2013届高中新课标二轮物理总复习（湖南用）专题7 第2讲 电学实验（一）
班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________
1.(2012·山东卷) 在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
图1
待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；
电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；
电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；
A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；
电源：E1(电动势3V，内阻不计)；
E2(电动势12V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；
螺旋测微器：毫米刻度尺；开关S；导线．
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为 1.773(1.771～1.775) mm.
(2)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 A1 ，电源应选 E1 (均填器材代号)，请画出电路原理图．
图2
2.(2012·新课标卷)图2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D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；○A为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
(1)在图中画线连接成实验电路图．
(2)完成下列主要实验步骤中的填空；
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1.
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D 重新处于平衡状态电 ；然后读出电流表的示数I ，并用天平称出 此时细沙的质量m2 .
④用米尺测量 D的底边长度l .
(3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝ |m2－m1 .
(4)判断磁感应强度方向的方法是：若 m2>m1，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．
3.(2012·四川卷)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V,0.7A”；
电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2Ω；
图3
电压表V，量程3V，内阻rv＝9kΩ；
标准电阻R1，阻值1Ω；
标准电阻R2，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
图4
开关S及导线若干．
①甲同学设计了如图3所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图4所示，此时L的电阻为 5 Ω.
②乙同学又设计了如图5所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是 4V V.
③学习小组认为要想更准确地描绘出L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6所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．
4.(2012·重庆卷)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图7所示．
(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式 U＝E－Ir ，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.
(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图7中用笔画线代替导线连接电路．
(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图8中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势 不变 (填“增大”“减小”或“不变”)，电源内阻 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)．
曲线(c)对应的电源电动势E＝ 0.975 V，内阻r＝ 478 Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P＝ 0.268 mW.(均保留三位有效数字)
5.(2011·全国卷)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：
(1)仪器连线如图9所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为 黑 (填“红”或“黑”)色；
图9
(2)若适当调节电阻箱后，图9中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图10(a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为 14.0(只填“14”也可) Ω，电流表的读数为 53.0 mA，电阻箱的读数为 4.6 Ω；
图10
(3)将图9中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为 102 mA；(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为 1.54 V．(保留3位有效数字)
5.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)：
I(A)
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
U(V)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
I(A)
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U(V)
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
(1)在图9的虚线框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干．
图9
(2)在坐标系中画出小灯泡的U－I曲线．
(3)如果测得某一电池的电动势1.5V，内阻2.0Ω.问：将本题中的小灯泡接在现在电路上的实际功率是多少？[简要写出求解过程，图可直接画在第(2)小题的方格图中]
限时训练(十九)
1．(1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1 E1
解析：(1)先读固定尺1.5mm，再读可动尺27.3×0.01mm＝0.273mm，最后读数为(1.5＋0.273)mm＝1.773mm.
(2)电压表量程为3V，根据电路连接安全的原则，所以电源选E1，待测电阻额定电流为0.5A，所以电流表中电流都不超量程，根据读数准确的原则，选A1.
因为Rx<，属于小电阻，小电阻电流表外接误差小．
2．(1) (2)③重新处于平衡状态电 电流表的示数I 此时细沙的质量m2 ④D的底边长度l (3) (4)m2>m1
解析：实验时先使沙的重力与线框的重力平衡，确定线框重力大小，之后通电，使线框受安培力作用，再通过平衡条件来确定安培力大小，并确定磁感应强度大小．
3．①5 ②4V
解析：(1)问中是欧姆定律的计算问题；(2)问中由于电压表串联的R2，则L两端电压应为4V，即电压表示数加上R2的分压1V (3)问的电路设计由于电压表、电流表量程不够，须对电表进行改装，改装之后仍应采用外接法，答图如下．
4．(1)U＝E－Ir (2)图略 (3)不变 增大 0.975 478 0.268
解析：在电源的伏安特性曲线上，纵轴交点表示E.图线斜率值的绝对是电源内阻，而最后一问考查电路的功率问题，此实验须对电源的伏安特性曲线有深刻理解，而题难度不大．
5．解析：(1)由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻(如：电压为2.00V时，其阻值R灯＝＝Ω＝4.00Ω)，为减小由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑动变阻器应连接成分压电路，实验电路如图(a)所示．
(2)根据实验得到的数据在U－I坐标系中描点，并将这些数据点连接成一条平滑的曲线，如图(b)所示．
(3)作出电源的U－I图线，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，小灯泡的实际功率P＝IU＝0.27～0.28W(在此范围内即可)．
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