高中物理电学实验实验题

某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA）
B．电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）
C．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA）
G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）为提高实验的准确程度，电流表应选用      ；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用        （以上均填器材代号）
（2）请在答题卷的方框内画出满足实验要求的电路图，并把答题卷图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。

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“5 V，2.5 W”的小灯泡，导线和开关外，还有：
A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)
B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)
D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)
E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)
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________(均用序号字母填写)．
（2）请按要求将图中所示的器材连成实验电路

（1）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图（a）所示，R₀为定值电阻。调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了_______为纵坐标，由图线可得该电源电动势为  ________V。

（2）现有三个标有“2.5V，0.6A”相同规格的小灯泡，其I-U特性曲线如图（c）所示，将它们与图（a）中电源按图（d）所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r=____Ω，图（a）中定值电阻R₀=____Ω。

研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为             mm；
   
（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为        mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为             Ω。

（4）用伏安法测定该圆柱体在不同长度时的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：
电流表A₁(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)
电流表A₂(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)
电压表V₁(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)
电压表V₂(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
滑动变阻器R₁(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
滑动变阻器R₂(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)
开关S、导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在如图所示的虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．

有一灯泡上标有“6V，0.1A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻1.5kΩ）            B．电压表（0～6V，内阻3.0kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻2.0Ω）           D．电流表（0～6A，内阻1.5Ω）
E．滑动变阻器（30Ω，2A）                 F．滑动变阻器（100Ω，0.5A）
G．学生电源（直流9V）及开关、导线等
（1）试验中所用的电压表应选        ，电流表应选         ，滑动变阻器应选           ．
（2）要求电压从0开始测量并减小实验误差，应选甲、乙、丙、丁中的哪一个电路图          ．测出的电阻值比真实值偏   （选填“大”或“小”），原因是                   ．

某实验小组按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点。

同学们为了弄清电阻变化的原因，对实验进行了下述改进。如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在。规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点 。已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻。
     
丙                                       丁
（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（3）在同样的电压（如2.00V）下，曲线的电阻值明显     （大于、等于或小于）曲线的电阻值，其原因是       。

如图所示为一个已经充电的平行板电容器，右极板用绝缘杆固定在铁架台上，左极板通过绝缘杆由手持握。（以下四空均选填“变大”、“变小”或“不变”）

甲                    乙                   丙
（1）如图甲，若仅将左极板向上移至虚线位置，则板间的电场强度           ；
（2）如图乙，若仅将左极板向左移至虚线位置，板间的电场强度            ；
（3）如图丙，若仅在两极板间插入一块厚石蜡片，则板间的电压            。

某同学设计了如图甲所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻（几千欧），实验室提供直流电源的电动势为6V，内阻忽略不计；
（1）请完成图乙的实物连接；

（2）在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不
变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：____  ___；
A．变阻器A（0-2000Ω，0.1A） B．变阻器B（0-20Ω，1A） C．变阻器C（0-5Ω，1A）
（3）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最__  _端，并将电阻箱阻值调到__  __（填“0”或“最大”），
然后闭合电键S，调节P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动；
（4）调节变阻箱的阻值，记录电压表的读数；最后将电压表读数的倒数与电阻箱读数R描点，并画
出图丙所示的图线，由图象得，待测电压表的内阻值为__  ___Ω。（保留两位有效数字）    

将小电珠L、滑动变阻器、多用电表、电流表、直流稳压电源、开关和导线若干连成如图1所示的电路，进行“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验。
⑴闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于        端（填“左”或“右”）。
⑵用多用电表电压档测量L电压时，红表笔应接图1中的       点。（填“a”或“b”）
⑶正确连线后，闭合开关，发现不论怎么调节滑动变阻器的滑片，多用电表指针均不偏转，将两表笔改接到图1电路的a、c．两点，电表指针仍不偏转；改接c、d两点时，电表指针偏转如图2所示，其示数
为           V；可判定故障为                            。

在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V，0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．

(1)用多用电表的直流电压挡检查故障
①量程应该选（   ）
A．2.5 V  B．10 V    C．50 V  D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是（ ）
A．B灯丝断开           B．A灯丝断开
C．d、e间连线断开      D．B灯被短路     
(2)接着训练用多用表测小灯泡电阻。
①测量前，一定要将电路中的开关S_   _（选填闭合或断开）
②将多用表的选择开关置于测电阻档的（   ）
A．“×1”挡     B．“×10”挡     C．“×100”挡      D．“×1k”挡
③将选择开关置于选择好档位上，应该进行最重要的一步是：将两表笔    ，调整    ，使指针指在       0刻度线上.
④某次测试结果如图乙所示 ，灯泡电阻读数为    _ Ω。

⑤换掉损坏的元件，电路正常后，闭合开关，发现灯很亮。断开开关，将选择开关置于“500mA”挡，将红表笔与开关右边的a接线柱接触，黑表笔与开关左边的b接线柱接触，稳定时其指针也指在上一题所指位置，则通过电灯的电流是     mA.

在《描绘小灯泡的伏安特征曲线的实验》中，采用上述电路，实验中误差引起的原因是：_____________，实验描给出来的图线是一条___线，表明小灯泡的电阻随灯泡两端电压的增加而______。

下述图中，游标卡尺示数是_______cm，螺旋测微器示数是______mm，欧姆表的档位开关置于“×100”档，用它测电阻的示数是________Ω。
 

一个未知电阻R_x，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V₁（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表V₂（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A₁（量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源E（电动势为3V）
滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）
开关S
（1）在实验中电压表选     ，电流表选     ．（填V₁、V₂，A₁、A₂）
（2）为了尽可能减小误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图．

测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中：
（1）实验器材：
小灯泡、     、电流表、     、学生电源（或电池组）、开关、导线、坐标纸、铅笔等．
实验电路如图所示．

（2）实验操作
①按电路图连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的     端．
②闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下     、     的示数．
③依据实验数据作出小灯泡的     图线．
④由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表     ．（填内接法或外接法）

如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，若冲电后保持电容器带电量不变，试指出上图所示的情况下，静电计指针偏转角度变化情况

（1）正对面积减小时，静电计指针的偏转角度________________
（2）板间距离增大时，静电计指针的偏转角度________________
（3）使用静电计的目的是观察电容器___________的变化情况。