高中物理电学实验试题

现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过 ${60}^{\circ }$ C时,系统报警。提供的器材有：热敏电阻,报警器（内阻很小,流过的电流超过 $I_{\mathrm{c}}$ 时就会报警，电阻箱(最大阻值为 $999.9\mathrm{\Omega }$ ),直流电源(输出电压为 $U$ ,内阻不计）,滑动变阻器 $R_1$ (最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$ ), 滑动变阻器 $R_2$ （最大阻值为 $2000\mathrm{\Omega }$ ),单刀双掷开关一个,导线若干。

在室温下对系统进行调节,已知 $U$ 约为 $18\mathrm{V},I_{\mathrm{c}}$ 约为 $10\mathrm{mA}$ ;流过报警器的电流超过 $20\mathrm{mA}$ 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在 ${60}^{\circ }\mathrm{C}$ 时阻值为 $650.0\mathrm{\Omega }$ 。

(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

（2）在电路中应选用滑动变阻器_           (填 $"R_1\mathrm{"}$ 或" $R_2$ ") 。

（3）按照下列步骤调节此报警系统:

①电路接通前, 需将电阻箱调到一定的阻值, 根据实验要求, 这一阻值为         $\mathrm{\Omega }$ ; 滑动变阻器的滑片应置于 _        （填"a"或"b") 端附近，不能置于另一端的原因是                      。

②将开关向             （填 "c"或 "d") 端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片, 直至         。

（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变, 将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

某电容式话筒的原理示意图如题图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中（   ）

A．P、Q构成的电容器的电容增大

B．P上电荷量保持不变

C．M点的电势比N点的低

D．M点的电势比N点的高

一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零．两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q，杆长为l，且l＜d．现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布不变）（ ）

A．

B．0

C．

D．

如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计．下列说法正确的是（ ）

A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗

B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗

C．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大

D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω

某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃-80℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R_T,其标称值(25℃时的阻值)为 $900.0\mathrm{\Omega }$:电源E(6V,内阻可忽略):电压表 (量程 $150\mathrm{mV}$):定值电阻R₀(阻值 $20.0\mathrm{\Omega }$),滑动变阻器R₁(最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$):电阻箱R₂(阻值范围0- $999.9\mathrm{\Omega }$):单刀开关S₁,单刀双掷开关S₂。

实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃,将S₂与1端接通,闭合S₁,调节R₁的滑片位置,使电压表读数为某一值U_s:保持R₁的滑片位置不变,将R₂置于最大值,将S₂与2端接通,调节R₂,使电压表读数仍为U_s:断开S₁,记下此时R₂的读数,逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R₂的阻值,直至温度降到25.0°C,实验得到的R₂-t数据见下表。

t/℃	25.0	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0
R2/Ω	900.0	680.0	500.0	390.0	320.0	270.0	240.0

回答下列问题:

（1）在闭合S₁前,图(a)中R₁的滑片应移动到________ （填“a”或“b”）端；

（2）在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R₂-t曲线：

（3）由图(b)可得到R₁,在25℃-80°C范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得R₁=________Ω；   

（4）将R_t握于手心,手心温度下R₂的相应读数如图(c)所示,该读数为________Ω，则手心温度为________℃。   

用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。在如图所示装置中，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，平行板电容的电容为C，实验中，保持极板带电荷量不变，下列说法正确的是

A．保持S不变，增大d，则变大，说明C变小

B．保持S不变，增大d，则变小，说明C变大

C．保持d不变，减小S，则变小，说明C变小

D．保持d不变，减小S，则不变，说明C不变

如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R₂为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R₂随温度t变化的图线如图乙所示．电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R₂所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（ ）

A．I变大，U变大

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变小

在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R₁和R₃均为定值电阻，R₂为滑动变阻器．当R₂的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表、和的示数分别为I₁、I₂和U.现将R₂的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 （   ）

A．I1增大，I2不变，U增大	B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大	D．I1减小，I2不变，U减小

某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性。所用器材有:小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.3 A）、电压表（量程300 mV，内阻300 Ω）、电流表（量程300 mA，内阻0.27 Ω）定值电阻 R ₀、滑动变阻器 R ₁（阻值0~20 Ω）、电阻箱 R ₂（最大阻值9 999.9 Ω）、电源 E（电动势6V，内阻不计）、开关S、导线若干。完成下列填空:

（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的 U- I曲线， R ₀应选取阻值为______Ω的定值电阻；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填" a"或" b"）端；

图（b）

（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R ₂的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数 U、 I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为__________Ω（保留1位有效数字）；

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将 R ₂的阻值调整为_________Ω。然后调节滑动变阻器 R ₁，测得数据如下表所示：

U/mV	24.0	46.0	76.0	110.0	128.0	152.0	184.0	216.0	250.0
I/mA	140.0	160.0	180.0	200.0	220.0	240.0	260.0	280.0	300.0

（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻____（填"增大""减小"或"不变"）；

（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率 P ₁＝________W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为 P ₂，则 $\frac{P_2}{P_1}$ =____________（保留至整数）。

如图所示，两平行金属板A．B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，C点在A板上，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10^﹣17J，电子电量为1.6×10^﹣19C．求：

（1）匀强电场的场强；
（2）A．B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？

某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为 $100\mu A$ ，内阻大约为 $2500\Omega$ ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 $R_1$ 、 $R_2$ （其中一个阻值为 $20\Omega$ ，另一个阻值为 $2000\Omega$ ）；电阻箱 $R_z$ （最大阻值为 $99999.9\Omega$ ）；电源 $E$ （电动势约为 $1.5V$ ）；单刀开关 $S_1$ 和 $S_2$ 。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。

（2）完成下列填空：

① $R_1$ 的阻值为         $\Omega$ （填"20"或"2000"）

②为了保护微安表，开始时将 $R_1$ 的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的      端（填"左"或"右"）对应的位置；将 $R_2$ 的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱 $R_z$ 的阻值置于 $2500.0\Omega$ ，接通 $S_1$ 。将 $R_1$ 的滑片置于适当位置，再反复调节 $R_2$ 的滑片D的位置。最终使得接通 $S_2$ 前后，微安表的示数保持不变，这说明 $S_2$ 接通前B与D所在位置的电势       （填"相等"或"不相等"）。

④将电阻箱 $R_z$ 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 $R_z$ 的阻值置于 $2601.0\Omega$ 时，在接通 $S_2$ 前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为       $\Omega$ （结果保留到个位）。

（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：                  。

某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V ₁和V ₂为理想电压表；R为滑动变阻器，R ₀为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题：

（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器 R ， 使电压表V ₁的示数为 U ₁=________mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度 t升高时，硅二极管正向电阻________（填"变大"或"变小"），电压表V ₁示数________（填"增大"或"减小"），此时应将 R的滑片向________（填"A"或"B"）端移动，以使V ₁示数仍为 U ₁。    

（2）由图（b）可以看出 U与 t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为 $\text{|}\frac{\text{Δ}U}{\text{Δ}t}\text{|}$ =________×10 ^-3V/℃（保留2位有效数字）。

某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R₀（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干．

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（填“增大”“不变”或“减小”）．

（3）用另一电源E₀（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．（结果均保留2位小数）

实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对"测量电源的电动势和内阻"的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约 $1.5V$ ，内阻小于 $1\Omega )$ ；

电压表 $V$ （量程 $3V$ ，内阻约 $3\mathit{k\Omega })$ ；

电流表 $A$ （量程 $0.6A$ ，内阻约 $1\Omega )$ ；

滑动变阻器 $R$ （最大阻值为 $20\Omega )$ ；

定值电阻 $R_1$ （阻值 $2\Omega )$ ；

定值电阻 $R_2$ （阻值 $5\Omega )$ ；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在 $U-I$ 坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 　 　。（单选，填正确答案标号）

$A$ ．电压表分流         $B$ ．干电池内阻较小         $C$ ．滑动变阻器最大阻值较小         $D$ ．电流表内阻较小

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如表所示。

序号	1	2	3	4	5	6	7
$I/A$	0.08	0.14	0.20	0.26	0.32	0.36	0.40
$U/V$	1.35	1.20	1.05	0.88	0.73	0.71	0.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①图丁的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出 $U-I$ 图象。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为 　　（填" $R_1$ "或" $R_2$ " $)$ 。

③用笔画线代替导线，请在图丙上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

（多）如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D₁和D₂是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（ ）

A．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1逐渐熄灭，D2逐渐变到最亮

B．K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样

C．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭

D．K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再逐渐熄灭