電磁學(xué)實驗2一 、實驗題（本大題共5小題 ）1.欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材：A電池組（3V，內(nèi)阻1）B電流表（03A，內(nèi)阻0.0125）C電流表（00.6A，內(nèi)阻0.125）D電壓表（03V，內(nèi)阻3k）E電壓表（015V，內(nèi)阻15k）F滑動變阻器（020，額定電流1A）G滑動變阻器（02000，額定電流0.3A） H開關(guān)、導(dǎo)線（1）上述器材中應(yīng)選用的是 ；（填寫各器材的字母代號）（2）為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在00.5A范圍內(nèi)改變請按要求在圖1方框內(nèi)畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx的原理電路圖（3）設(shè)實驗中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖所2示，圖示中I= A，U= V實驗測得的金屬導(dǎo)線電阻值比真實值 （填“偏大”、“偏小”或“相同”）（4）某學(xué)生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時，測得的結(jié)果如圖3所示，則該金屬絲的直徑d=_ mm另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如圖4所示，則該工件的長度L= mm2.（1）（6分）某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為 cm和 mm (2)(12分)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗原理如圖甲所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測電池組，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0的定值電阻。已知靈敏電流計的滿偏電流Ig=100A、內(nèi)阻rg=2.0k，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只 （保留一位小數(shù)）的定值電阻R1；根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路；某次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示：測量次數(shù)12345678電壓表V讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表A讀數(shù)I/mA20406080100120140160該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法（逐差法），計算出電池組的內(nèi)阻r= (保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是 。該小組在前面實驗的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是 。（填選項前的字母）A電壓表內(nèi)阻的影響 B滑動變阻器的最大阻值偏小CR1的實際阻值比計算值偏小 DR0的實際阻值比標(biāo)稱值偏大3.（1）某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖1所示，該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點。斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用表指示如圖2所示，讀數(shù)為 V，說明 正常（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）。紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖2相同，可判斷發(fā)生故障的器件是 。（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）ab蓄電池保險絲開關(guān)小燈c圖1圖2（2）為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們設(shè)計了如圖3所示的實驗裝置。他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計（不計質(zhì)量及長度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點分別為P和Q，P低于Q，繩長為L（L>PQ）。D圖3QCP他們首先在繩上距離P點10cm處（標(biāo)記為C）系上質(zhì)量為m的重物（不滑動），由測力計讀出繩PC、QC的拉力大小TP、TQ。隨后，改變重物懸掛點C的位置，每次將P到C的距離增加10cm，并讀出測力計的示數(shù)，最后得到TP、TQ與繩長的關(guān)系曲線如題6圖4所示。由實驗可知：曲線中拉力最大時，C與P點的距離為 cm，該曲線為 （選填：TP或TQ）的曲線。在重物從P移到Q的整個過程中，受到最大拉力的是 （選填：P或Q）點所在的立柱。曲線、相交處，可讀出繩的拉力為T0= N，它與L、D、m和重力加速度g的關(guān)系為T0= 。圖4T/NPC(cm)0801004020601601.02.03.04.05.01201404.某同學(xué)用電壓表、電流表和滑動變阻器等常規(guī)器材研究標(biāo)有額定電壓為3.8 V字樣（額定功率字跡不清）的小燈泡的伏安特性，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示次數(shù)123456UV0.200.501.002.20 3.003.80IA0.1000.1240.1600.2380.2780.310請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)：（1）在如圖所示虛線框中畫出實驗電路圖。（2）在如圖所示的坐標(biāo)系中，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，畫出小燈泡的伏安特性曲線（3）實驗中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過程中，小燈泡的最大電阻約為 （保留三位有效數(shù)字）5.欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材： A電池組（3V，內(nèi)阻1） B電流表（03A，內(nèi)阻0.0125） C電流表（00.6A，內(nèi)阻0.125） D電壓表（03V，內(nèi)阻3k） E電壓表（015V，內(nèi)阻15k） F滑動變阻器（020，額定電流1A） G滑動變阻器（02 000，額定電流0.3A） H開關(guān)、導(dǎo)線 （1）上述器材中電流表應(yīng)選用 ，電壓表應(yīng)選用 ,滑動變阻器應(yīng)選用 （填寫各器材的字母代號） （2）為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在00.5A范圍內(nèi)改變，請按要求在方框里畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻的原理電路圖0.2016萬卷作業(yè)卷（三十九）答案解析一 、實驗題1.考點：伏安法測電阻.專題：實驗題分析：（1）用伏安法測定電阻的原理是電阻定義式R=根據(jù)電源的電動勢，選擇電壓表的量程由電源的電動勢與測電阻的大約值，估算電流的最大值，選擇電流表的量程根據(jù)待測電阻與變阻器總阻值的大小，選擇變阻器的規(guī)格（2）根據(jù)兩電表內(nèi)阻與待測電阻的大小關(guān)鍵，選擇電流表的內(nèi)接法或外接法（3）電流表的量程是0.6A，最小分度是0.02A，電壓表的量程是3V，最小分度是0.1V（4）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀解答：（1）必選器材有：A、H電池組的電動勢是3V，電壓表的量程選3V，即選擇電壓表D由題，金屬導(dǎo)線的電阻約為5左右，則通過導(dǎo)線的電流最大值約Imax=0.6A故電流表選C變阻器F的電阻大于待測電阻，可選擇該變阻器作為即流器故答案為：A、C、D、F、H；（2）由題得，=600，而=40，則，則采用電流表外接法，可減小誤差故電路圖如圖：（3）電流表的讀數(shù)為I=0.48A，電壓表的讀數(shù)為U=2.20V由于電壓表的分流電流測量值偏大，根據(jù)歐姆定律則電阻測量值偏小；（4）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm可動刻度讀數(shù)為0.01×20.5mm=0.205mm，所以最終讀數(shù)為3.205mm；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：50mm+3×=50.15mm故答案為：（1）ACDFH； （2）如圖；（3）0.48； 2. 20； ??；（4）3.205； 50. 15點評：本題是伏安法測量電阻，從實驗原理出發(fā)選擇器材、設(shè)計電路、連接實物圖等等，都是實驗的基本技能，要加強培訓(xùn)，提高能力2.【答案】（1）60.10 4.20【解析】刻度尺的最小刻度為1mm，所以讀數(shù)時需要估讀，根據(jù)圖甲可知，金屬桿的長度為：60.10mm；游標(biāo)卡尺是不需要估讀的，此卡尺為分度值是0.02mm，所以金屬桿的直徑為4mm10×0.02mm4.20mm【答案】（2） 1.0 參見下圖 1.66 充分利用已測得數(shù)據(jù) CD【解析】（1）改裝電流表擴大量程=1.0（2）對照電路圖，逐個回路連接即可，如圖所示（3）=1.66這樣做的優(yōu)點可以利用每一組數(shù)據(jù)（4）電壓表的讀數(shù)等于路端電壓，所以電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果沒有影響，選項A錯誤；滑動變阻器用來改變路端電壓，對測量結(jié)果沒有影響，選項B錯誤；若R1的實際阻值偏小，則電流表的實際量程偏大，電流表的讀數(shù)比實際值偏小，電池組的內(nèi)阻測量值偏大，選項C正確；R0的實際阻值偏大時，電池組的實際內(nèi)阻比測量值偏小，選項D正確。3.【答案】（1）11.5V（11.2.V11.8V之間的值均可），蓄電池；小燈。（2）60，TP；Q；4.30，解析(1)由題圖2可知，直流50V擋的最小分度為lV，故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應(yīng)為11.5V左右。由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標(biāo)稱值，說明a、c兩點與電源之間是通路，只能是此電路之外的保險絲、開關(guān)、小燈中出現(xiàn)了斷路故障，但故障的具體位置不能確定。同理可知，兩表筆接c、b時測得結(jié)果仍等于電源電動勢，說明多用表、開關(guān)、保險絲、蓄電池形成了一閉合回路，故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障。(2)由題圖4可讀出，中拉力最大時，c與p點的距離為60 cm。此時以C點為研究對象，如圖所示，豎直方向,水平方向。當(dāng)時，即，若C點左移即減小，則增大，減小，減小，增大，即,故為的曲線，為的曲線。 由題圖4可知圖線I對應(yīng)的極值最大，故受到最大拉力的是Q點所在的立柱。 曲線I、相交處，可讀出繩的拉力 為4.30 N。此時滿足關(guān)系：解得： 4.【答案】(1) 如下圖所示 （2） (3) 12.3 5.【答案】（1）C、D、F（2）見右圖