高中物理电学实验实验题

某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R₁（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材
A.直流电源（6V，内阻不计）
B.电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）
C.电流表A（0～0.6A，内阻未知）
D.滑动变阻器R（0～20Ω，5A）
E.滑动变阻器R'（0～200Ω，1A）
F.定值电阻R₀（阻值为1990Ω）
G.开关与导线若干
（1）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“”表示）（请画在图1方框内）

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用      （温馨提示：填写器材前面的字母序号）
（3）将上述电子元件R₁和另一个电子元件R₂接入如图2所示的电路甲中，他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ab所示，电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器R₃，使电子元件R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R₁的阻值为      Ω，R₃接入电路的阻值为      Ω（结果保留两位有效数字）

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为      mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，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3，则该电阻的阻值约为      Ω．
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=      Ω•m．（保留2位有效数字）

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     ．

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．

为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路．闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V₁的示数U₁，电压表V₂的示数U₂.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示．请回答下列问题：

（1）写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；
（2）小灯泡两端电压随电流变化的图象是________（选填“a”或“b”）；
（3）根据图乙可以求得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W.

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）．

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）

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      再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为      Ω．

某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V档检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．

（1）断开开关，红表笔接在a点时多用表指示如图2所示，读数为      V，说明      正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）．
（2）红表笔接在b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是      （选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）

一个未知电阻R_x，阻值大约为1.0kΩ～1.2kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中还备有如下器材：

电源E （电动势3V、内阻可忽略）
电压表V （量程3V、内阻约为3kΩ）
电流表A₁（量程3mA、内阻约为10Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω
开关S、导线若干
（1）在实验中电流表应选      ．
（2）为了尽可能减少误差，且能够测量较多组数据，请你在虚线框中画出本实验的电路图．
（3）根据你所画的电路图在题给的实物图上用笔画线代替导线画出连接图．

关于多用表的使用：
（1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C．测量电路中的某个电阻，不应该把该电阻与电路断开

D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

（2）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是

（3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．

指针位置	选择开关所处档位	读数
a	直流电流100mV	mA
	直流电压2.5V	V
b	电阻×100	Ω

某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：电源E（电动势为4V，内阻约为1Ω）；电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；
电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约为l kΩ）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；
滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；     开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的二次方D/mm^2	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3	0.560	0.3136	100.00	4.07

①图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路    （选填“A”或“B”）进行测量．电流表应选        ，电压表应选       ，滑动变阻器应选        。
②请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R=                        （比例系数用k表示），并求出比例系数k=       Ω•m（结果保留两位有效数字）。

（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_______mm、______A、_______V。

（2）现已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E = 4.5V，内阻很小。则以下电路图中_________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_________。

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是上图中的__________电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻___________（ 用题中字母代号表示）。

为了较为精确测量某一定值电阻的阻值，情趣小组先用多用电表进行粗侧，然后用伏安法精确测量，现准备了一下器材

A．多用电表

B．电压表，量程6V，内阻约为10kΩ

C．电压表，量程15V，内阻约为20kΩ

D．电流表，量程0.6A，内阻约为0.2Ω

E.电流表，量程3A，内阻约为0.02Ω
F.电源：电动势E=9V
G.滑动变阻器，最大阻值10Ω，额定店里2A
H.导线、电键若干
（1）在用多用电表粗侧时，该兴趣小组首先选用欧姆档，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关应换用_________欧姆档，按操作规程再次测量电阻的阻值，此时欧美表的指针如图乙所示，读数为_______Ω

（2）在用伏安法精确测量时，要求待测电阻的电压从零开始连续调节，则要完成测量，应选择的电压表是__________，电流表是_____________（填器材前面的字母代号），并在方框内画出实验电路图

用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”，


（1）用笔画线代替导线在实物图上正确连线；
（2）实验中测得数据如下：

物理量	1	2	3	4	5
R /Ω	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2
U /V	0.95	0.85	0.78	0.65	0.40
U^-1 /V^-1	1.05	1.18	1.28	1.54	2.50

 
用作图法求得电池的电动势为       ，内阻为       。