資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺第43講 電學實驗(一)目錄實驗7:測繪小燈泡的伏安特性曲線 1實驗8:探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關系 6[課時訓練] 11實驗7:測繪小燈泡的伏安特性曲線一、實驗原理用電流表測出流過小燈泡的電流,用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,測出多組(U,I)值,在I-U坐標系中描出各對應點,用一條平滑的曲線將這些點連起來.二、實驗電路圖及器材如圖1所示.圖1小燈泡(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一個、電壓表(0~3 V~15 V)與電流表(0~0.6 A~3 A)各一個、滑動變阻器(最大阻值20 Ω)一個、學生低壓直流電源(或電池組)、開關一個、導線若干、坐標紙、鉛筆.三、實驗步驟1.確定電表量程,按照實驗電路圖連接電路.2.將滑動變阻器滑片滑到a端,閉合開關,使電壓從0開始變化.3.移動滑片,測出多組不同的電壓與電流值.4.在坐標紙上以I為縱軸,以U為橫軸,建立坐標系.在坐標紙上描出各組數據所對應的點,將各點用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線.5.拆除電路,整理器材.四、實驗器材選取1.原則:(1)安全;(2)精確;(3)操作方便.2.具體要求(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流.干電池中電流一般不允許超過0.6 A.(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流.(3)電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.(4)電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上.(5)從便于操作的角度來考慮,限流式接法要選用與待測電阻阻值相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器.五、電流表內接法與外接法的比較電流表內接法 電流表外接法電路圖誤差 原因 電流表分壓 U測=Ux+UA 電壓表分流 I測=Ix+IV電阻 測量值 R測==Rx+RA>Rx 測量值大于真實值 R測==適用 條件 RA Rx RV Rx六、電流表內接法與外接法的選擇1.阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法.2.臨界值計算法Rx<時,用電流表外接法;Rx>時,用電流表內接法.七、滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法的比較限流式接法 分壓式接法兩種接法的電路圖負載R上電壓的調節范圍 (電源內阻不計) ≤U≤E 0≤U≤E負載R上電流的調節范圍 (電源內阻不計) ≤I≤ 0≤I≤八、滑動變阻器兩種接法的適用條件1.限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小).2.分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).九、常用電表的讀數對于電壓表和電流表的讀數問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時電表允許的最大電壓或電流,然后根據表盤總的刻度數確定精確度,按照指針的實際位置進行讀數即可.(1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表的讀數方法相同,此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A,看清楚指針的實際位置,讀到小數點后面兩位.(2)對于0~15 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數時只要求讀到小數點后面一位,即讀到0.1 V.(3)對于0~0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數時只要求讀到小數點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01 A.十、注意事項1.實驗前檢查電表指針是否指零,不指零時,要先調零.2.電流表外接,滑動變阻器采用分壓式接法.3.在小燈泡電壓接近額定值時,要緩慢增加電壓.4.作I-U圖象時,注意坐標軸單位長度的選取,應使圖象盡量分布在較大的坐標平面內,不要畫成折線.(2020 浙江)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中:①如圖1所示,已經連接了一部分電路,請將電路連接完整。②合上開關后,測出9組I、U值,在I﹣U坐標系中描出各對應點,如圖2所示。請在圖2中畫出此小燈泡的伏安特性曲線。③與圖2中P點對應的狀態,小燈泡燈絲阻值最接近 。A.16.7ΩB.12.4ΩC.6.2Ω(2023 杭州一模)在探究小燈泡電阻規律的實驗中,實驗電路圖如圖所示,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)電壓表(量程300mV,內阻為300Ω)電流表(量程300mA,內阻為0.27Ω)定值電阻R0(阻值A.R0=10Ω;B.R0=200Ω)滑動變阻器R1(阻值A.0﹣20Ω;B.0﹣200Ω)電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)電源E(電動勢6V,內阻不計)開關S、導線若干。完成下列填空:(1)滑動變阻器R1應選擇 (選填A或B),初始觸頭應滑在 (選填a或b);(2)為使電壓表量程擴大至3V,應將R2的阻值調整為 Ω,定值電阻R0選 (選填A或B)。(3)某次測量電壓表的讀數為152mV,電流表的讀數為240mA,此時小燈泡的電阻為 (保留2位有效數字);(4)若用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如 (填選項A或B)所示,是因為 。(2022 浙江模擬)小明在實驗室做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗。(1)小明在實驗前,先用多用電表歐姆“×1”擋粗測了其電阻值,如圖1,則該小燈泡的電阻為 Ω。(2)如圖2所示,小明已經完成了一部分的線路連接,請你用筆畫線代替導線,在圖中完成剩下的電路連線。(3)在開關閉合前,滑片應置于 (填“左端”或“右端”)。實驗8:探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關系一、實驗原理根據電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率.把金屬絲接入電路中,用伏安法測金屬絲的電阻R.二、實驗電路圖及實物圖如圖8所示,圖8被測金屬絲,直流電源(4 V),電流表(0~0.6 A),電壓表(0~3 V),滑動變阻器(50 Ω),開關,導線若干,游標卡尺,毫米刻度尺.三、實驗步驟1.在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d.2.接好用伏安法測電阻的實驗電路.3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量三次,求出其平均值l.4.把滑動變阻器的滑片調節到使接入電路中的電阻值最大的位置.5.閉合開關,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,填入記錄表格內.6.將測得的Rx、l、d值,代入Rx=ρ和S=中,計算出金屬絲的電阻率.四、數據處理1.在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)用Rx=分別算出各次的數值,再取平均值;(2)用U-I圖線的斜率求出.2.計算電阻率將記錄的數據Rx、l、d的值代入電阻率計算式ρ=Rx=.五、注意事項1.本實驗中被測金屬絲的電阻值較小,因此實驗電路一般采用電流表外接法.2.被測金屬絲的有效長度,是指被測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩端點間的被測金屬絲長度,測量時應將金屬絲拉直,反復測量三次,求其平均值.(2023 浙江模擬)某小組測量某金屬細桿(如圖甲)的電阻率,應用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:(1)用刻度尺測量金屬細桿的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環橫截面的直徑D,讀數如圖乙所示,示數為 cm;(2)按圖丙連接電路,a、b間器件表示金屬環,閉合開關,調節電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數,繪制出丁圖,可計算出金屬環的阻值R'= Ω,用L、D、R'表示出該金屬環的電阻率ρ= ;(3)從系統誤差角度看,由丁圖計算出的阻值R' 真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。(2023 杭州一模)小明同學猜想影響導體電阻的因素可能有導體的長度、橫截面積及材料等。為論證自己的猜想并定量研究導體電阻與相關因素的關系,找來如圖甲所示儀器。圖中電表內阻對電路的影響不計;木板上固定了AB、BC、CD、DE四段金屬絲,AB、BC、CD三段為鎳鉻合金絲,DE段為鐵絲。AB、BC段相比,橫截面積相同,長度之比1:2;BC、CD段相比,長度相同,橫截面積之比1:2;BC、DE段相比,除材料不同,長度、橫截面積均相同。(1)若要研究導體電阻是否與橫截面積有關,須選擇 和 (選填AB、BC、CD或DE)兩段金屬絲研究。(2)現已完成部分電路連接,若要用電壓表測量BC段金屬絲兩端電壓,試在圖甲中畫出曲線代替導線完成電路圖連接。(3)完成上述實驗之后,該同學進一步測量了鎳鉻合金的電阻率。先用游標卡尺測量BC段金屬絲的直徑D,如圖乙所示,則直徑D= mm。(4)完成上述步驟之后,將電壓表一端接在B點,另一端接在BC段金屬絲的P點(圖中未畫出),測出電壓U,同時測出PB之間的距離d、改變P點位置多次測量,獲得一系列U、d數據并畫出U﹣d圖像,測算出圖像的斜率為k。為測出鎳鉻合金的電阻率,你覺得還要測量的物理量是 ,計算電阻率的表達式為 (選用題中涉及的物理量和加測的物理量表示)。(2023 寧波一模)某小組測定一金屬絲的電阻率,部分實驗步驟如下:(1)用螺旋測微器測量該金屬絲直徑,示數如圖1所示,則該金屬絲的直徑d= mm;(2)因為在實驗室找不到合適的電流表,該同學設計了如圖2所示的電路,電源電動勢E為4.5V,內阻r約為1Ω,定值電阻R0=15.0Ω;電壓表量程為3V,內阻RV約為3kΩ,一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、電阻箱。主要實驗步驟如下:A.將器材按如圖2所示連接;B.開關閉合前為了電壓表的安全,金屬夾應夾在電阻絲的 (填“m”或“n”)端,并將電阻箱的阻值調到 (填“最大”或“最小”);C.然后調節電阻箱的阻值使電壓表的示數為U0=3.0V,記下電阻箱的阻值;之后不斷改變Rx接入電路的長度x,調整電阻箱的阻值,使電壓表示數始終為U0=3.0V,記錄下電阻絲Rx接入電路的長度x及對應電阻箱的阻值R,得出多組數據,作出R﹣x圖線如圖3所示。a、b為已知量;D.根據圖像和測量的直徑求得金屬絲的電阻率ρ= (用a、b、d、π等字母表示),電壓表內阻使得電阻率ρ測量結果 (填“不變”“偏大”或“偏小”)。[課時訓練]1.(2022 浙江模擬)某物理興趣小組在物理實驗室測量一根粗細均勻的合金絲的電阻率,實驗室里有一半徑10cm的量角器,但是缺少刻度尺。該小組首先取一段合金絲繞在該量角器上,并接入如圖1所示的電路中,通過金屬夾所夾位置改變合金絲接入電路的長度,接入電路的合金絲所對應的圓心角θ可以由量角器讀出。實驗時多次改變金屬夾所夾位置,通過調節滑動變阻器的阻值保證電流表的示數不變。(1)在實驗開始前,滑動變阻器的滑片P應置于 (選填“左端”或“右端”)。(2)當θ時,實驗中電流表指針位置如圖3所示,則讀數I= A。(3)在實驗時,b端應與 相連接。A.d端B.e端C.g端D.c端(4)已知合金絲的橫截面積為4.0×10﹣8m2,則合金絲的電阻率為 Ω m(結果保留2位有效數字)。2.(2022 溫州三模)某同學想利用電路精確測量一根粗細均勻合金絲的電阻率。實驗器材:穩壓電源(電壓未知,內阻不計)、電壓表(量程15V,內阻約15kΩ:量程3V,內阻約3kΩ)、電流表(量程3A,內阻約0.2Ω;量程0.6A,內阻約1Ω)、保護電阻(R0阻值未知)、開關S、刻度尺、游標卡尺、導線若干、待測合金絲等。請完成相關實驗內容:(1)測量合金絲直徑時,游標卡尺示數如圖甲所示,讀數為 mm;(2)該同學用多用表的歐姆擋測量整根合金絲的電阻時,把選擇開關置于“×1”擋時,發現指針偏轉如圖乙所示,則金屬絲的電阻為 Ω;(3)將合金絲固定在絕緣的刻度尺上,在合金絲上夾上一個可移動的小金屬夾P。根據現有器材,部分電路連線如圖丙所示,請在答題紙上完成實物連接(4)完成電路連接后,操作如下:a.開啟電源,將P移到合金絲上適當的位置,閉合開關S;b.記錄電壓表和電流表的讀數U、I,記錄合金絲接入長度L,斷開開關S;c,改變金屬夾P的位置,閉合開關S,重復步驟b的操作;d.利用記錄的數據分別描繪關系圖象(如圖丁)和關系圖象(如圖戊);e.利用圖象信息求解合金絲的電阻率P。①由U﹣I關系圖象可得,穩壓電源電壓U0= V。②算得合金絲的橫截面積S=10﹣6m,由關系圖象可得電阻率ρ= Ω m。3.(2022 浙江模擬)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,待測電阻絲阻值約為4Ω(1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d。其中一次測量結果如圖甲所示,圖中讀數為d= mm。(2)為了測量電阻絲的電阻R,除了導線和開關外,還有以下一些器材可供選擇:電壓表V,量程3V,內阻約3kΩ電流表A1,量程0.6A,內阻約0.2Ω電流表A2,量程100μA,內阻約2000Ω滑動變阻器R1,0~1750Ω,額定電流0.3A滑動變阻器R2,0~50Ω,額定電流1A電源E1(電動勢為1.5V,內阻約為0.5Ω)電源E2(電動勢為3V,內阻約為1.2Ω)為了調節方便,測量準確,實驗中應選用電流表 ,滑動變阻器 ,電源 。(填器材的符號)(3)請在圖乙方框中畫出測量電阻絲的電阻應采用的電路圖,并在圖中標明所選器材的符號。(4)請根據電路圖,在圖丙所給的實物圖中畫出連線。(5)采用圖中所示的電路測量金屬絲的電阻。電阻的測量值比真實值 (填“偏大”或“偏小”)。用直接測量量(電阻絲的直徑d,金屬導線的有效長度l,電壓表的示數U,電流表的示數I)表示計算材料電阻率的公式是ρ= 。4.(2022 寧波模擬)小明想描繪一個“3.8V,0.3A”的小燈泡的伏安特性曲線,他在實驗室進行如下操作:(1)用多用電表的歐姆擋對小燈泡的電阻進行粗測,其中正確的操作應為圖甲中的 。(2)部分電路設計如圖乙所示,為完成實驗,實驗室有如下器材可供選擇:A.直流電源E(電動勢6V,內阻等于2Ω)B.電壓表V1(量程0~3V,內阻等于3kΩ)C.電壓表V2(量程0~15V,內阻等于15kΩ)D.滑動變阻器RP(阻值0~1Ω)E.滑動變阻器RQ(阻值0~10Ω)F.定值電阻R1(阻值等于100Ω)G.定值電阻R2(阻值等于1kΩ)H.定值電阻R3(阻值等于10kΩ)為了能測量小燈泡在額定電壓情況下的電阻大小,且能盡量減小測量誤差,滑動變阻器應選用 (填“D”或“E”)。(3)在虛框內補全測量電壓的電路設計,作圖時請標清字母及對應腳標 (此處不用填,請畫在乙圖上)。(4)實驗時使用的毫安表的量程為0~300mA,某一次測量中,毫安表的示數如圖丙所示,此時電壓表對應的示數2.10V,請你計算此時小燈泡的功率為 W(結果保留兩位有效數字)。5.(2021 杭州二模)近些年,桶裝飲用水抽檢不合格的新聞屢見不鮮,檢驗飲用水是否合格的一項重要指標是電導率,電導率為電阻率的倒數。小張同學想要探究離子濃度對飲用水電導率的影響,其中某組實驗的操作如下:取100mL飲用水加入適量的食鹽,攪拌溶解得到未飽和食鹽溶液,為了方便測量溶液的電阻,取部分溶液裝入絕緣性良好的塑料圓柱形容器內,容器兩端用金屬圓片電極密封,如圖甲所示。(1)在溶液未達到飽和之前,溶解的食鹽越多,則溶液的電導率會 (填“越大”或“越小”)。(2)小張同學先用多用電表粗測其電阻,將選擇開關置于歐姆“×100”擋位置,在歐姆調零后測量其阻值時記錄電表指針偏轉如圖乙所示,該電阻的阻值為 Ω。(3)小張同學想進一步精確測量其電阻,實驗室能提供以下器材:A.干電池兩節(每節干電池電動勢約為1.5V,內阻可忽略)B.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為0.7Ω)C.電流表A2(量程為0~3A,內阻約為0.5Ω)D.靈敏電流計G(量程為0~250pA,內阻等于900Ω)E.電壓表V1(量程為0~3V,內阻約為4kΩ)F.電壓表V2(量程為0~15V,內阻約為7kΩ)G.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)H.電阻箱R2(最大阻值為9999.9Ω)I.開關、導線若干為了完成測量,除干電池、開關、導線和滑動變阻器R1外,還應選擇的恰當的器材是 (填寫器材前面的字母)。小張同學已經完成了部分電路設計,如圖丙所示,請完成剩余電路圖,要求電表讀數均能大于量程的(在圖中標上必要的電學符號,待測電阻用Rx表示)。6.(2021 臨海市二模)某校興趣小組要測定額定電壓為2.5V的小燈泡的伏安特性曲線。實驗室備有下列器材;電池組(電動勢為3V,內阻約1Ω):電流表(量程為0~0.6A,內阻約0.5Ω);電壓表(量程為0~3V,內阻約3kΩ);滑動變阻器(10Ω);小燈泡(2.5V);多用電表一個;電鍵一個、導線若干.(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中實驗電路連接完整(2)接通開關后,發現電壓表示數如圖乙所示,此時電壓為 V,而電流表示數為零。出現上述情況的可能原因是 。A.電流表接線處斷路B.電壓表接線處短路C.小燈泡接線處斷路D.滑動變阻器接線處斷路(3)小明在實驗過程中,分別采用電流表內接法和外接法各做了一次,得到了如圖丙中伏安特性曲線“1”和“2”。則實驗應選擇曲線 (填“1”或“2”)。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺第43講 電學實驗(一)目錄實驗7:測繪小燈泡的伏安特性曲線 1實驗8:探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關系 6[課時訓練] 11實驗7:測繪小燈泡的伏安特性曲線一、實驗原理用電流表測出流過小燈泡的電流,用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,測出多組(U,I)值,在I-U坐標系中描出各對應點,用一條平滑的曲線將這些點連起來.二、實驗電路圖及器材如圖1所示.圖1小燈泡(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一個、電壓表(0~3 V~15 V)與電流表(0~0.6 A~3 A)各一個、滑動變阻器(最大阻值20 Ω)一個、學生低壓直流電源(或電池組)、開關一個、導線若干、坐標紙、鉛筆.三、實驗步驟1.確定電表量程,按照實驗電路圖連接電路.2.將滑動變阻器滑片滑到a端,閉合開關,使電壓從0開始變化.3.移動滑片,測出多組不同的電壓與電流值.4.在坐標紙上以I為縱軸,以U為橫軸,建立坐標系.在坐標紙上描出各組數據所對應的點,將各點用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線.5.拆除電路,整理器材.四、實驗器材選取1.原則:(1)安全;(2)精確;(3)操作方便.2.具體要求(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流.干電池中電流一般不允許超過0.6 A.(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流.(3)電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.(4)電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上.(5)從便于操作的角度來考慮,限流式接法要選用與待測電阻阻值相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器.五、電流表內接法與外接法的比較電流表內接法 電流表外接法電路圖誤差 原因 電流表分壓 U測=Ux+UA 電壓表分流 I測=Ix+IV電阻 測量值 R測==Rx+RA>Rx 測量值大于真實值 R測==適用 條件 RA Rx RV Rx六、電流表內接法與外接法的選擇1.阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法.2.臨界值計算法Rx<時,用電流表外接法;Rx>時,用電流表內接法.七、滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法的比較限流式接法 分壓式接法兩種接法的電路圖負載R上電壓的調節范圍 (電源內阻不計) ≤U≤E 0≤U≤E負載R上電流的調節范圍 (電源內阻不計) ≤I≤ 0≤I≤八、滑動變阻器兩種接法的適用條件1.限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小).2.分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).九、常用電表的讀數對于電壓表和電流表的讀數問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時電表允許的最大電壓或電流,然后根據表盤總的刻度數確定精確度,按照指針的實際位置進行讀數即可.(1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表的讀數方法相同,此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A,看清楚指針的實際位置,讀到小數點后面兩位.(2)對于0~15 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數時只要求讀到小數點后面一位,即讀到0.1 V.(3)對于0~0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數時只要求讀到小數點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01 A.十、注意事項1.實驗前檢查電表指針是否指零,不指零時,要先調零.2.電流表外接,滑動變阻器采用分壓式接法.3.在小燈泡電壓接近額定值時,要緩慢增加電壓.4.作I-U圖象時,注意坐標軸單位長度的選取,應使圖象盡量分布在較大的坐標平面內,不要畫成折線.(2020 浙江)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中:①如圖1所示,已經連接了一部分電路,請將電路連接完整。②合上開關后,測出9組I、U值,在I﹣U坐標系中描出各對應點,如圖2所示。請在圖2中畫出此小燈泡的伏安特性曲線。③與圖2中P點對應的狀態,小燈泡燈絲阻值最接近 。A.16.7ΩB.12.4ΩC.6.2Ω【解答】解:①描繪小燈泡伏安特性曲線,電壓與電流應從零開始變化,滑動變阻器應采用分壓接法,小燈泡的電阻較小,電流表應采用外接法,故實物電路圖如圖所示:②用平滑曲線連接I﹣U圖中各點,可得小燈泡的伏安特性曲線,如圖所示:③圖中P點對應的電壓U=1.40V,電流I=0.23A,此時燈泡電阻,故AB錯,C正確;故答案為:①如圖所示;②如圖所示;③C;(2023 杭州一模)在探究小燈泡電阻規律的實驗中,實驗電路圖如圖所示,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)電壓表(量程300mV,內阻為300Ω)電流表(量程300mA,內阻為0.27Ω)定值電阻R0(阻值A.R0=10Ω;B.R0=200Ω)滑動變阻器R1(阻值A.0﹣20Ω;B.0﹣200Ω)電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)電源E(電動勢6V,內阻不計)開關S、導線若干。完成下列填空:(1)滑動變阻器R1應選擇 (選填A或B),初始觸頭應滑在 (選填a或b);(2)為使電壓表量程擴大至3V,應將R2的阻值調整為 Ω,定值電阻R0選 (選填A或B)。(3)某次測量電壓表的讀數為152mV,電流表的讀數為240mA,此時小燈泡的電阻為 (保留2位有效數字);(4)若用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如 (填選項A或B)所示,是因為 。【解答】解:(1)根據題意,由電路圖可知,滑動變阻器采用分壓接法,則滑動變阻器應選阻值較小的,即選擇A,初始觸頭應滑在a端;(2)根據并聯分壓原理可得,為使電壓表量程擴大至3V,應將R2的阻值調整為R2,代入數據解得R2=2700Ω,當滑動變阻器滑片處于b端時,小燈泡所在測量電路分得的電壓等于電源電動勢6V,電流滿偏時,測量電路的電阻為R,代入數據解得R=20Ω,燈泡本身有電阻,所以作為保護電阻,R0一定小于20Ω,故定值電阻R0選A;(3)某次測量電壓表的讀數為152mV,流過電壓表的電流為I1,代入數據解得I1≈0.507mA=5.07×10﹣4A,燈泡兩端的電壓為UL=I1(R2+RV),代入數據解得UL≈1.52V,此時小燈泡的電阻為RL,代入數據解得RL≈6.3Ω;(4)由于小燈泡溫度越來越高,則電阻越來越大,則電流逐漸減小,用電流傳感器替代電流表,電鍵閉合的瞬間,測量得到電流隨時間變化的圖線會如B所示;故答案為:(1)A,a(2)2700,A(3)6.3Ω(4)B,小燈泡阻值隨著溫度升高增大。(2022 浙江模擬)小明在實驗室做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗。(1)小明在實驗前,先用多用電表歐姆“×1”擋粗測了其電阻值,如圖1,則該小燈泡的電阻為 Ω。(2)如圖2所示,小明已經完成了一部分的線路連接,請你用筆畫線代替導線,在圖中完成剩下的電路連線。(3)在開關閉合前,滑片應置于 (填“左端”或“右端”)。【解答】解:(1)指針所指表盤讀數為6,又知倍率為“×1”,所以歐姆表讀數為6×1Ω=6Ω;(2)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,為了描繪完整的伏安特性曲線,小燈泡的U、I都要從0開始調,滑動變阻器應選擇分壓接法,實物電路圖如圖所示(3)閉合開關前要保證測量電路電壓為零,所以滑片應置于左端;故答案為:(1)6;(2)見解析;(3)左端實驗8:探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關系一、實驗原理根據電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率.把金屬絲接入電路中,用伏安法測金屬絲的電阻R.二、實驗電路圖及實物圖如圖8所示,圖8被測金屬絲,直流電源(4 V),電流表(0~0.6 A),電壓表(0~3 V),滑動變阻器(50 Ω),開關,導線若干,游標卡尺,毫米刻度尺.三、實驗步驟1.在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d.2.接好用伏安法測電阻的實驗電路.3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量三次,求出其平均值l.4.把滑動變阻器的滑片調節到使接入電路中的電阻值最大的位置.5.閉合開關,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,填入記錄表格內.6.將測得的Rx、l、d值,代入Rx=ρ和S=中,計算出金屬絲的電阻率.四、數據處理1.在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)用Rx=分別算出各次的數值,再取平均值;(2)用U-I圖線的斜率求出.2.計算電阻率將記錄的數據Rx、l、d的值代入電阻率計算式ρ=Rx=.五、注意事項1.本實驗中被測金屬絲的電阻值較小,因此實驗電路一般采用電流表外接法.2.被測金屬絲的有效長度,是指被測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩端點間的被測金屬絲長度,測量時應將金屬絲拉直,反復測量三次,求其平均值.(2023 浙江模擬)某小組測量某金屬細桿(如圖甲)的電阻率,應用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:(1)用刻度尺測量金屬細桿的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環橫截面的直徑D,讀數如圖乙所示,示數為 cm;(2)按圖丙連接電路,a、b間器件表示金屬環,閉合開關,調節電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數,繪制出丁圖,可計算出金屬環的阻值R'= Ω,用L、D、R'表示出該金屬環的電阻率ρ= ;(3)從系統誤差角度看,由丁圖計算出的阻值R' 真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。【解答】解:(1)游標卡尺的分度值為0.1mm,估讀到分度值的本位,根據游標卡尺讀數規則可得,示數為10mm+7×0.1mm=10.7mm=1.07cm(2)由題意及電路圖可得:圖線斜率即為金屬環的電阻大小,即由題意可得,金屬環的電阻率為(3)由上述電路圖分析可得,由丁圖計算出的電路金屬環兩端的電壓準確,通過的電流比真實值小,忽略了電壓表V1的電流,因此由丁圖計算出的阻值大于真實值。故答案為:(1)1.07;(2)2.6;;(3)大于(2023 杭州一模)小明同學猜想影響導體電阻的因素可能有導體的長度、橫截面積及材料等。為論證自己的猜想并定量研究導體電阻與相關因素的關系,找來如圖甲所示儀器。圖中電表內阻對電路的影響不計;木板上固定了AB、BC、CD、DE四段金屬絲,AB、BC、CD三段為鎳鉻合金絲,DE段為鐵絲。AB、BC段相比,橫截面積相同,長度之比1:2;BC、CD段相比,長度相同,橫截面積之比1:2;BC、DE段相比,除材料不同,長度、橫截面積均相同。(1)若要研究導體電阻是否與橫截面積有關,須選擇 和 (選填AB、BC、CD或DE)兩段金屬絲研究。(2)現已完成部分電路連接,若要用電壓表測量BC段金屬絲兩端電壓,試在圖甲中畫出曲線代替導線完成電路圖連接。(3)完成上述實驗之后,該同學進一步測量了鎳鉻合金的電阻率。先用游標卡尺測量BC段金屬絲的直徑D,如圖乙所示,則直徑D= mm。(4)完成上述步驟之后,將電壓表一端接在B點,另一端接在BC段金屬絲的P點(圖中未畫出),測出電壓U,同時測出PB之間的距離d、改變P點位置多次測量,獲得一系列U、d數據并畫出U﹣d圖像,測算出圖像的斜率為k。為測出鎳鉻合金的電阻率,你覺得還要測量的物理量是 ,計算電阻率的表達式為 (選用題中涉及的物理量和加測的物理量表示)。【解答】解(1)若要研究導體電阻是否與橫截面積有關,須保證所選擇的金屬絲的橫截面積不同而其他因素相同,故應選擇BC和CD兩段金屬絲研究;(2)曲線代替導線完成電路圖連接如圖所示(3)由圖可知金屬絲的直徑為D=0+4×0.1mm=0.4mm(4)根據電阻的決定式和定義式得結合題中所測量的物理量可得可知還要測量的物理量是電流I。故答案為:(1)BC CD (2)見解析 (3)0.4mm (4)I(2023 寧波一模)某小組測定一金屬絲的電阻率,部分實驗步驟如下:(1)用螺旋測微器測量該金屬絲直徑,示數如圖1所示,則該金屬絲的直徑d= mm;(2)因為在實驗室找不到合適的電流表,該同學設計了如圖2所示的電路,電源電動勢E為4.5V,內阻r約為1Ω,定值電阻R0=15.0Ω;電壓表量程為3V,內阻RV約為3kΩ,一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、電阻箱。主要實驗步驟如下:A.將器材按如圖2所示連接;B.開關閉合前為了電壓表的安全,金屬夾應夾在電阻絲的 (填“m”或“n”)端,并將電阻箱的阻值調到 (填“最大”或“最小”);C.然后調節電阻箱的阻值使電壓表的示數為U0=3.0V,記下電阻箱的阻值;之后不斷改變Rx接入電路的長度x,調整電阻箱的阻值,使電壓表示數始終為U0=3.0V,記錄下電阻絲Rx接入電路的長度x及對應電阻箱的阻值R,得出多組數據,作出R﹣x圖線如圖3所示。a、b為已知量;D.根據圖像和測量的直徑求得金屬絲的電阻率ρ= (用a、b、d、π等字母表示),電壓表內阻使得電阻率ρ測量結果 (填“不變”“偏大”或“偏小”)。【解答】解:(1)螺旋測微器螺旋尺分度值是0.01mm,要估讀到0.001mm,主尺分度值是0.5mm,故讀數為3.5mm+20.0×0.01mm=3.700mm;(2)B.由圖2可知電壓表測量電阻絲與電阻箱串聯總電阻的電壓,根據串聯分壓的特點,總電阻越大分壓越多,為了保護電壓表,應該使并聯總電阻最小,即金屬夾應夾在電阻絲m端,電阻箱阻值調到最小;D.根據題意可知Rx+R=常數,根據圖3得當x=0時,R=b;當x=a時,R=0,Rx=b,根據電阻定律得,解得電阻率為;由于實驗全過程電阻絲電阻和電阻箱電阻之和為定值,且電壓表示數不變,故電阻率與電壓表內阻無關,使測量結果不變。故答案為:(1)3.700;(2)m,最小;,不變。[課時訓練]1.(2022 浙江模擬)某物理興趣小組在物理實驗室測量一根粗細均勻的合金絲的電阻率,實驗室里有一半徑10cm的量角器,但是缺少刻度尺。該小組首先取一段合金絲繞在該量角器上,并接入如圖1所示的電路中,通過金屬夾所夾位置改變合金絲接入電路的長度,接入電路的合金絲所對應的圓心角θ可以由量角器讀出。實驗時多次改變金屬夾所夾位置,通過調節滑動變阻器的阻值保證電流表的示數不變。(1)在實驗開始前,滑動變阻器的滑片P應置于 (選填“左端”或“右端”)。(2)當θ時,實驗中電流表指針位置如圖3所示,則讀數I= A。(3)在實驗時,b端應與 相連接。A.d端B.e端C.g端D.c端(4)已知合金絲的橫截面積為4.0×10﹣8m2,則合金絲的電阻率為 Ω m(結果保留2位有效數字)。【解答】解:(1)本實驗采用滑動變阻器變分壓接法,需要為使合金絲的電壓從0開始記錄,故需要將滑動變阻器的滑片p置于左端;(2)讀圖可知,電流表量程是0~0.6A,由圖3所示表盤可知,其分度值為0.02A,示數為0.40A;(3)在實驗時b應與e端相連,通過改變金屬夾的位置來改變所接入的合金絲的電阻;(4)已知合金絲的橫截面積,讀圖2可知,當θ時,所對應的電壓大小為0.92V,則根據歐姆定律,可得此時合金絲的電阻為RΩ=2.3Ω則根據電阻率的公式可得RΩ m≈5.9×10﹣7Ω m故答案為:(1)左端 (2)0.40 (3)B (4)5.9×10﹣72.(2022 溫州三模)某同學想利用電路精確測量一根粗細均勻合金絲的電阻率。實驗器材:穩壓電源(電壓未知,內阻不計)、電壓表(量程15V,內阻約15kΩ:量程3V,內阻約3kΩ)、電流表(量程3A,內阻約0.2Ω;量程0.6A,內阻約1Ω)、保護電阻(R0阻值未知)、開關S、刻度尺、游標卡尺、導線若干、待測合金絲等。請完成相關實驗內容:(1)測量合金絲直徑時,游標卡尺示數如圖甲所示,讀數為 mm;(2)該同學用多用表的歐姆擋測量整根合金絲的電阻時,把選擇開關置于“×1”擋時,發現指針偏轉如圖乙所示,則金屬絲的電阻為 Ω;(3)將合金絲固定在絕緣的刻度尺上,在合金絲上夾上一個可移動的小金屬夾P。根據現有器材,部分電路連線如圖丙所示,請在答題紙上完成實物連接(4)完成電路連接后,操作如下:a.開啟電源,將P移到合金絲上適當的位置,閉合開關S;b.記錄電壓表和電流表的讀數U、I,記錄合金絲接入長度L,斷開開關S;c,改變金屬夾P的位置,閉合開關S,重復步驟b的操作;d.利用記錄的數據分別描繪關系圖象(如圖丁)和關系圖象(如圖戊);e.利用圖象信息求解合金絲的電阻率P。①由U﹣I關系圖象可得,穩壓電源電壓U0= V。②算得合金絲的橫截面積S=10﹣6m,由關系圖象可得電阻率ρ= Ω m。【解答】解:(1)游標卡尺的分度值為0.1mm,不需要估讀,則讀數為1mm+0.1mm×1=1.1mm;(2)由圖可知,金屬絲的電阻為13.2×1Ω=13.2Ω;(3)由圖丁可知,電源電壓為2V,最大電流為0.5A,所以電壓表量程應該選擇3V,電流表量程選擇0.6A,計算可得:電流表采用外接法,如圖所示:(4)①根據電源的U﹣I圖像可得,穩定電源電壓為:U0=2.00V圖像斜率的絕對值為定值電阻R0的阻值,為②根據歐姆定律得:整理得:可得關系圖象的斜率為:解得:ρ=1×10﹣6Ω m故答案為:(1)1.1;(2)13.2;(3)實物連線如圖所示;(4)2.0;1×10﹣63.(2022 浙江模擬)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,待測電阻絲阻值約為4Ω(1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d。其中一次測量結果如圖甲所示,圖中讀數為d= mm。(2)為了測量電阻絲的電阻R,除了導線和開關外,還有以下一些器材可供選擇:電壓表V,量程3V,內阻約3kΩ電流表A1,量程0.6A,內阻約0.2Ω電流表A2,量程100μA,內阻約2000Ω滑動變阻器R1,0~1750Ω,額定電流0.3A滑動變阻器R2,0~50Ω,額定電流1A電源E1(電動勢為1.5V,內阻約為0.5Ω)電源E2(電動勢為3V,內阻約為1.2Ω)為了調節方便,測量準確,實驗中應選用電流表 ,滑動變阻器 ,電源 。(填器材的符號)(3)請在圖乙方框中畫出測量電阻絲的電阻應采用的電路圖,并在圖中標明所選器材的符號。(4)請根據電路圖,在圖丙所給的實物圖中畫出連線。(5)采用圖中所示的電路測量金屬絲的電阻。電阻的測量值比真實值 (填“偏大”或“偏小”)。用直接測量量(電阻絲的直徑d,金屬導線的有效長度l,電壓表的示數U,電流表的示數I)表示計算材料電阻率的公式是ρ= 。【解答】解:(1)由圖示螺旋測微器可知,固定刻度示數為0.5mm,可動刻度示數為35.5×0.01mm=0.355mm,螺旋測微器示數為0.5mm+0.355mm=0.855mm。(2)電壓表量程是3V,電源應選E2(電動勢為3V,內阻約為1.2Ω);電路最大電流約為:I0.58A,電流表應選A1,量程0.6A,內阻約0.2Ω;為方便實驗操作,滑動變阻器應選R2,0~50Ω,額定電流1A;(3)滑動變阻器最大阻值遠大于待測電阻阻值,滑動變阻器可以采用限流接法,因為RV>>R,故電流表應采用外接法,實驗電路圖如圖所示。(4)根據電路圖連接實物電路圖,如圖所示。(5)采用圖中所示的電路測量金屬絲的電阻。由于電流的測量值大于真實值,則電阻的測量值比真實值偏小。由以及R=ρρ整理可得:ρ故答案為:(1)0.855;(2)A1,R2,E2;(3)圖見解析;(4)圖見解析;(5)偏小;(6);4.(2022 寧波模擬)小明想描繪一個“3.8V,0.3A”的小燈泡的伏安特性曲線,他在實驗室進行如下操作:(1)用多用電表的歐姆擋對小燈泡的電阻進行粗測,其中正確的操作應為圖甲中的 。(2)部分電路設計如圖乙所示,為完成實驗,實驗室有如下器材可供選擇:A.直流電源E(電動勢6V,內阻等于2Ω)B.電壓表V1(量程0~3V,內阻等于3kΩ)C.電壓表V2(量程0~15V,內阻等于15kΩ)D.滑動變阻器RP(阻值0~1Ω)E.滑動變阻器RQ(阻值0~10Ω)F.定值電阻R1(阻值等于100Ω)G.定值電阻R2(阻值等于1kΩ)H.定值電阻R3(阻值等于10kΩ)為了能測量小燈泡在額定電壓情況下的電阻大小,且能盡量減小測量誤差,滑動變阻器應選用 (填“D”或“E”)。(3)在虛框內補全測量電壓的電路設計,作圖時請標清字母及對應腳標 (此處不用填,請畫在乙圖上)。(4)實驗時使用的毫安表的量程為0~300mA,某一次測量中,毫安表的示數如圖丙所示,此時電壓表對應的示數2.10V,請你計算此時小燈泡的功率為 W(結果保留兩位有效數字)。【解答】解:(1)螺旋式燈泡,一極在底端,一極在側面,故AB錯誤,C正確。故選C.(2)由電路圖可知,滑動變阻器采用分壓接法,為了能測量小燈泡在額定電壓情況下的電阻大小,且能盡量減小測量誤差,滑動變阻器應選用D.(3)燈泡的額定電壓為3.8V,則電壓表選用V1,但電壓表的量程為3V,應擴大量程,則需要串聯一個電阻,為了減小誤差,電壓表量程擴大到4V即可,則串聯電阻為RΩ=1000Ω故定值電阻選R2,則電路圖如圖所示(4)由圖丙可知,毫安表的示數為200mA,流過電壓表的電流為I1則流過燈泡的電流為IL=I﹣I1此時電壓表對應的示數為U=2.10V,則燈泡兩端的電壓為U2U此時小燈泡的功率為P=U2IL聯立解得:P=0.56W故答案為:(1)C;(2)D;(3)圖見解析;(4)0.565.(2021 杭州二模)近些年,桶裝飲用水抽檢不合格的新聞屢見不鮮,檢驗飲用水是否合格的一項重要指標是電導率,電導率為電阻率的倒數。小張同學想要探究離子濃度對飲用水電導率的影響,其中某組實驗的操作如下:取100mL飲用水加入適量的食鹽,攪拌溶解得到未飽和食鹽溶液,為了方便測量溶液的電阻,取部分溶液裝入絕緣性良好的塑料圓柱形容器內,容器兩端用金屬圓片電極密封,如圖甲所示。(1)在溶液未達到飽和之前,溶解的食鹽越多,則溶液的電導率會 (填“越大”或“越小”)。(2)小張同學先用多用電表粗測其電阻,將選擇開關置于歐姆“×100”擋位置,在歐姆調零后測量其阻值時記錄電表指針偏轉如圖乙所示,該電阻的阻值為 Ω。(3)小張同學想進一步精確測量其電阻,實驗室能提供以下器材:A.干電池兩節(每節干電池電動勢約為1.5V,內阻可忽略)B.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為0.7Ω)C.電流表A2(量程為0~3A,內阻約為0.5Ω)D.靈敏電流計G(量程為0~250pA,內阻等于900Ω)E.電壓表V1(量程為0~3V,內阻約為4kΩ)F.電壓表V2(量程為0~15V,內阻約為7kΩ)G.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)H.電阻箱R2(最大阻值為9999.9Ω)I.開關、導線若干為了完成測量,除干電池、開關、導線和滑動變阻器R1外,還應選擇的恰當的器材是 (填寫器材前面的字母)。小張同學已經完成了部分電路設計,如圖丙所示,請完成剩余電路圖,要求電表讀數均能大于量程的(在圖中標上必要的電學符號,待測電阻用Rx表示)。【解答】解:(1)純凈水是不導電的,不合格的純凈水含的電解質較多,電阻率小,電導率偏大;(2)用歐姆表測電阻,它的讀數為指針示數和倍率的乘積,表盤最上面一排,指針指在19格,則讀數為1×100Ω=1900Ω;(3)所用滑動變阻器的阻值比樣品水的電阻小很多,應采用分壓法接,水的電導率遠小于金屬的電導率,所以水的電阻率遠大于金屬的,故用內接法,但三個電流表的量程均不符合要求,方案一、將靈敏電流表與R2并聯后以擴大量程,設計的測量電路圖如圖所示,那么所需的器材有:DEH方案二、分兩次測電流,即先測Rx,再測R2,但保證兩次的電流相等,則電阻也相等,那么所需器材為:DH故答案為:(1)越大;(2)1900;(3)DEH6.(2021 臨海市二模)某校興趣小組要測定額定電壓為2.5V的小燈泡的伏安特性曲線。實驗室備有下列器材;電池組(電動勢為3V,內阻約1Ω):電流表(量程為0~0.6A,內阻約0.5Ω);電壓表(量程為0~3V,內阻約3kΩ);滑動變阻器(10Ω);小燈泡(2.5V);多用電表一個;電鍵一個、導線若干.(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中實驗電路連接完整(2)接通開關后,發現電壓表示數如圖乙所示,此時電壓為 V,而電流表示數為零。出現上述情況的可能原因是 。A.電流表接線處斷路B.電壓表接線處短路C.小燈泡接線處斷路D.滑動變阻器接線處斷路(3)小明在實驗過程中,分別采用電流表內接法和外接法各做了一次,得到了如圖丙中伏安特性曲線“1”和“2”。則實驗應選擇曲線 (填“1”或“2”)。【解答】解:(1)測定小燈泡的伏安特性曲線,電壓與電流應從零開始變化,滑動變阻器應采用分壓接法;燈泡電阻約為幾歐姆,電流表內阻約為0.5Ω,電壓表內阻約為3kΩ,則,電流表應采用外接法,實物電路圖如圖所示;(2)電壓表量程是3V,由圖乙所示表盤可知,其分度值為0.1V,示數為1.80V;接通開關后,電流表示數為零說明電路存在斷路,電壓表有示數說明電壓表并聯電路之外電路不存在斷路,可能是與電壓表并聯的小燈泡接線處斷路,故C正確,ABD錯誤。故選:C。(3)測定小燈泡的伏安特性曲線,電流表采用外接法,由于電壓表的分流作用電流測量值偏大,大于電流表采用內接法時電流的測量值,由圖丙所示圖象可知,實驗應選擇曲線1。故答案為:(1)實物電路圖如圖所示;(2)1.80;C;(3)1。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第43講 電學實驗(一)(原卷版).docx 第43講 電學實驗(一)(解析版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫