专题9电学实验.pdf
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1、电学实验 1(2012).10 全国新课标 (分) 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场 现通过测量通电导线在磁场中. 所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向 所用部分器材已在图中给出,. 其中 为位于纸面内的 形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长; 为直流电源; 为DUER 电阻箱;为电流表; 为开关 此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线S. A ( )在图中画线连接成实验电路图1. ( )完成下列主要实验步骤中的填空2 按图接线. 保持开关 断开,在托盘内加入适量细沙,使 处于平衡状态 ; 然后用天平称出细沙质量SDm1. 闭合开关 ,调节SR 的值使电
2、流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使;D_ 然后读出,并用天平称出_. 用米尺测量_. ( )用测量的物理量和重力加速度 表示磁感应强度的大小,可以得出3gB=_. ( )判定磁感应强度方向的方法是:若,磁感应强度方向垂直纸面向外;反4_之,磁感应强度方向垂直纸面向里. 答案: 重新处于平衡状态 电流表的示数, I, 此时细沙的质量m2 的底边长DL ( )( )34 ILgmmB2112 mm 解析 : 根据实验目的和电磁天平的原理,将电源、开关、电阻箱、电流表及 形金属框串联U 起来,连接成电路图 设金属框质量为 ,托盘质量为.Mm0,第一次操作中未接通电源时由平 衡条件: Mg(m0
3、m1 )gm,第二次接通电源后,加入适量细沙2 使 重新处于平衡状态,D 然后读出电流表的示数 ,并测量出金属框底部的长度 ,若金属框受到的安培力竖直向下,Il 由平衡条件:,两式联立解得:;若金属框受到的 gmmMgBIl20 gIlmmB12 安培力竖直向上,则,综上,若 B=m2m1,则由左手定则 gIlmmB21gIlmmB12 可知磁感应强度方向垂直纸面向外,反之,磁感应强度方向垂直纸面向里 . 2.2012. (广东卷)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(15a) 和图(15b )所示,长
4、度为,直径为_cm_mm. 按图(15c)链接电路后,实验操作如下: (a)将滑动变阻器R1 的阻值置于最处(填 大 或 小_“”“” ) ;将S2 拨向接点 ,闭合1S1,调节R1,使电流表示数为I0; (b)将电阻箱R2 的阻值调至最(填 大 或 小_“”“” ) ;将S2 拨向接点 ;保持2R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2 阻值为;1280 由此可知,圆柱体的电阻为_. 答案: ( )( 15.01 5.315 a )大( b )大 1280 解析 : (1)0.1 mm,L=(50+10.1)mm=5.01 cm,游标卡尺的精度为所以螺旋测微器的读数为 d=(5+31
5、.60.01) mm=5.316 mm. 为了保护电流表,在接通电路之前,要使电路中的总电阻尽可能大,然后慢慢减小电路中 的电阻 . 3.2012(北京高考卷) (分) 在18“”测定金属的电阻率 实验中, 所用测量仪器均已校准 待 测金属丝接入电路部分的长度约为50cm ( )用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为11 _mm (该值接近多次测量的平均值) ( )用伏安法测金属丝的电阻2Rx 实验所用器材为:电池组 电动势为,内阻约 、(3V1) 电流表 内阻约 、 电压表 内阻约 、 滑动变阻器(0.1)(3k)R (020, 额定电流、 开关、2A) 导线若
6、干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 由以上数据可知,他们测量Rx 是采用图 中的图 选填“甲”或“乙” 2_() 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 VARSRRS图 2乙甲VAR ( )图是测量33Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变 阻器的一端请根据图所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬(2)3间,电压表或电流表不至于被烧坏 ( )这个小
7、组的同学在坐标纸上建立4U、I 坐标系,如图所示,图中已标出了测量数据4 对应的个坐标点请在图中标出第 、4424、6 次测量数据坐标点,并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx =_() 保留两位有效数字 ( )根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为填选项前的符号5_() A110-2 m B110-3 m C110-6 m D110-8 m ( )任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正6PR图 30I/A 图4U/V012210 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 确的选项是有多个正确选项 _() A 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起
8、的误差属于系统误差 B 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C 若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案: ( ) (均可)( )甲( )如答图10.395-0.399 2 33 44 4.3-4.7 5C 6CD ( )如答图(均可)( )( ) 解析:( )固定刻度读数为 ,可动刻度读数为,所测长度为1039.70+39.7 0.01=0.397mm.(0.3950.399). ( )由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻2Rx 约 5. 则有,比较Rx为小电阻应该采用外接法测量误差小. 501 . 0
9、5AxRR60053000 xVRRPR答图 30I/A 答图4U/V012210 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 由( )知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近 开始调节,所以应该30采用分压接法(甲). ( )注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合( )可知应该连接成外接32分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使Rx 两端的电压为先连外接法(线 )再连分0.1 压法(线 和 ) ,此时滑片23P必须置于变阻器的左端. ( )描绘出第 、 、 三个点后可见第次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作出42466U-I 图线 其中第次测量数据的坐标点在描绘出
10、的.4U-I 图线上,有5 . 4220. 000. 1xR (4.34.7). ( )根据电阻定律有,5mSlRx662105 . 45 . 010397. 014. 35 . 4lSRx 估算出的金属丝电阻率是 C. ( )用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差;由于电流表和6 电压表内阻引起的误差属于系统误差 答案.C D. 4.2012(山东卷) ( )在测量金属丝电阻率的试验中,可供选用的器材如下:2 待测金属丝:(阻值约,额定电流约) ; xR4 0.5A 电压表:(量程,内阻约) ; V3V3k 电流表:(量程,内阻约) ; 1A0.6A0.2 (量程,内阻
11、约) ; 2A3A0.05 电源:(电动势,内阻不计)3V 1E 12V (电动势,内阻不计)2E 滑动变阻器:(最大阻值约) R20 螺旋测微器;毫米刻度尺;开关 ;导线S. 用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为 mm. 1 若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选、电源应 2 选(均填器材代号) ,在虚线框中(间答题卡)完成电路原理图 . 答案:( )【21.7731.771- 1.775 均正确】1 A1;E1;电路图如右. 2 解析: 【 均正确】177317711775 电压表量程,所以电源应选,通过待测金属丝的最3VE1 大电流约为,所以电流表应选电路A
12、A1.75. 043xREI图如右. 5.2012 (2)L(四川卷)某学习小组的同学拟探究小灯泡 的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: L4.0V0.7A”小灯泡 ,规格“; A电流表1 ,量程,内阻约为3A0.1; A电流表2 ,量程,内阻0.6Ar2 =0.2; V3V电压表 ,量程,内阻rV =9k ; 标准电阻R1 ,阻值 ;1 标准电阻R2 ,阻值3 k; RO 10, 滑动变阻器 ,阻值范围 ; E6V 学生电源 ,电动势,内阻不计; S. 开关 及导线若干 1甲同学设计了如图所示的电路来进行测量, 当通过的电流为时, 电压表的示数如图所L0.46A2 示,此时 的电阻为L_.
13、3乙同学又设计了如图所示的电路来进行测量, 电压表指针指在最大刻度时, 加在 上的电压值是L_V. L.学习小组认为要想更准确地描绘出 完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路 请你 在乙同学的基础上利用所供器材, 在图 所示的虚线框内补画出实验电路图, 并在图上标明4所选器材代号. 答案: ( 分) ; ( 分) ;(2)53 43 解析:电压表示数,准确地2.3V.V. 546. 03 . 2R4)30009000(90003LU 描绘出 完整的伏安特性曲线, 需要将电流电压调节达到小灯泡的额定值 测量准确电流L.3A 表不能使用,电压表和电流表量程不够必须改装;将电压表和串联,刚好满足3V0
14、.6A4 2RV 量程(小灯泡额定) ; 电流的与并联即可将电流量程扩至 0.72 A (额定为 0.7 A).两2A1R 表改装完毕之后,再考虑内、外接的问题 由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定电. 压,也就不适于将改装后的安培表内接了,否则电压表会超量程的 这里最好采用外接法,. 即答图 1. 6.20139(高考天津理综物理第题) ( )要测绘一个标有,小灯泡的伏安特性3“3V0.6W” 曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到,并便于操作 已选用的器材有:3V. 电池组(电动势为,内阻约 4.5V1): 电流表(量程为内阻约 0250mA5); 电压表(量程为内限约03V3k):
15、电键一个、导线若干. 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号) . A. 20, 1A) 滑动变阻器(最大阻值 额定电流 B. 1750,0.3A) 滑动变阻器(最大阻值 额定电流 实验的电路图应选用下列的图(填字母代号) . 实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示 如果将这个小灯泡接到电动势为, .1.5V 内阻为的电源两端,小灯泡消耗的功率是50 W. 答案:A B 0.1 解析:实验中所用的滑动变阻器应该便于调节,选择最大阻值小的 A. 根据题述灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到,并便于操作,3V 实验电路应为分压电路,电流表外接,实验的电路图应选用图 B. 由闭合电路欧姆定律,代入
16、数据变化得:E=U+IrI=0.3-0.2U.在 小灯泡的伏安特性曲线上画出电源的伏安特性曲线,如I=0.3-0.2U 图 二线的交点为电路工作点,交点的纵坐标和横坐标的乘积等于. 小灯泡消耗的功率是 P=UI=1.00.1W=0.1W. 7.201321II(高考安徽理综第题) ( ) 在测定一根粗细均匀1合金丝电阻率的实验中, 利用螺旋测微器测定合金丝直径的过 程如图所示,校零时的读数为,合金丝的直径为_ mm_mm. ( )为了精确测量合金丝的电阻2Rx,设计出如图所示的实验电路图,按照该电路图 完成图 中的实物电路连接2. 答案:( )( )实物电路连接如图10.007mm 0.640
17、mm 2. 解析 校零时螺旋测微器读数:测量时螺旋测微器读数::0mm+0.01mm 0.7=0.007mm; 0.5mm+0.01mm14.7=0.647mm;d=0.647mm-0.007mm=0.640mm 合金丝的直径的 8(201321)5R高考北京理综第题 某同学通过实验测定一个阻值约为 的电阻x的阻值. ( )现有电源( ,内阻可不计) ,滑动变阻器(,额定电流) ,开关和导线若干,14V0502A以及下列电表: A.(03A0.025) 电流表,内阻约 B.(00.6A0.125) 电流表,内阻约 C.(03V3k) 电压表,内阻约 D.(015V15k) 电压表,内阻约 为减
18、小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用选填器材前的 _( 字母 ;实验电路应采用图 中的(选填“甲”或“乙)1 ” ) ( )图 是测最的实验器材实物图,图中已连接了部分导线 请请根据在问中所选22Rx.(1) 的电路图,补充完成图 中实物间的连线2. ( )接通开关,改变滑动变阻器画片的位置,并记录对应的电流表示数 、电压表示数3PI U.3R某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值X =U/I= ( 保留两位有效数字). ( )若在( )问中选用甲电路,产生误差的主要原因是若在( )问中选用乙41 ;1 电路残生误差的主要原因是(选填选项前的字母) . A. R电流表测量值小于流
19、经X的电流值 B. R电流表测量值大于流经X的电流值 C. R电压表测量值小于X两端的电压值 D. R电压表测量值大于X两端的电压值 ( ) 再不损坏电表的前提下, 将滑动变阻器滑片 从一端滑向另一端, 随滑片 移动距离5PPx 的增加,被测电阻 RX 两端的电压 也随之增加,下列反映关系的示意图中正确的是UU-x . 答案:( )甲1C B ( )补充完成的实物间的连线如图 ( )( )( )2.35.2 4B D5C 解析:选择量程的电压表 ,量程的电流表 ,由于待测电阻 03VC00.6ABRx的阻值较小, 采用电流表外接的图甲 电流表示数,电压表示数,电阻的测量值.I=0.50AU=2
20、.60VRX =U/I=5.2. 1 若在( )问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电压表分流,电流表测 量值大于流经 Rx 的电流值 若在( )问中选用乙电路残生误差的主要原因是电流表分压,;1 电压表测量值大于 Rx 两端的电压值 设滑动变阻器单位长度电阻为 ,由闭合电路欧姆定律,.k I=U=I,RX=RX .xU由此可知,当增大时,非线性增大, kxRRrEx kxRRrEx 当 达到最大值时, 等于一个定值,所以反映关系的示意图中正确的是xUU-xC. 9 ( 分) (全国高考大纲版理综第题)如图所示,6201322E 为直流电源, 为灵敏电流计,GA、B为两个圆柱形电极,P是木板,
21、C、D 为两个探针,S.为开关 现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验. 1( )木板P 上有白纸、导电纸和复写纸,最上面的应该是纸;_ 2. ( )用实线代表导线将实验器材正确连接 GSEPPBDC 答案: ( )导电1 GSEPABDC 解析:( )木板1P上有白纸、导电纸和复写纸,最上面的应该是导电纸纸; 2AB.( )将电源开关串联后与 、 接线柱连接 用实线代表导线将实验器材正确连接如图所示. 10 (高考上海物理第题)201327(6分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量. (1)用多用表测量该元件的电阻,选用“100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏
22、转过大,因此需选择倍率的电 阻档 填:(“10”“1k”)(a)或,并再进行测量,多用表的示数如图所示,测量结果为. (2)(9V)将待测元件 额定电压、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导 线连接成电路如图所示 添加连线,使电路能测量该(b).元件完整的伏安特性. 本实验中使用多用表测电压,多用表的选择开关应调到 档 填:“直流电压”或“ 直流电压(10V50V” ). 答案:( )欧姆调零110 70 ( )电路如图2. 解析 : ( )用多用表测量该元件的电阻,选用“”倍率的电阻档测量,发现多用1100 表指针偏转过大,说明电阻较小,因此需选择倍率的电阻档,并欧姆调零后再进1
23、0 行测量,多用表的示数如图所示,测量结果为(a)70. (2) .要测量该元件完整的伏安特性,必须连接成分压电路 本实验中使用多用表测电压, 多用表的选择开关应调到直流电压档10V. 11.201334(高考广东理综第题) ( )图( )是测量电217a 阻的原理图,学生电源输出电压可调,电流表量程选Rx 0.6A(内阻不计) ,标有长度刻度的均匀电阻丝的总长为ab30.0cm. 卓越教育李咏华作图卓越教育李咏华作图卓越教育李咏华作图卓越教育李咏华作图卓越教育李咏华作图A012300.20.40.60.63A012300.20.40.60.631S2Sabc线夹电阻丝xR学生电源 图( )1
24、7bAI / 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.605.010.015.020.025.030.035.0 图( )17c 根据原理图连接图( )的实物图17b. 断 开 S2 , 合 上 S1 ; 调 节 电 源 输 出 电 压 为时 , 单 位 长 度 电 阻 丝 的 电 压 3.0V u=_V/cm.A记录此时电流表1的示数. 保持 S1 闭合,合上 S2 ; 滑动 点改变的长度cacL ,同时调节电源输出电压,使电流表 A1的示数与步骤记录的值相同,记录长度L 和 A2的示数I .6测量 组L和I值,测量数据已 在图( )中标出 写出与17c.RxL、I 、 的
25、关系式;根据图uRx=_17 ( )用作图法算出cRx=_. 答案: 见下图 0.1 6.0 ILuRx 解析:电压分布在长为的电阻丝上,故有单位长度的电压3V30cmu=V/cm=0.1V/cm. 303 设电阻丝每长的电阻为 ,当合上 cmRS1 断开 S2时,设此时电阻丝电流为I 有: I 30R=30u , S当合上1 、S2时,ILR=IRx, 由上两式得 : Rx与L、I 、 的关系式在图( )中过尽可能多的点作直线,对照uRx=Lu/I.17c 图( )可得,由图线的斜率,可得 17cL=IL-Ik=60.016cm/A= Rx=ku=60.0160.1uRxuRx =6.001
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