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電學實驗專題

1．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度l=0. 810 m．金屬絲的電阻大約為4Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．

(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm.

(2)在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：

A．直流電源：電動勢約4.5 V，內(nèi)阻很小；

B.電流表A₁：量程0～0.6 A，內(nèi)阻0. 125Ω;

C．電流表A₂：量程0～3. 0 A，內(nèi)阻0. 025Ω;

D．電壓表V：量程0～3 V，內(nèi)阻3 kΩ;

E.滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω；

F.滑動變阻器R₂：最大阻值50Ω;

G．開關、導線等．

在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是，應該選用的滑動變阻器是。

(3)根據(jù)所選的器材，在如圖所示的方框中畫出實驗電路圖．

(4)若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為R_x=4. 1Ω，則這種金屬材料的電阻率為 Ω?m.（保留二位有效數(shù)字）

2．一個標有“12 V”字樣，功率未知的燈泡，測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關系圖線如圖所示，利用這條圖線計算：

(1)在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P= W.

(2)假設燈絲電阻與其絕對溫度成正比，室溫有300 K，在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為 K.

(3)若一定值電阻與燈泡串聯(lián)，接在20 V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻的阻值為 Ω.

3．有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示．此金屬材料重約1～2 N，長約為30 cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬的電阻率為，密度為．因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S₀，現(xiàn)有如下器材可選：

A．毫米刻度尺

B．螺旋測微器

C．電流表（600 mA,1. 0Ω)

D．電流表（3 A,0. 1Ω)

E．電壓表（3 V,6 kΩ)

F．滑動變阻器（2 kΩ,0. 5 A)

G．滑動變阻器（10 kΩ,2 A)

H．蓄電池（6 V,0.05Ω)

I．開關一個，帶夾子的導線若千．

(1)除待測金屬管線外，還應選用的器材有（只填代號字母）．

(2)在圖中畫出你所設計方案的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路．

(3)實驗中要測量的物理量有：，計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S₀的表達式為S₀=

。

4．某同學用一個定值電阻R、兩個開關、一個電壓表和若干導線連成一個測量電源內(nèi)阻的實驗電路，如圖所示，已知電壓表的內(nèi)阻遠大于電源的內(nèi)電阻，其量程大于電源電動勢，表盤上刻度清晰，但數(shù)字不清，電源內(nèi)阻約為幾歐．

(1)在方框內(nèi)畫出實驗電路圖．

(2)實驗中始終閉合開關S₁，當開關S₂處于斷開和閉合兩種狀態(tài)時，電壓表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)分別為n₁、n₂，則計算電源內(nèi)阻的表達式是r= 。

5．現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為50Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學利用如圖(a)所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍0～9 999Ω，R₀是定值電阻，起保護電路的作用．

(1)實驗室備有的定值電阻R₀有以下幾種規(guī)格：

A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω 1. 0 W

C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W

本實驗應選哪一種規(guī)格？答。

(2)該同學接入符合要求的R₀后，閉合開關S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖 (b)所示的圖線（已知該直線的截距為0.1 V^-1)．則根據(jù)該同學所作出的圖線可求得該電池的電動勢E為 V，內(nèi)阻r為 Ω.

6．在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中：

(1)應該使用的器材是

A. 6 V的交流電源

B. 6 V的直流電源

C.量程0～0.5 V,零刻度線在刻度盤左邊的電壓表

D.量程0～0.5 V,零刻度線在刻度盤中央的電壓表

E.量程0～300 A,零刻度線在刻度盤左邊的電流表

F.量程0～300 A，零刻度線在刻度盤中央的電流表

(2)①實驗中接通電路后，若一個探針與基準點b接觸，另一個探針分別在基準點兩側(cè)找到了實驗所需的點M、N，如圖6所示，則當此探針與M點接觸時，電流表指針應（填“左偏”、“指零”或“右偏”）；當此探針與N點接觸時，電流表指針應（填“左偏”、“指零”或“右偏”）．②在a、b、c、d、e五個基準點中，電勢最高的點是點．③若電流表兩表筆分別接觸圖中d、f兩點（點d、f連線與AB垂直）時，表針反偏（電流從紅表筆流進時表針正偏），則電流表的紅表筆接在點，要使電流表指針仍指在零刻線，應將按f的探針向（填“左”或“右”）移動．

7. (1)在描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗中，為減小實驗誤差，方便調(diào)節(jié)，請在如圖所示的四個電路圖和給定的三個滑動變阻器中選取適當?shù)碾娐泛推鞑�，并將它們的編號填在橫線上．

應選取的電路是，滑動變阻器應選取。

E總阻值I5Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器

F.總阻值200Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器

G．總阻值1 000Ω，最大允許電流1A的滑動變阻器

(2)由實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖中b線，將該小燈泡與一干電池組成閉合電路，該電池兩極的電壓隨電路中電流的變化關系圖線如圖中a線，則小燈泡與電池連接后的實際功率為 W;若再將一阻值為0.75Ω的電阻串聯(lián)在電路中，則小燈泡的實際功率為 W.

8．有一待測的電阻器R_x，其阻值約在40～50Ω之間，實驗室準備用來測量該電阻值的實驗器材有：

電壓表V(量程0～10 V，內(nèi)電阻約20 kΩ) ;

電流表A,（量程0～500 mA，內(nèi)電阻約20Ω);

電流表A,（量程0～300 mA，內(nèi)電阻約4Ω) ;

滑動變阻器R,（最大阻值為10Ω,額定電流為2 A) ;

滑動變阻器R2（最大阻值為250Ω，額定電流為0.1 A);

直流電源E（電動勢為9V，內(nèi)電阻約為0. 5Ω);

開關及若干導線．

實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測出幾組電流、電壓值，以便畫出I－U圖線．

(1)電流表應選用．(2）滑動變阻器選用（選填器材代號）). (3)請在如圖甲所示的方框內(nèi)畫出實驗電路圖，并將圖乙中器材連成符合要求的電路．

9．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：

A．待測的干電池（電動勢約為1. 5 V，內(nèi)電阻小于1. 0Ω)

B．電流表G（滿偏電流3 mA，內(nèi)阻Rg=10Ω)

C．電流表A(0～0. 6 A，內(nèi)阻0.1Ω)

D．滑動變阻器R₁(0.20Ω,10 A)

E.滑動變阻器R₂(0～200Ω,l A)

F．定值電阻R₀ (990Ω)

G．開關和導線若干

(1)某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設計了如圖所示中甲的（a)、 (b)兩個參考實驗電路，其中合理的是圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應選（填寫器材前的字母代號）．

(2）圖乙為該同學根據(jù)（1)中選出的合理的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I₁―I₂圖線（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得被測電池的電動勢E= V，內(nèi)阻r= Ω。

10．在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，某同學測得了七組數(shù)據(jù)（如下表）．

(1)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在圖中作出I―U圖線；從圖線中得出，電源電動勢E= V，內(nèi)

電阻r= Ω.

(2)若一位同學未畫出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式E= U₁+I₁r和E=U₂+I₂r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，則他選用其中第組和第組數(shù)據(jù)時算得的結(jié)果誤差大．

11．某同學測量一只未知阻值的電阻．

(1)他先用多用電表進行測量，按照正確的步驟操作后，測量的結(jié)果如圖甲所示，請你讀出其阻值大小為，為了使多用電表測量的結(jié)果更準確，該同學接著應該進行哪些操作？

答。

(2)若該同學再用“伏安法”測量該電阻，所用器材如圖乙所示，其中電壓表內(nèi)阻約為5 kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω，變阻器阻值為50Ω．圖中部分連線已經(jīng)連接好，為了盡可能準確地測量電阻，請你完成其余的連線．

(3)該同學按照“伏安法”測量電阻的要求連接好圖乙電路后，測得的電阻值將（填“大于”、“小于”或“等于”）被測電阻的實際阻值．

12．利用如圖所示電路測量一量程為300 mV的電壓表的內(nèi)阻R_V, R_V約為300Ω．某同學的實驗步驟如下：

①按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器R的滑片P滑到a端，閉合開關S₂，并將電阻箱R₀的阻值調(diào)到較大；

②閉合開關S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；

③保持開關S₁閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開開關S₂，調(diào)整電阻箱R₀的阻值大小，使電壓表的指針指到滿刻度的一半；讀出此時電阻箱R₀的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻R_V.

實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999. 9Ω)、電池（電動勢約1. 5 V，內(nèi)阻可忽略不計）、導線和開關之外，還有如下可供選擇的實驗器材：

A.滑動變阻器（最大阻值150Ω);

B.滑動變阻器（最大阻值10Ω）;

C.定值電阻（阻值約20Ω) ;

D.定值電阻（阻值約200Ω).

根據(jù)以上設計的實驗方法，回答下列問題：

(1)為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器R應選用．定值電阻R'應選用（填序號）．

(2)對于上述測量方法，從實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R_測真實值R_V(填“大于”、“小于”或“等于”），且在其他條件不變的情況下，若R越大，其測量值R_測的誤差就越（填“大”或“小”）．

13．某同學為了測電流表A的內(nèi)阻精確值，有如下器材：

電流表A₁（量程300 mA，內(nèi)阻約為5Ω);

電流表A₂（量程600 mA，內(nèi)阻約為1Ω) ;

電壓表V（量程15 V，內(nèi)阻約為3 kΩ) ;

定值電阻R₀ (5Ω) ;

滑動變阻器R₁(0～10Ω，額定電流為1 A);

滑動變阻器R₂(0～250Ω，額定電流為0. 3 A) ;

電源E（電動勢3 V，內(nèi)阻較�。�

導線、開關若干．

(1)要求電流表 A₁的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能的減少誤差．在如圖所示線框內(nèi)畫出測量用的電路圖，并在圖中標出所用儀器的代號．

(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A₁的內(nèi)阻r₁，則所用電流表A₁的內(nèi)阻r₁表達式為r₁ = ；式中各符號的意義是。

14．小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變化，一研究性學習小組在實驗室通過實驗研究這一問題，實驗室備有的器材是：電壓表（0.3 V,3 kΩ)、電流表（0～0.6 A,0.1Ω)、電池、開關、滑動變阻器、待測小燈泡、導線若干．實驗時，要求小燈泡兩端電壓從零逐漸增大到額定電壓以上．

(1)他們應選用圖85中圖所示電路進行實驗．

(2)根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)描繪出如圖所示U－I圖象，由圖分析可知，小燈泡電阻隨溫度T變化的關系是。

(3)已知實驗中使用的小燈泡標有1. 5 V字樣，請你根據(jù)上述實驗結(jié)果求出小燈泡在1. 5 V電壓下的實際功率是 W.

15．在把電流表改裝為電壓表的實驗中，提供的器材有①電流表（量程0～100A，內(nèi)阻幾百歐），②標準電壓表（量程0～3 V),③電阻箱（0～9 999Ω) ,④電阻箱（0～99 999Ω),⑤滑動變阻器（0～50Ω,額定電流1. 5 A),⑥電源（電動勢6 V，有內(nèi)阻），⑦電源（電動勢12 V，無內(nèi)阻），⑧開關兩只，導線若干．