其它电学实验

第89节其它电学实验1.2015年上海卷26．（3分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中（1）在对螺线管通电________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。（2）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为（A）5mT（B）-5mT（C）3mT（D）-3mT答案：（1）前（2）D解析：（1）在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则就会有测量误差。（2）减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从另一端插入，磁传感器的读数可能为-3mT。2.2015年理综山东卷22．（8分）如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U—I关系图线。回答下列问题：（1）滑动触头向下移动时，电压表示数（填“增大”或“减小”）。（2）I0=A。（3）RL消耗的最大功率为W（保留一位有效数字）【答案】（1）减小；（2）1（3）5【解析】（1）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；（2）由电路图可知：0UIIR，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；20201.0Rk，则I0=1A；（3）RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5时，功率的最大值为Pm=5W。3.2013年四川卷8．（1）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。CBAI/AU/V0.20.40.60.81.01.205101520图乙AV连接恒流源RI0RL图甲实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而增大，随其所带电荷量的____________而增大。此同学在探究中应用的科学方法是__________（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。【答案】：减小增大控制变量法4.2012年理综全国卷22.（6分）在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为______Ω。【解析与答案】（1）如下图（2）根据题述的测量，4个电阻阻值均为1Ω。如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻根据电阻的串联并联计算公式，为R=0.6Ω。5.2013年江苏卷10.(8分)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，,小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W”,电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.(1)准备使用的实物电路如题10-1图所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线代替导线)R1V题10-1图51015200.51.01.52.00题10-2图P/WU2/V21231231Ω1Ω1Ω1Ω(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选Ω的定值电阻。(3)测量结束后,应先断开开关，拆除两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如题10-2图所示。请指出图象中不恰当的地方。答案：(1)(见右图)(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.解析：(1)探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，测量小灯泡的电压U和电流I应从零开始，采用分压电路。(2)根据热功率RUP2得小灯泡的电阻为5Ω，与10Ω的滑动变阻器并联后最大阻值为3.33Ω，只有串联10Ω的定值电阻，才能满足小灯泡电压3伏的要求。(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全。(4)小灯泡的电阻随电压的升高而增大，图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.6.2018年全国卷I、23．（10分）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25C~80C范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25°C时的阻值）为900.0；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表○V（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0），滑动变阻器R1（最大阻值为1000）；电阻箱R2（阻值范围0~999.9）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0°C。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C。实验得到的R2-t数据见下表。t/C25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到（填“a”或“b”）端；R1VER1R2S1S221RTR0图（a）abV20.040.060.080.0100.0R2/t/C02004006008001000图（b）7890123456图(c)×100×10×1×0.101234567895678901234567890123420.040.060.080.0100.0R2/t/C02004006008001000（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2-t曲线；（3）由图（b）可得到TR在25C~80C范围内的温度特性。当440Ct.时，可得TR；（4）将TR握于手心，手心温度下2R的相应读数如图（c）所示，该读数为，则手心温度为°C。答案：（1）b（2）如图（3）450（4）620.033.0解析：图（1）（a）的电路中滑动变阻器采用限流法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的电阻最大，使电路中的电流最小，即图（a）中R1的滑片应移动到b端。（2）将t=60℃和t=70℃对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2-t图像。（3）根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的阻值。由画出的R2-t图像可知，当t=44.0℃时，对应的RT=450Ω（4）由画出的图像可知，当RT=620.0Ω，则手心温度t=33.0℃.7.2013年山东卷21.（2）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这种现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足dIBkUH，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某PQMNIB图丙UH同学通过实验测定该半导体薄片的霍尔系数。①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与________（填“M”或“N”）端通过导线连接。②已知薄片厚度d=0.40mm。该同学保持磁感应强度B＝0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示，I（×10-3A）3.06.09.012.015.018.0UH（×10-3V）1.11.93.44.56.26.8根据表中数据在给定坐标纸上（见答题卡）画出UH－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________________113TAmV10（保留2位有效数字）。③该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向的测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向____（填“a”或“b”），S2掷向____（填“c”或“d”）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻串接在相邻器件____与_____（填器件代号）之间。答案：①M；②如图所示，1.5（1.4或1.6）。③b，c；S1，E（或S2，E）解析：①由于可视为带正电粒子导电，正电荷向M点聚集，M点的电势高，故电压表的“+”接线柱与M端通过导线连接。②UH－I图线如图所示，125.4IUdBkH即125.41040.010.03k解得：k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1③电流自Q端流入，P端流出，即Q端电势高，应将S1掷向b，S2掷向c；定值电阻应和电池串联保证测量安全，所以应串接在S1与E或串接在S2与E之间。8.2013年广东卷RabdcE1S2SPQ图丁mAI/×10-3AU/×10-3V1.02.03.04.05.06.07.08.03.06.09.012.015.018.021.00电阻丝RX图17(b)线夹abc学生电源S1S2RX图17(c)0.200.100.400.300.500.605.0010.015.025.030.020.035.0L/cmI/A电阻丝RXabc学生电源S2IA2A1图17(a)电阻丝RX线夹abc学生电源S1S2RX0.200.100.400.300.500.605.0010.015.025.030.020.035.0L/cmI/A34.（2）图17（a）是测量电阻RX的原理图。学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A（内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm①根据原理图连接图17（b）的实物图②断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0V时，单位长度电阻丝的电压u=V/cm，记录此时电流表A1的示数。③保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A2的示数I。测量6组L和I值，测量数据已在图17（c）中标出，写出RX与L、I、u的关系式RX=；根据图17（c）用作图法算出RX=Ω答：①如图所示，②0.10，③ILuRx，6.0解析：②3V分布在长为30cm上面，故有单位长度的电压V/cm1.030cm3Vu③设电阻丝每cm长的电阻为R，当合上S1断开S2时，设此时电阻丝电流为I有：uRI3030，当合上S1、S2时，xIRLRI由上两公式得：ILuRx作图求出：L-I的斜率k=60.0cm/A，0.6kuRx9.2012年理综新课标卷23.（10分）图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