全国名校物理电学实验专题训练

12009届全国名校高考物理专题训练十三电学实验1．（广东省2009届高三第一次六校联考试卷物理试卷）测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：A．待测电压表（量程3V，内阻约3KΩ）一块B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只C．定值电阻（R=3KΩ，额定电流0.5A）一个D．电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E．开关两只F．导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中相对比较合理的是（填“甲”或“乙”）电路。其理由是：。（2）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为Rv＝。答案：（1）乙；因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比较大（2）K2闭合前后电压表的读数U1、U2；121UURU2．（上海市闸北区2008年4月模拟）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后;（1）若电压表的示数为2V,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________;（2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A,小灯泡亮，则断路的导线为_________;（3）若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为____________.答案：(1)d导线(2)h导线(3)g导线3．（上海市宝山区2008年4月模拟）一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P=W。（2）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为Ω。（3）假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温为300K，在hbacdefg2图b00.05I/AU/V0.100.150.200.51.01.52.02.53.00.25正常发光情况下，灯丝的温度为K。答案：（1）24（2）4（3）18004．（上海市卢湾区2008年4月模拟）某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表：（1）请根据上述表格中的数据，在图a中用笔连线补充完成该电路的实物图；（2）利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图b所示，请根据这些数据和图线解决下列问题：○1若把用电器Z接入图c所示的电路中时，电流表的读数为0.100A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R0阻值为________Ω；○2若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路，如图d，则在该电路中用电器Z的工作压为__________V。答案：（1）如右图（2）○110Ω，○20.83V4．（上海市卢湾区2008年4月模拟）学了法拉第电磁感应定律E∝△ф△t后，为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，某小组同学设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△t，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t。在一次实验中得到的数据如下表：U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215次数测量值12345678E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329图aA图cR0ZABA图dZAR0ABR03（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都__________(选填“相同”或“不同”)，从而实现了控制__________不变；（2）在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出____________________，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作_________________关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比。答案：（1）相同，磁通量的变化量（2）感应电动势E和挡光时间△t的乘积，感应电动势E与挡光时间△t的倒数5．（上海市静安区2008年4月模拟）在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中（1）第一组同学利用如图a的实验装置测量，电压表应选择量程（填“3V”或“15V”），实验后得到了如图b的U-I图象，则电池内阻为。（电压表、电流表均为理想电表）（2）第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图c所示，则根据图象可知，电池的电动势为V，内阻为答案：(1)3V，1.5；(2)1.5，1△t/×10-3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646U/VI/A00.301.451.00xP1.501.401.301.20U/V0510x/cm1.350510x/cm0.300.200.100.15I/A图a图b图c电压传感器光电门传感器强磁铁挡光片弹簧线圈46．（上海市虹口区2008年4月模拟）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的试管中，管内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯、电源(3V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、电键、导线若干。(1)在图(a)的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。(2)根据电路图，在图(b)的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤：a、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。b、。c、重复a、b测出不同温度下的数据。d、。答案：（1）如右图所示（2）如右图所示（3）b、调节R，快速测出多组I，U值。d、.绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。7．（上海市虹口区2008年4月模拟）广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略，G为内阻不计的灵敏电流表，R0为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是________摄氏度。答案：R=－18.75t+4.25×103；1208．（上海市长宁区2008年4月模拟）如图所示是测量磁感应强度B的一种装置．把一个很小的电阻为R、匝数为N、面积为S的测量线圈L放在通电螺线管内待测处，线圈平面与螺线管轴线垂直，将测量线圈跟测量电量的仪器G表串联．当闭会电键K时，G表可测得瞬间流过测量线圈的电量ΔQ，则⑴测量磁感应强度B所运用的原理是GLK040801201604321R/kΩt/℃乙甲SR0REG热敏电阻热敏电阻5(A)法拉第电磁感应定律和电阻定律．(B)闭合电路欧姆定律和电阻定律．(C)法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律．(D)法拉第电磁感应定律和楞次定律．[]⑵用此方法测量通电螺线管内轴线处磁感应强度的表达式为B=_________________．答案：C；B=RΔQ/NS9．（上海市长宁区2008年4月模拟）要求使用如图所示器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率Ｐ与它两端电压的平方（Ｕ2）的关系曲线，已知小灯泡标有“6Ｖ，3Ｗ”的字样，电源是8Ｖ的直流电源，滑动变阻器有两种规格，Ｒ1标有“10Ω，2Ａ”，Ｒ2标有“100Ω，20ｍＡ”．测量时要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大，并测多组数据．（1）滑动变阻器应选用（填Ｒ1或Ｒ2）（2）甲同学把实物连成如图（1）所示的实验电路，闭合电键后小灯泡不亮，经合作者乙同学检查，发现有一根导线接错了，请你圈出这根导线，并用铅笔线加以纠正；（3）当电路连接无误后闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，读出如图（2）所示电压表的示数为Ｖ．（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测出多组电压、电流值，可得小灯泡在不同电压下的电功率，并作出相应的Ｐ－Ｕ2图象．则在图（3）中，有可能正确的的图象是，其理由是___________________________________________________________．答案：Ｒ1；图略；4.5D理由：根据电阻的伏安特性，电压增大至一定值，电阻阻值会明显变大10．（上海市闵行区2008年4月模拟）在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时：（1）某同学连接的实物图如右图所示。但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，实验前仪器都检查过是好的，也就是说只可能是某根连接导线断了。那么，请你分析-+)1(图V051015V0123)2(图U2/V2)3(图U2/V2P/W01224321U2/V2U2/V2P/W01224321P/W01224321ABCDP/W012243216AV甲SRR0AVS乙R0R一下，可能发生断路故障的导线是__________________（写出所有可能断的导线的编号）。（2）某同学在实验时使用的电流表量程为0—0.6A，电压表量程为0—3V，并加接了一个已知阻值的定值电阻R0，如图甲所示，试说明他加接此电阻的作用是_______。（3）如果某同学把R0接到图乙所示的位置，改变滑动变阻器的阻值，测出了两组对应的电流表和电压表示数U1、I1和U2、I2后，则测出的电源内阻的阻值为r=（用R0、U1、I1和U2、I2表示）。答案：（1）2、5、6（2）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏。（或限制电流，防止电源短路）（3）02112RIIUU11．（上海市闵行区2008年4月模拟）某研究性学习小组，为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，进行了模拟实验研究。下图为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长度为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻都不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有风时金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触）（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，小球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系式为F=（2）研究小组的同学猜想风力大小F可能与风速大小v和小球半径r这两个因素有关，于是他们进行了如下实验：实验一：使用同一球，改变风速，记录了在不同风速下电压表的示数。表一：球半径r＝0.50cm由表一数据可知：在小球半径一定的情况下，风力与风速的关系是实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了在不同球半径情况下电压表的示数表二：风速v＝10m/s风速(m/s)10152030电压表读数（V）2.403.604.817.19球半径（cm）0.250.500.751.00风ＯＣＤＰθ7由表二数据可知：在风速一定情况下，风力与小球半径的关系为（3）根据上述实验结果，请写出风力F与风速v、球半径r关系式为F=、答案：（