高中物理电学实验实验题

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       。

在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R_x的阻值约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式R_x=计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为R_x1和R_x2，则      （选填“R_x1”或“R_x2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值R_x1      （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值R_x2      （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值．若电压表V的内阻为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测电阻R_x的阻值应采用      （选填“内接法”“外接法”或“内外接均可以”）求得真实值（忽略读数误差）．

有一待测的电阻器R_x ，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量
（1）甲同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“________”位置，调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为_______Ω．

（2）乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量：
电压表V（量程0~5V，内电阻约10kΩ）
电流表A₁（量程0~500mA，内电阻约20Ω）
电流表A₂（量程0~300mA，内电阻约4Ω）
滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
滑动变阻器R₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E（电动势为4.5V，内电阻约为0.5Ω）
电键及若干导线
为了精确画出I―U图线．他设想电表读数从零开始变化，以便多测出几组电流、电压值，故电流表应选用________，滑动变阻器选用_________（选填器材代号），利用选择的器材，请你在方框内画出理想的实验电路图，并标注实验器材的编号．

为了测量一精密金属丝的电阻率：
Ⅰ．先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为      Ω，然后用螺旋测微器测其直径为      mm，游标卡尺测其长度是      mm．

Ⅱ．为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V₁（量程3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表V₂（量程15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表A₁（量程3A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A₂（量程600mA，内阻约为1Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～5Ω，0.6A）
F．滑动变阻器R₂（0～2 000Ω，0.1A）
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则上述器材中应选用的实验器材有（填代号）      ．请在虚线框内设计最合理的电路图并将图5的实物连线．但用该电路电阻的测量值      真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率     ．

在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：
A．小灯泡“6V 3W ”， B．直流电源6 ~ 8V
C．电流表（量程3A，内阻约0．2 Ω）， D．电流表（量程0．6A，内阻约1 Ω）
E．电压表（量程6 V，内阻约20 kΩ）， F．电压表（量程20V， 内阻约60 kΩ）
G．滑动变阻器（0 ~ 20 Ω、2 A ）， H．滑动变阻器（1 kΩ、0．5 A）
（1）实验所用到的电流表应选   ，电压表应选       ，滑动变阻器应选      。（填字母代号）
（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图。

某同学利用一段长电阻丝测定一节干电池电动势和内阻．接好如图的实验装置后，将导线的接头O分别连接上电阻丝的a、b、c、d四位置并闭合电路测量．

（1）以图示的实验装置为准，a、b、c、d四位置选在从电阻丝左端开始而不是右端的理由是：              ；
（2）实验中得到两电表读数如表格：经检查，电阻丝某处发生断路．则根据表格，发生断路的位置在       （填写字母）两点之间，电源内阻为       Ω．

（3）（单选题）该同学使用的是均匀电阻丝且abcd四点等间距，在不修复电阻丝的情况下，O与电阻丝任意位置连接，不可能出现的电表读数是

A．1.15V

B．1.40V

C．0.23A

D．0.33ª

有一待测的电阻器R _x，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用伏安法来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）；
电流表A ₁，（量程0～500mA，内电阻约20Ω）；
电流表A ₂，（量程0～300mA，内电阻约4Ω）；
滑动变阻器R ₁（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；
滑动变阻器R ₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；
直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0.5Ω）；
开关及若干导线．
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I-U图线．
（1）电流表应选用______．
（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）．
（3）请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中器材连成符合要求的电路．

某同学为测定电子元件的电阻，做如下测量:
(1) 用多用表粗测该元件的电阻，选用“X10”倍率的电阻挡后，应先__________________，再进行测量，之后多用表的示数如图(a)所示，测得该元件电阻为_______________Ω.

(a)                                     (b)
(2)为了精确测得上述待测电阻R_x的阻值，实验室提供了如下器材:
A．电流表A₁(量程50 mA、内阻r₁= 10Ω)
B．电流表A₂ (量程200 mA、内阻r₂约为2Ω)
C．定值电阻R₀ = 30Ω
D．滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)
E．电源E(电动势约为4 V)
F．开关S、导线若干
该同学设计了测量电阻R_x的一种实验电路原理如图（b)所示，N处的电流表应选用____(填器材选项前相应的英文字母).开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于____ (选填“a”或者“b”）.若M、N电表的读数分别为I_M、I_N，则R_x的计算式为R_x=________.(用题中字母表示）

某同学要测量一电压表的内阻，所备器材如下：

A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）

B．定值电阻R0（阻值2kΩ）

C．电池组E（电动势略小于3V，内阻忽略不计）

D．多用电表

E．开关S₁、S₂，导线若干

①该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整：
Ⅰ．对多用电表进行机械调零
Ⅱ．将选择开关拔到“×1k”的欧姆档上
Ⅲ．将红黑表笔短接，进行欧姆调零
Ⅳ．将图（甲）中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的    极（选填“正”、“负”）
Ⅴ．正确连接后，发现指针偏转较大，换用“×100”的欧姆档，应先   ，再次测量，
多用电表刻度盘上的指针位置如图（乙）所示，测量结果是    Ω．
②为了更精确测量此电压表的内阻，该同学设计了如图（丙）所示的实验电路图，请在图（丁）上用笔画线代替导线进行实物连接。该同学首先闭合S₁，读电压表示数U₁；再闭合S₂，读电压表示数U₂，则电压表内阻R_V＝    （用U₁、U₂、R₀表示）．

）小华所在的实验小组设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图（1）所示，两电极相距L，其间充满待测的河水．安装前他用如图（2）的游标卡尺（图为卡尺的背面）测量玻璃管的内径，结果如图（3）所示．他还选用了以下仪器：量程15V、内阻约为300kΩ的电压表，量程3mA、内阻为的电流表，最大阻值约为50Ω的滑动变阻器，电动势E约为12V、内阻r约为2Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干．图（4）坐标中包括坐标为（0，0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。实验中要求尽可能准确地测出该河水的电阻。

根据以上材料完成以下问题：
①测量玻璃管内径时，应将图（2）中的游标尺中的A、B、C三部分中的       （填A、B或C）与玻璃管内壁接触。
②玻璃管的内径         mm．
③在图（4）中作出该电阻的U-I图线，并可求得该段水的电阻R=        K（要求保留两位有效数字），若已知R、d、L，则该段水的电阻率=            （用符号表达式表示）
④图（5）中的仪器实物部分已连线，将其他部分连接成能测出图（4）数据的实物连接图．
⑤开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑到            端（填“A”或“B”）。

某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值：
（1）表内电池的    极与红表笔相连；
（2）先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图所示。请你简述接下来的测量过程：

①断开待测电阻，将选择开关旋到__   _ __；
②将两表笔短接，____________    ________；
③再接入待测电阻，重新读数；
④测量结束后，将选择开关旋到        。
（3）表盘的示数如图，则电阻值是     Ω。

（4）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如下图所示。其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω 。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。

一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约 $1.5V$ ）和内阻 $r$ （小于 $2\Omega$ ）。图中电压表量程为 $1V$ ，内阻 $R_V＝380.0\Omega$ ；定值电阻 $R_0＝20.0\Omega$ ；电阻箱 $R$ ，最大阻值为 $999.9\Omega$ ； $S$ 为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：

（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 　　 $\Omega$ （填" $5.0$ "或" $15.0$ "）；

（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值 $R$ 和电压表的相应读数 $U$ ；

（3）根据图（a）所示电路，用 $R$ 、 $R_0$ 、 $R_V$ 、 $E$ 和 $r$ 表示 $\frac{1}{U}$ ，得 $\frac{1}{U}=$ 　　；

（4）利用测量数据，做 $\frac{1}{U}-R$ 图线，如图（b）所示；

（5）通过图（b）可得 $E＝$ 　　 $V$ （保留2位小数）， $r＝$ 　　 $\Omega$ （保留1位小数）；

（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E'，由此产生的误差为 $\left|\frac{E^{\text{'}}-E}{E}\right|\times 100\%＝$ 　　%。

在“测定金属的电阻率”的实验中，

（1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图1所示，则该金属丝的直径为      mm．
（2）用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图2所示，则电压表的读数为       V，电流表的读数为      A．
（3）用米尺测量金属丝的长度L=0.810m．利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为      Ω•m（保留二位有效数字）．

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。

某金属导线长度为L，粗细均匀，为测定这种金属材料的电阻率，吴老师带领物理研究性小组做如下测量．
（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择      倍率的电阻挡（填：“×10”或“×1k”），并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图1所示，测量结果R为      Ω．

（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，则直径d是      mm．
（3）这种金属材料的电阻率ρ=     ．（用题中字母L、R、d表示答案）