.（8分）某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表；电压表:量程5V，内阻十几千欧;滑动变阻器：最大阻值5kΩ;导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡，再将红表笔和黑表笔

，调零点(2)将图((a)中多用电表的红表笔和

（填“1”或“2）端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60V。(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为12.0kΩ。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为9.00V，电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为15.0kΩ。（2011年大纲卷）23（12分）使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：（1）仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色；（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为_________Ω，电流表的读数为__________mA，电阻箱的读数为_________Ω；（3）将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_______mA；（保留3位有效数字）（4）计算得到多用电表内电池的电动势为__________V。（保留3位有效数字）1765432890×100176432890×101765432890×1176432890×0.1图2（c）55图2（b）（2012·23）（10分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出_______。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。演示做一做科学漫步（足迹）静电感应验电器静电复印探究影响电荷间相互作用力的因素用传感器观察电容器的放电过程法拉第和场的概念模拟电场线雷火炼殿研究空腔导体内表面的电荷密立根实验——电子电荷量的测定静电屏蔽范德格拉夫静电加速器研究影响平行板电容器电容大小的因素静电场演示实验做一做（说一说）科学漫步测量导体电流和电压测绘小灯泡的伏安特性曲线调查常用可充电电池生活中的电池研究路端电压探究导体电阻与其影响因素的定量关系电线电缆抽查中体现的物理原理“与”门电路的作用探究导体电阻与材料的关系解释：用电多时灯暗，用电少时灯亮“或”门电路的作用练习使用多用电表多量程多用电表测定电池的电动势和内阻恒定电流

演示做一做科学漫步探究影响通电导线受力的因素验证环形电流的磁场方向有趣的右螺旋平行通电直导线之间的相互作用用磁传感器研究磁场旋转的液体观察阴极射线在磁场中的偏转电子束的径迹磁场

演示实验做一做科学足迹探究感应电流的产生条件研究感应电流方向摇绳能发电吗法拉第介绍通电自感演示观察电动机启动过程中电流的变化断电自感演示用电流传感器演示自感对电路中电流的影响铝框在蹄形磁铁中的运动观察微安表表针相对表盘摆动情况电磁感应

演示实验做一做（说一说）科学漫步交变电压随时间变化的图象探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系手摇发电机产生交变电流交流发电机电感器对交变电流的阻碍作用如何利用电感器和电容器来减少输出电流的交流成分互感器电容器对交变电流的阻碍作用输电新技术交变电流

演示实验做一做（说一说）科学漫步盒子里的装置观察光敏电阻的特性电容式位移传感器的原理半导体的导电机理热敏电阻的特性日光灯启动器检测霍尔元件机器人感温铁氧体应用测量光照强度传感器的应用传感器

(一)内接外接问题1122外接法：内接法：考虑到<<，则：当时，内接法和外接法测电阻的相对误差相等；当时，采用内接法测电阻产生的误差较小；当时，采用外接法测电阻产生的误差较小；两种情况：得得所以在电压一定时，比较变化的绝对值与内接时测量值的比值的相对大小来加以确定是内接还是外接要准确些。

若则可准确判断电流表外接较好；则可准确判断电流表内接较好。若RLR0RXUE分压电路对分压控制电路，输出电压其中k=,x=，显然（二）分压与限流问题

可见，U随x的变化是一个复杂的函数，为直观地显示U随x变化的规律，用描点法作出不同的k值时U（x）的函数图像，如图1所示。Ux0k=10k=0.5k=0.1k=0.01E图11.输出电压的调节范围为0-E；2.输出电压随RX的增大而非线性单调增大；3.k值越大，即负载电阻RL比R0大得越多，则即在条件下，U与x近似为线性关系。RLR0RXUE限流电路对限准流控蝇制电著路，屋输出洽电压其中k、x的意授义同门上。缩慧可见U随x的增推大而鹊增大茅，它攻所对肺应的与函数碑图像雪是双朵曲线无的一志部分统，输估出电抹压U（x）随x的变秤化规拢律可降用描走点法猛作出灾，图楚示为x随不救同的k值的陡函数学图像贡，如地图2所示衰：k=0.01Ux0EE/2k=10k=1k=0.5k=0.1图21．输出电压的调节范围2．输播出电烧压随RX的增搭大而秤非线且性单挤调减午小；3．k值越报大，诊即负追载电租阻RL比R0大得肉越多眠，输革出电肝压的森线性食程度造越好热。但友调节干范围志变小伤。输告出电代压的磁线性怠程度劝的好转坏，旗影响训到实举验操济作的门方便收性，羡输出任电压星的线宅性程虽度越猴好，爱实验拌中调呆节电算压越涨方便育。例１声．为状了测闯定一挥个“6.夺3V、1W芽”的小淹电珠另在额仆定电增压下陈较准劝确的荐电阻指值，挑可供码选择缠的器贼材有苦：A．电灭流表宗（0～3A，内醉阻约0.输04地Ω）B．毫甩安表重（0～30怀0m膝A，内沫阻约4Ω）C．电备压表库（0～10述V，内桌阻10窝kΩ）D．电扛压表妥（0～3V，内乡丰阻10背kΩ）E．电斤源（酒额定精电压6V，最膛大允盟许电模流2A）F．电标源（艳额定金电压9V，最贺大允谅许电冒流1A）G．可诞变电叮阻（扎阻值陕范围0～10宵Ω，额可定电宴流1A）H．可秩变电极阻（蕉阻值淋范围0～50润Ω，额柜定功惩率0.肢5W）I．导越线若薄干根龄，电酿键一访个。⑴为违使测帐量安吹全和遵尽可猜能准解确，行应选怖用的爹器材钱是。（县用字衡母代密号填葱写）⑵在袖右边嗓虚线帆框内恨画出浩电路铲图，从并把匀图6所示联实物赚图用墓线连毒接起兰来。例2．在颤“测鱼定金饥属导遥体电照阻率厦”的汗实验秩中，亩测量爪金属暗丝直涛径时粉，螺螺旋测亚微器壶的示站数如烈图所模示，位用米既尺测劲量金迷属丝弟的长蔽度，渡用欧箱姆表与粗略废测量彼金属湖丝的赴电阻鞠约为5Ω．先溉用伏切安法悉测出堤金属则丝的斜电阻彩，然炼后根歼据电装阻定念律计秃算出蝇该金香属材烘料的交电阻昌率．（1）从查图中起读出伯金属最丝的攻直径董为0.饭64舟0mm；划（2）在布用伏浸安法留测定犹金属屡丝的挑电阻条时，挠除被棉测的介电阻灯丝外辽，还饰有如立下供拣选择触的实位验器补材；直流叉电源芝：电责动势深约4.觉5V，内还阻很拌小；避电彻流表A1：量每程0～0.水6A，内黎阻约肚为0.询1Ω；堂电流将表A2：量满程0～3.盟0A，内障阻约度为0.垦05肃Ω；胞电压航表V1：量沉程0～3V，内应阻约雾为3k消Ω；垫电压其表V2：量蔬程0～15近V，内电约为6k那Ω；贿滑线及变阻执器R1：最墨大阻扮值5Ω；乡丰滑线闸变阻隶器R2：最渗大阻虎值10烈0Ω；艰开关鸡、导泛线等他．阔在可羞选择趣的器赴材中妇，电蹦流表逆应该径选用A1；电压弟表应秧该选酬用V1；滑线关变阻扮器应迟该选辽用R1．扛（3）根物据所泛选的奏器材协，画榆出精碍确测盆量该送电阻银的实立验电惜路图孤．图1ΔU＝IRA，在I很小过时，ΔU趋于仆零，I增大叨，ΔU也增减大等效亚电源馋是电唤池与呆电流念表串珍联：（1）（三）耀测电摔源的熊系统鄙误差禾问题图2U越大，IV越大，U趋于零时，IV也趋于零

等效湖电源多是电尊池与死电压讨表并滚联：（2）（四册）多急用电漆表问静题绝对误差：相对误差：例如对于2.5级的电表，示数的相对误差为则在中间刻度处，当或时，或当或时，或可见，当时，得例5．(2雾01姜1年浙穷江理仰综）22画.（10分）袭在“怪探究径导体先电阻防与其化影响谎因素仓的定唉量关哲系”休试验订中，校为了隙探究3根材灵料未胞知，羽横截午面积孔均为S=已0.踪蝶20梯mm粪2的金搅属丝a、b、c的电漆阻率烤，采塔用如鞠图所血示的率实验岗电路错，M为金拾属丝c的左号端点柔，O为金脆属丝a的右秃端点附，P是金盘属丝偏上可封移动瓶的接辛触点稿。在宪实验磨过程竞中，丢电流学表读趴数始普终。淡电压贺