高中物理电学实验实验题

同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V多。据您猜想，出现这种现象的原因应当是：                   （不要求写分析、推导过程）。
（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω. 小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用电压表测得的0.96V电压，由闭合电路欧姆定律得：.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ。
请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由
       。
（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电流表A1（量程为0～0.6A ，内阻为1Ω）

B．灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）

C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA ，内阻未知）

D．滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）

E.滑动变阻器R₂（最大阻值约2kΩ）
F．定值电阻(阻值2kΩ)
G.变阻箱（0～9999Ω）
①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻, 实验中应选择的器材是          (填器材前的字母代号)。
②在方框中画出设计的电路图。

（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直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则金属丝的直径的读数是__________．

（2）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．则图丁电路图中__________（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__________．（填“大”或“小”）
（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值R_A是已知的，那么准确测量金属丝电阻R_r的最佳电路应是图丁中的__________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R_r=__________（用题中字母代号表示）．

(5分)如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：

(1)旋动部件_______，使指针对准电流的线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”位置。
(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件__________，使指针对准电阻的__________(填“0刻线”或“∞刻线”)。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______   _的顺序进行操作，再完成读数测量。

A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

分用游标卡尺和螺旋测微器测量一圆柱形小零件的长和直径时如下图所示，读出游标卡尺示数为__________cm，螺旋测微器示数为__________cm

某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内电阻．已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表(0～3V,3kΩ)、电流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

(1)实验中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．
(2)在下图方框中画出实验电路图．

(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如上图所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.

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）．

利用图1的电路描绘一个额定电压为3V的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，（结果保留2位有效数字）

（1）按图1的电路，将图2所示的实物连线补画完整．
（2）连接好电路后，将开关S闭合，反复调节滑动变阻器的阻值，得到若干组U、I的数据，在坐标纸上作出该灯泡的I﹣U图象如图3所示，由图可知，该灯泡的额定功率是      W，该灯泡的电阻随温度的变化规律是：温度升高，电阻      ；
（3）若将该灯泡与一个11.5Ω的定值电阻串联，直接接到电动势为E=3.60V，内电阻r=0.5Ω的电池组两端，则可估算出该小灯泡的实际功率为      W．

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。

现要测量电流表G₁的内阻，给出下列器材：
电流表G₁（量程5 mA，内阻r₁约为150Ω左右）；电流表G₂（量程10 mA，内阻r₂约为100Ω左右）；定值电阻R₁=100Ω；定值电阻R₂=10Ω；滑动变阻器R₃（0～200Ω）；干电池E（1.5 V，内阻未知） ；单刀单掷开关S；导线若干。
（1）定值电阻选                ；
（2）在方框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；

（3）若选测量数据中的一组计算r₁，所用的表达式r₁=__________________  ，式中各符号的意义是：_______________________________________       。

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）．

图示为多用表的不完整的示意图，图中还显示出了表内的电源E₁和表内的调零电阻R₀。被测电路由未知电阻R_x和电池E₂串联构成。

⑴现欲测阻值大约为一千多欧姆的未知电阻R_x的阻值，请完善以下测量步骤：
①甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是  （填“红”或“黑”）表笔；
②测电阻的倍率选择“×100Ω”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻R₀，使表针指到表盘刻度的最  （填“左”或“右”）端；
③在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下（见图），测试表笔甲应接触被测电路中的  （填“a”或“b”）点；
④若测试表笔甲接触的位置正确，此时表针恰好指在图示的虚线位置，则被测电阻R_x的阻值为  Ω。
⑵已知图中电源E₁的电动势为4.5V，电源E₂的电动势为1.5V（不计其内阻）。若测电阻R_x时，测试表笔甲在a、b两个触点中连接了错误的触点，那么，表针的电阻示数将比真实值  （填“偏大”或“偏小”），其示数应为   Ω。

某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如下图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应。已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E（3 V，内阻约为1Ω）
B．电流表A₁（0．6 A，内阻r₁约为1 Ω）
C．电流表A₂（0．6 A，内阻r₂＝5Ω）
D．开关S，定值电阻R₀
①为了较准确地测量电阻R_x的阻值，请将电流表A₂接入虚线框内并画出其中的电路图。

②在电阻R_x上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，记下电表读数，A₁的读数为I₁，A₂的读数为I₂，则R_x＝______________（用字母表示）。
③改变力的大小，得到不同的R_x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R_x值，最后绘成的图像如上图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x＝__________。（各物理量单位均为国际单位）
④定值电阻R₀的阻值应该选用________________。
A．1 Ω               B．5 Ω                C．10 Ω                D．20 Ω

某实验小组在进行课外实验探究中，要描绘一个标有“3.8 V，1 W”的小灯泡的R-U曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A．电压表 V（量程5 V，内阻约为5 kΩ）

B．直流电源E（电动势4.5 V，内阻不计）

C．电流表A1（量程300 mA，内阻约为1 Ω）

D．电流表A2（量程800 mA，内阻约为0.4 Ω）

E．滑动变阻器R₁（阻值0～20 Ω）
（1）实验中为了比较准确地测量且方便调节，电流表应选用______（选填A₁或A₂）；
（2）实验中要求小灯泡电压从零开始逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小。请你为该实验小组设计电路图，画在下面虚线方框中；

（3）根据实验数据，该实验小组计算并描绘出了R-U的图像，与理想情况略有偏差，如上图甲所示。由图像可知，当所加电压为2.00 V时，灯泡实际消耗的电功率为________ W（小数点后保留两位数字）
（4）小灯泡的I-U图像如上图乙所示。则流过小灯泡的电流I随电压U变化的图象是________（请选填①或②）。

一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V，1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
C．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
D．电压表（0～6V，内阻约10kΩ）
E．电压表（0～10V，内阻约30kΩ）
F．电流表（（0～0.3A，内阻约0.1Ω）
G．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
H．电流表（0～3A，内阻约0.6Ω）
I．滑动变阻器（20Ω，2A）
J.滑动变阻器（200Ω，1A）
（1）实验中需用到的仪器有__________________（用字母序号表示）；
（2）在下面方框内画出实验电路图；
    
（3）对应实验电路图将实物连线补充完整。