物理选修3-1 电学实验专题(含答案)
物理选修3-1 电学实验专题
1、课外活动小组的同学设计了一个实验
方案
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,用来测算缠绕螺线管的金属丝长度。已知缠绕螺线管的金属丝电阻较小,经查阅资料得知该金属丝的电阻率为ρ。
(1)、实验中用螺旋测微器测得金属丝直径,如图甲所示,可知金属丝的直径为d=________mm
(2)、利用多用
表
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测得缠绕螺线管的金属丝的电阻,将选择开关旋转到“Ω”档的“×1”位置
时,多用表指针指示位置如图乙所示,可知金属丝的电阻为R= Ω。
(3)、若测得的金属丝直径用d表示,电阻用R表示,则金属丝的长度L= 。
2、在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3Ω.实验室备有电池E(电动势3V,内阻约为1Ω),开关,导线若干外还有下列实验器材:
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.变阻器R1(0~10Ω,0.6A) F.变阻器R2(0~200Ω,0.1A)
①为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______________。(填选项代码) ②在上面框内画出实验电路图。此电路图测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
3、在测电阻的实验中,
(1)、先用多用电表对其粗测。测量的某些操作步骤如下:
①调节____________(选填“机械调零”、“欧姆调零”)旋钮,使电表指针停在____________位置;(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
②调节档位,选用“×100”欧姆档。
③将红、黑表笔相互接触,调节____________(选填“机械调零”、“欧姆调零”)旋钮,使电表指针停在__ _______位置。(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
④用该多用电表测量电阻,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用____________欧姆挡(选填“×10”、 “×1k”),并重复步骤________后进行测量。粗测结果如图乙,则粗测结果是________Ω
(2)、实验室除提供电源(电动势6V,内阻约1Ω),开关、导线若干外还提供以下的器材:
A.电流表A1(0~600mA,内阻约1Ω) B.电流表A2(0~100mA,内阻约2Ω)
C. 电压表V1(0~6V,内阻约3kΩ) D.电压表V2(0~15V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω) F.滑动变阻器R2(0~3000Ω)
①实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号).
②设计实验电路图并根据电路图完成实物图连接。
4、某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率。他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。实验室除提供电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电阻箱R(0~999.9?); 开关、导线若干外还可供选择的器材有:
A、电流表A1(量程0~100mA,内阻约5?); B、电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) 他们的实验操作步骤如下:
①用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
②根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;
③调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;
④将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;
⑤改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
⑥断开开关,拆除电路并整理好器材。
(1)、某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则测量值d=__________mm;
(2)、实验中电流表应选择_________(填写仪器前字母代号);
(3)、实验小组用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出
了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率?=__________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
5、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用电源(电动势6V,内阻约1Ω),小灯泡(“6V,3 W”), 开关S及导线若干,其他可供选择的器材有:
A.电压表V1(量程6V,内阻约20kΩ) B.电压表V2(量程20V,内阻约60kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约0.2Ω) D.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~1000Ω,0.5A) F.滑动变阻器R2(0~20Ω,2A)
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如下图所示.
(1)、实验中电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用________;
(2)、设计实验电路图完成实物图连接,此电路图测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
(3)、若将该小灯泡接在电动势为6V,内阻为4Ω的电源两端,则灯泡实际消耗功率为________W。
6、在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室除备有待测小灯泡(3.0V、
1.5W)、电源(电动势为4.0V,内阻不计)、电键及导线若干外,还有下列器材供选择:
A.电流表(量程3A,内阻约为1Ω) B.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
C.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ) D.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ) E.滑动变阻器(0~100Ω,50mA) F.滑动变阻器(0~10Ω,1.0A)
(1)、为了完成实验,实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)
(2)、请在虚线框内画出实验电路图.
(3)、某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图甲所示.则电压值为________ V,电流
值为________ A,小灯泡电阻的测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
(4)、某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如甲所示的小
灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )
7、某小组用如图所示的电路实物装置,测绘标有“12V,24 W”的小灯泡的伏安特性曲线,其中,电压表(量程15V,内阻约为15kΩ)和电流表(量程3A,内阻约为0.1Ω)
(1)、根据实际情况,完成该实验所对应的电路图应该是______.(填“甲”“乙”或“丙”)
(2)、根椐选择的电路图,在答题纸上用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。
(3)、在开关闭合前,滑动变阻器触头应拉到______端.(填“A”或“B”)
(4)、已知小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R =k( 273+t),k 为比例常数。当室
温27℃。则正常发光时灯丝的温度是________℃。
8、在“描绘标有‘8V,4W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中,实验室除提供电源E(电动势及内阻未知)电键、导线若干外还提供下列器材:
A.电流表A1(量程100mA,内阻约为1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约为0.3Ω
C.电压表V1(量程3V,内阻约为3kΩ) D.电压表V2(量程15V,内阻约为10kΩ) E.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω) F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω);
(1)、为了完成实验,实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)
(2)、某同学已连接好的电路如图,其中两个不当之处是
①_________________________________ ;②____________________________________
(3)、某同学用正确的方法分别测得两只灯泡L1和L2 的伏安特性曲线如图中Ⅰ和Ⅱ所示。然后又
将灯泡L1、L2分别与电池组连成如图所示电路.测得通过L1和L2的电流分别为0.30A和0.60A,则电池组的电动势为___________V,内阻为__________Ω(取到小数点后一位)
B、变阻器的滑片P时电流表示数为零,电压表示数不变
C、电流表烧坏
D、变阻器的滑片P时电流表示数不变,电压表示数可变
(2)、另一同学按如下图所示的电路图连接实物电路(图中R0定值电阻)。在电路连接正确的情
况下,当他闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此她拿来多用电表检查故障.她的操作如下:
A、断开电源开关S;
B、将多用表选择开关置于×1 Ω档,调零后,红黑表笔分别接R两端,读数为30Ω
C、将多用表选择开关置于×100 Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为________ Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指
针位置几乎不变.由以上操作可判断发生断路故障的元件是_______ (填元件名称)
(3)、在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上
描点如图所示,请在下图中继续完成图象;并根据图象可得该电池的电动势E=________V,电池内阻r=________ Ω(小数点后保留两位数字).
(4、)测出的电动势E与真实值相比偏(选填“大”或“小”) ;
12、测定某电源的电动势E和内阻r,以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如右图(a)所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好.
⑴、实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如下图(b)所示,其示数为d= mm. ⑵、实验时闭合开关,调节P的位置,记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据,如
①请根据表中数据在下图(c)上描点连线作U~I关系图线,根据该图象,可求得电源的电动势E
r= Ω.
x关系图象如下图(d)所示,利用该图象可求得电阻丝的电阻率ρ
·m.(计算结果保留两位有效数字)
关系图线纵截距的物理意义是 。
13、用多用表进行某次测量,指针的位置如图(A)所示,若选择的挡位在“直流电压500V”,则指针
读数为 V;若将该表选择旋钮置于25mA挡,则读数为 mA .若选择的挡位在“电阻×10”,则指针读数为 Ω。
14、如图(B)所示,使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图1中a、b所示.若选择
开关处在“×10 Ω”的欧姆挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是 Ω。若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b,则被测电压是 V。
15、把量程为3mA的电流表改装成欧姆表,其结构如图所示,其中电池的电动势E=1.5 V,改装后,
将原来电流表3 mA的刻度定为电阻的“0”刻度,则2mA刻度处标____________Ω,1mA刻度处应标__________ Ω。
16、按图所示的电路测量两节干电池串联组成电池组的电动势E和内阻r,其中R为电阻箱,R0为
定值电阻,干电池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下:电流表(量程0~0.6~3.0A),电阻箱(阻值范围0~999.9Ω), 定值电阻若干,电键、导线若干。
(1)、在下面提供的四个电阻中,保护电阻R0应选用_______。
A.5Ω B.20Ω C.100Ω D.1kΩ
(2)、实验时,改变电阻箱R的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组R、I的数据。根据实验数据绘出如图所示的R?1图线,由此得出电池组 I
的电动势E=______V,内电阻r=_______Ω。按照此实
验方法,电动势的测量值与真实值相比______,内电阻 的测量值与真实值相比_______。(填“偏大”“偏小”
或“相等”)
17、某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池” (电动势E约4V,内阻r约200Ω)。该
同学利用下列所给器材及开关,导线若干测量水果电池的电动势E和内阻r。
A.电流表G1(内阻l5Ω,满偏电流2mA) B.电流表G2(量程20mA,内阻约2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~1000Ω) D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)
(1)、实验中用电流表G1改装成量程0-4V的电压表,需_______(选填“串联”或“并联”)一
个阻值为____________Ω的电阻;
(2)、用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻,为尽量减小实验的误差,
请在虚线方框中画出实验电路图;
(3)、该同学实验中记录的一些对应的数据,并根据数据描点画出U-I图线如下图,由图可得,
水果电池的电动势E=______V,内电阻r=_______Ω;
(4)、实验测得的水果电池的电动势__________真实值,测得
的内阻___________真实值(填“>、“<”或“=”)。
18、电动自行车具有环保、节能、便捷等优点,但电动自行车的电瓶用久以后性能会下降,表现之
一为电池的电动势变小,内阻变大.某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电,取下四块电池,分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻。
(1)、用多用电表直流电压“50 V”挡测量每块电池的电动势.测量电池A时,多用电表的指针
如图甲所示,其读数为________ V.
(2)、用图乙所示的电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电阻,
其阻值为5 Ω.改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的1?R图线,如图丙所示.由图线C可知电池C的电动势E=________ V,I
内阻r=________ Ω.
(3)、分析图丙可知,电池________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)较优.
?d2R1、(1)、1.125±0.001 ;(2)、19.0 ;(3)、L? 4?
2、①A、D、E;②电路图如右图;③“<”
3、(1)、①机械调零,电流0刻度;
③欧姆调零,欧姆0刻度;
④“×10”,③,90
(2)、①B、C、E;②电路图如右图
4、(1)、0.724~0.728;(2)、A;(3)?d2R0
5、(1)、A、D、F;(2)如图,“<”;(3)1.89(如图得出灯泡的电流、电压)
6、(1)、B、C、F;(2)、电路图如上右图;(3)、1.80V,0.33,“<”;(4)、BD
7、(1)、甲;(2)、如图连接;(3)、A; (4)、1587
8、(1)、B、D、E
(2)、①电流表接入电路中的正负接线柱接反了
②电压表与小灯泡的两条导线不应该出现交叉;
(3)、10V, 6.6Ω
9、(1)、A;(2)、电路图如下图;(3)、1.45,0.75(见下图)
10、(1)、如图连接;(2)、2.03,0.09(见下图);(3)、B
物理选修3-1 电学实验专题
1、课外活动小组的同学设计了一个实验方案,用来测算缠绕螺线管的金属丝长度。已知缠绕螺线管的金属丝电阻较小,经查阅资料得知该金属丝的电阻率为ρ。
(1)、实验中用螺旋测微器测得金属丝直径,如图甲所示,可知金属丝的直径为d=________mm
(2)、利用多用表测得缠绕螺线管的金属丝的电阻,将选择开关旋转到“Ω”档的“×1”位置
时,多用表指针指示位置如图乙所示,可知金属丝的电阻为R= Ω。
(3)、若测得的金属丝直径用d表示,电阻用R表示,则金属丝的长度L= 。
2、在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3Ω.实验室备有电池E(电动势3V,内阻约为1Ω),开关,导线若干外还有下列实验器材:
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.变阻器R1(0~10Ω,0.6A) F.变阻器R2(0~200Ω,0.1A)
①为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______________。(填选项代码) ②在上面框内画出实验电路图。此电路图测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
3、在测电阻的实验中,
(1)、先用多用电表对其粗测。测量的某些操作步骤如下:
①调节____________(选填“机械调零”、“欧姆调零”)旋钮,使电表指针停在____________位置;(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
②调节档位,选用“×100”欧姆档。
③将红、黑表笔相互接触,调节____________(选填“机械调零”、“欧姆调零”)旋钮,使电表指针停在__ _______位置。(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
④用该多用电表测量电阻,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用____________欧姆挡(选填“×10”、 “×1k”),并重复步骤________后进行测量。粗测结果如图乙,则粗测结果是________Ω
(2)、实验室除提供电源(电动势6V,内阻约1Ω),开关、导线若干外还提供以下的器材:
A.电流表A1(0~600mA,内阻约1Ω) B.电流表A2(0~100mA,内阻约2Ω)
C. 电压表V1(0~6V,内阻约3kΩ) D.电压表V2(0~15V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω) F.滑动变阻器R2(0~3000Ω)
①实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号).
②设计实验电路图并根据电路图完成实物图连接。
4、某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率。他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。实验室除提供电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电阻箱R(0~999.9?); 开关、导线若干外还可供选择的器材有:
A、电流表A1(量程0~100mA,内阻约5?); B、电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) 他们的实验操作步骤如下:
①用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
②根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;
③调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;
④将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;
⑤改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
⑥断开开关,拆除电路并整理好器材。
(1)、某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则测量值d=__________mm;
(2)、实验中电流表应选择_________(填写仪器前字母代号);
(3)、实验小组用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出
了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率?=__________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
5、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用电源(电动势6V,内阻约1Ω),小灯泡(“6V,3 W”), 开关S及导线若干,其他可供选择的器材有:
A.电压表V1(量程6V,内阻约20kΩ) B.电压表V2(量程20V,内阻约60kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约0.2Ω) D.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~1000Ω,0.5A) F.滑动变阻器R2(0~20Ω,2A)
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如下图所示.
(1)、实验中电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用________;
(2)、设计实验电路图完成实物图连接,此电路图测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
(3)、若将该小灯泡接在电动势为6V,内阻为4Ω的电源两端,则灯泡实际消耗功率为________W。
6、在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室除备有待测小灯泡(3.0V、
1.5W)、电源(电动势为4.0V,内阻不计)、电键及导线若干外,还有下列器材供选择:
A.电流表(量程3A,内阻约为1Ω) B.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
C.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ) D.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ) E.滑动变阻器(0~100Ω,50mA) F.滑动变阻器(0~10Ω,1.0A)
(1)、为了完成实验,实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)
(2)、请在虚线框内画出实验电路图.
(3)、某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图甲所示.则电压值为________ V,电流
值为________ A,小灯泡电阻的测量值______真实值(填“>、“<”或“=”)。
(4)、某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如甲所示的小
灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )
7、某小组用如图所示的电路实物装置,测绘标有“12V,24 W”的小灯泡的伏安特性曲线,其中,电压表(量程15V,内阻约为15kΩ)和电流表(量程3A,内阻约为0.1Ω)
(1)、根据实际情况,完成该实验所对应的电路图应该是______.(填“甲”“乙”或“丙”)
(2)、根椐选择的电路图,在答题纸上用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。
(3)、在开关闭合前,滑动变阻器触头应拉到______端.(填“A”或“B”)
(4)、已知小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R =k( 273+t),k 为比例常数。当室
温27℃。则正常发光时灯丝的温度是________℃。
8、在“描绘标有‘8V,4W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中,实验室除提供电源E(电动势及内阻未知)电键、导线若干外还提供下列器材:
A.电流表A1(量程100mA,内阻约为1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约为0.3Ω
C.电压表V1(量程3V,内阻约为3kΩ) D.电压表V2(量程15V,内阻约为10kΩ) E.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω) F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω);
(1)、为了完成实验,实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)
(2)、某同学已连接好的电路如图,其中两个不当之处是
①_________________________________ ;②____________________________________
(3)、某同学用正确的方法分别测得两只灯泡L1和L2 的伏安特性曲线如图中Ⅰ和Ⅱ所示。然后又
将灯泡L1、L2分别与电池组连成如图所示电路.测得通过L1和L2的电流分别为0.30A和0.60A,则电池组的电动势为___________V,内阻为__________Ω(取到小数点后一位)