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石河子一中电学实验练习题 [复制链接]

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实验七测定金属的电阻率

1.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图1(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示.图(a)所示读数为________mm,图(b)所示读数为________mm,所测金属板的厚度为________mm.


  
  
   


  
  
   

图1

2.如图2所示为某次实验中两电表的示数情况,则:

图2

电流表A的示数为________A,电压表V的示数为________V.

3.某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,给定器材及规格为:

电流表A(量程为0~5mA,内阻约为10Ω);

电压表V(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);

最大阻值约为Ω的滑动变阻器;

电源E(电动势约3V);开关S、导线若干.

(1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图4甲所示电路试测,读得电压表示数大约为2.5V,电流表示数大约为5mA,则未知电阻的阻值Rx大约为________Ω.

(2)经分析,该电路测量误差较大,需改进.请直接在图3甲上改画:①在不需要的连线上画“×”表示,②补画上需要添加的连线.

(3)对改进的电路进行测量,并根据测量数据画出了如图4乙所示的UI图象,得Rx=________Ω.(保留三位有效数字)

图3

4.在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如

下: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.

图4

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图4所示,读数为______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________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.

5.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.

(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图5(a)和(b)所示,长度为________cm,直径为________mm.

图5

(2)按图3(c)连接电路后,实验操作如下.

(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0.

(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为Ω.

(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.

6.某课题小组通过实验测量河水的电阻率.现备有一根均匀的长玻璃管(两端

各有一个可移动圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计)、直尺、待测的水样品.电路器材如表一,他们用伏安法多次测量的数据如表二(为实验处理的方便,实验时每次都把电流表示数调到相同);实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图5甲所示.

表一

表二

(1)玻离管内径d的测量值为________cm.

(2)根据表一器材和表二数据确定测量电路中电流表应该________(填“内接”或“外接”),电路的连接方式应该采用________(填“分压电路”或“限流电路”).

(3)用计算出的水柱长度L与水柱电阻R在图6乙中描点,画出RL图象(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值).

图6

(4)计算出所测水的电阻率为________Ω·m.

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线

1.一只小灯泡,标有“3V,1.5W”的字样.现要描绘小灯泡0~3V的伏安特性

曲线.实验器材有:

A.最大阻值为10Ω的滑动变阻器

B.电动势为6V、内阻约为1.0Ω的电源

C.量程为0.6A、内阻约为1.0Ω的电流表A1

D.量程为3A、内阻约为0.1Ω的电流表A2

E.量程为3V、内阻约为6kΩ的电压表V1

F.量程为15V、内阻约为10kΩ的电压表V2

G.开关、导线若干

(1)电压表应选用________;电流表应选用________.(将选项代号的字母填在横线上)

(2)在该实验中,设计了如图1所示的四个电路.为了减小误差,应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上).

图1

(3)以下是该实验的操作步骤:

A.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路;

B.调节滑动变阻器滑片的位置,保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并

联部分的阻值最大;

C.闭合开关,记下电压表、电流表的一组示数(U1,I1),移动滑动变阻器

的滑片,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组数据;

D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线.指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改.

2.有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线,现有下列器材供选用:

A.电压表(0~5V,内阻10kΩ)

B.电压表(0~15V,内阻20kΩ)

C.电流表(0~3A,内阻0.4Ω)

D.电流表(0~0.6A,内阻1Ω)

E.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许最大电流为2A)

F.滑动变阻器(最大阻值为Ω,允许最大电流为1A)

G.学生电源(直流6V)、开关、导线若干

(1)实验时,选用图2甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验,其理由是:_________________________________________________________________.

(2)实验中所用电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用序号字母表示)

图2

3.图3为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V.

图3

(1)完成下列实验步骤:

①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,________;

②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,________;

③断开开关,……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.

(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.

A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)

B.电流表A1(量程mA,内阻约2Ω)

C.电流表A2(量程mA,内阻约0.6Ω)

D.滑动变阻器R1(0~20Ω)

E.滑动变阻器R2(0~Ω)

F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)

G.开关S和导线若干

H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)

(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”).

(2)在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.

请你根据实验数据在图4中作出灯泡的U-I图线.

图4

(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V;这一结果大于1.23V,其原因是__________________________________________________________.

5.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;

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;

开关S及导线若干.

甲同学设计了如图5(1)所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46

A时,电压表的示数如图(2)所示,此时L的电阻为________Ω.

图5

②乙同学又设计了如图10a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________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6b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.

图6

 实验九 测定电池的电动势和内阻

1.用如图1所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

图1

(a)电流表(量程0.6A、3A);

(b)电压表(量程3V、15V);

(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W);

(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W);

(e)滑动变阻器(阻值范围0~10Ω、额定电流2A);

(f)滑动变阻器(阻值范围0~Ω、额定电流1A).

那么

(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择________V,电流表的量程应选择________A;R0应选择________Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器.

(2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________________.

2.某研究性学习小组采用如图2所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r,R为电阻箱,V为理想电压表,其量程略大于电池的电动势.实验中通过多次改变电阻箱  的阻值R,从电压表上读出相应的示数U,该小组同学发现U与R不成线性关系,于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.

图2

回答下列问题:

(1)根据表中的数据和实验原理,你认为第______(填序号)组数据是错误的,原因是___________________________________________________________

_________________________________________________________________.

图3

(3)由图线可知,该干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)

3.某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱,采用如图4甲所示的电路测电源电动势与内阻,比常规的伏安法更准确.若电流表内阻阻值为RA,则测量的方法与步骤是:

图4

(1)将电阻箱阻值R调到最大,闭合S后观察电流表示数,然后再调节电阻箱,使电流表的示数指到某两个恰当的值,记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2;

(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律,建立方程组,即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是:________、________.该实验小组现在手头只有一个电流表,只知其内阻很小,却不知具体阻值.为了测出该电流表的内阻,她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材.请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路.注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用,开关闭合前其阻值应________________________________________.

4.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5Ω的保护电阻R0,实验电路如图5所示.

(1)连好电路后,当该同学闭合电键时,发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短路;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是________.

图5

(2)在图9中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时,把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图9所示)以笔画线代替导线连接起来.6

图6

(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定得到下列数据,根据表中数据在图7中的坐标上画出UI图线,由图线知:电池的电动势为________,内阻为________.

图7

 实验十 练习使用多用电表

1.若多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是×1、×10、×.用×10挡测量

某电阻Rx时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度过小,为了较准确地进行测量,则应:

①将选择开关置于________;

②将红、黑表笔短接进行________;

③将待测电阻Rx接在________进行测量.

若按照以上①②③步骤正确操作后,表盘的示数如图1所示,则该电阻的阻值是________Ω.

图1

2.某同学测量一只未知阻值的电阻Rx.

(1)他先用多用电表进行测量,指针偏转如图1甲所示,为了使多用电表的测量结果更准确,该同学应选用________挡位,更换挡位重新测量之前应进行的步骤是__________________________.

(2)接下来再用“伏安法”测量该电阻,所用仪器如图1乙所示,其中电压2表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器最大阻值为Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线.

(3)该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将________(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际值.

(4)连接电路时应注意的主要事项:________________________________(任回答一项).

图2

2.如图3所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“×”的电阻挡测电阻时,3表针指示如图所示,则:

图3

(1)所测电阻的阻值为________Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是________(选填“×10”、“×”或“×1k”).

(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________mA;当选用量程为mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________mA.

(3)当选用量程为10V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为________V.

4.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2所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工4作,则表笔a为________(填“红”或“黑”)色;

图4

(2)若适当调节电阻箱后,图2中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图5(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为______mA,电阻箱的读数为________Ω;

图5

(3)将图4中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA(保留三位有效数字).

(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V(保留三位有效数字).

电学实验练习题答案

实验7:测电阻率(含千分尺)

1.解析 依据螺旋测微器读数的基本原理,0.5毫米以上的值在主尺上读出,而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米,则图(a)读数为0.mm,图(b)读数为6.mm,故金属板的厚度d=6.mm-0.mm=6.mm.

答案 0.(0.或0.也对) 6.(6.或6.也对) 6.(6.~6.)

2.解析 电流表选择0~3A的量程,刻度盘中有三个大格,则每一大格为1A,每一大格又分为10小格,则每一小格表示0.1A,故指针所指的示数为1.50A.电压表选择0~15V的量程,刻度盘中有三个大格,则第一大格为5V,每一大格又分为10小格,则每一小格表示0.5V,故指针所指的示数为7.5V.

答案 1.50 7.5

3.解析 本题考查伏安法测电阻及电流表外接法和内接法的选择.

(1)根据用图甲测量的数据和欧姆定律可得:

(2)待测电阻Rx约为Ω,而电压表的内阻约为3kΩ,是待测电阻的6倍左右,电流表的内阻约为10Ω,待测电阻是电流表内阻的50倍左右,所以用电流表外接法电压表的分流作用比较大,应改为电流表内接法.

答案 (1) (2)如图所示 (3)

4.解析 (1)螺旋测微器的读数为1.5mm+27.3×0.01mm=1.mm.

(2)在用伏安法测电阻的实验,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待测电阻丝的额定电流为0.5A,所以电流表选A1,电源选E1即可.电路原理图如图所示.

答案 (1)1.(1.~1.均正确) (2)A1 E1 电路图如解析图

(2)(a)为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程,应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处.

(b)为使电路中电流较小,使电流表示数逐渐变大,电阻箱阻值也应先调至最大.

(3)将S1闭合,S2拨向接点1时,其等效电路图如图甲所示.

当S2拨向2时,其等效电路图如图乙所示.

当I相同均为I0时,R2=R圆柱体,

所以R圆柱体=Ω.

答案 (1)5.01 5. (2)大 大 (3)

6.解析 (1)由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26cm;

(2)电流表内阻远小于电压表内阻,故电流表采用内接法,待测电阻很大,滑动变阻器阻值较小,为操作方便,应该采用分压电路;

答案 (1)2.26 (2)内接 分压电路 (3)如解析图所示 (4)80.2

实验8:小灯泡的伏安特性曲线

答案 (1)E C (2)C (3)步骤B不妥,闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零;步骤D有错,应为按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来.

答案 (1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始,并要多取几组数据 (2)A D E

3.解析 (1)滑动变阻器为分压式接法,故闭合开关前,灯泡两端的电压为零,调节滑动变阻器的滑片,使它靠近滑动变阻器左端的接线柱.闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压.

(2)与实物电路相应的电路图如图所示.

答案 (1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 ②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到其额定电压 (2)如解析图所示

4.解析 (1)根据P=I2R,估算灯泡的电流大约是mA,因此电流表应选A2;本实验要描绘出灯泡的U-I图线,需要测量多组数据,因此滑动变阻器应接成分压式,所以应选阻值较小的R1;小灯泡电阻不大,电流表应外接;

(2)如图所示

(3)由P=UI=0.75W,再结合图象可知U额=2.5V;大于1.23V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻.

答案 (1)电路原理图如图所示 A2 R1

(2)见解析图

(3)2.5(2.4~2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)

答案 ①5 ②4 ③如解析图所示

实验9:测电动势和内阻

答案 (1)3 0.6 1 0~10 (2)电压表的分流

答案 (1)3 随着电阻的减小路端电压应逐渐减小

(2)见解析图 (3)2.9 0.71

3.解析 根据题图示电路,利用闭合电路欧姆定律可得:E=I1(R1+RA+r)、E=I2(R2+RA+r);两节干电池的电动势大约为3V,电流表应选0.6A量程,在连接电路时,本着先串后并的原则进行.

答案 E=I1(R1+RA+r) E=I2(R2+RA+r)

连线如图 调至最大

答案 (1)R断路 (2)如图甲所示

(3)如图乙所示 1.50V(1.41~1.51V均可)

0.5Ω(0.5~0.7Ω均可)

实验10:多用电表的使用

1.解析 表头指针偏转角度过小,说明选择挡位太小,因此应换用较高的挡位,即选用×挡;换成×挡后应重新进行欧姆挡调零;最后将红、黑表笔接触待测电阻Rx两端进行测量.图中所显示的待测电阻阻值为Ω.

答案 ×挡 欧姆挡调零 红、黑表笔之间 

2.解析 (1)由图甲可知,所选倍率太小,故应换大一些的倍率.欧姆挡每次换挡后都要重新调零.(2)待测电阻Rx的阻值是滑动变阻器总阻值的10倍,若用限流电路,在改变滑动变阻器的阻值时电流表和电压表的示数变化很小,要用分压接法.又因为待测电阻的大小与电流表内阻的倍数比电压表内阻与待测电阻的倍数更大些,要用电流表的内接法.(3)电流表内接法测量的电阻值等于Rx+RA,大于真实值.

答案 (1)× 欧姆挡调零 (2)如图所示,补画①②两条线

(3)大于

(4)使滑动变阻器所分的电压为零;电表的正负接线柱不能接错

3.解析 (1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值约为14,倍率为“×”,读数为1.4×Ω.

答案 (1)1.4× ×1k (2)31.5  (3)6.2

4.解析 (1)由多用电表电流“红表笔进,黑表笔出”,电流表“+”接线柱电流流进,“-”接线柱电流流出知,a表笔为黑色表笔.

(2)根据题图读数,多用电表读数为14.0Ω,电流表读数为53.0mA,电阻箱读数为4×1Ω+6×0.1Ω=4.6Ω.

(4)由闭合电路欧姆定律E=IR+Ir知,

得E≈1.54V.

答案 (1)黑 (2)14.0 53.0 4.6 (3) (4)1.54

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