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，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，3W”），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,24W”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0．3ΩC．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）9、为测定某电池组的电动势和内阻，实验室除提供待测电源、电流表、电压表、电键及导线若干外，还提供下列器材：A、滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）B、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)、请在虚线框内画出实验电路图．（3）、如图所示，根据实验数据画出了坐标点。请你做进一步处理，并由图求出电源的电动势E＝_________V，内阻r＝__________Ω10、某同学用电压表、电流表、滑动变阻器可测量一节蓄电池（电动势约为2.0V）的电动势和内阻，实验所用器材如图所示。（1）、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。（2）、该同学在做该实验时，调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如下表所示。请在坐标纸中作出该电池的U-I图象，并根据图象得出：电池的电动势E＝_________V，内阻r＝__________Ω。（3）、为了验证该同学的测量结果，另一同学想利用已正确经过机械调零的多用电表对该电池电动势和内阻直接进行测量，并打算进行以下两个步骤操作：步骤一：将多用电表选择开关置于直流电压2.5V档，将红、黑表笔分别接触电池的正、负极测出电池电动势；步骤二：将多用电表选择开关置于欧姆档（电阻档）×1档，经欧姆调零后，将红、黑表笔分别接触电池的正、负极测出电池内阻。对上述两个步骤，你认为合理的判断是______A、两步骤均正确；B、步骤一正确，步骤二不正确；C、步骤一不正确，步骤二正确。D、两步骤均不正确11、用伏安法测电池的电动势和内电阻。（1）、某同学连接的电路图如图，开关闭合后电路出现异常，对情况分析正确的是（）A、移动变阻器的滑片P时电流表示数可变，电压表示数始终为零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×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30ΩC、将多用表选择开关置于×100Ω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，如下表：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＝V；内阻r＝Ω．②根据表中数据作出的UI～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＝Ω·m．（计算结果保留两位有效数字）③图（d）中UI～x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