电学实验(较难)

1、1法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：（1）断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为 欧；再闭合S1和S2，保持R1滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；实验序号1234U/伏1.001.252.002.50I/安2×10-32.5×10-34×10-35×10-3（2）通过

2、比较上述两次实验，得出的结论是 ；（3）利用上述的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是 。2 在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（图10乙所示）为_V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向_（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应

3、的电压表和电流表的示数，并绘制成图10丙所示的IU关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：_；_。3（14分）小明设计了如右图所示的电路，利用它可完成电学的两个重要实验（小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约5，电源电压用二节干电池组成）（1）利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是： ；实验原理是： ； ；实验原理是： 。（2）在完成上两个实验时，为了

4、使测量更准确，你认为电压表的量程用 ；电流表的量程用 。（3） 实验开始时，变阻器滑片P应放在 处。其目的是 。（4）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，主要是有下表列的几种情况，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：故障现象故障原因灯较暗，两表示数较小，移动变阻器滑片，现象不变灯不亮，电流表有示数，电压表无示数电流表指针向左边偏转调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小（5）小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据：实验次数123U/N2.02.52.8I/A0.220.250.26R/P/W 小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻

5、，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？请说明理由 。小电灯的额定功率为_。4小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中（1）当电流为0.5A时，电阻箱两端的电压是 V，灯泡的电阻为 （2）根据表中数据，请求出小灯泡的额定功率为 W（3）小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是

6、A（4）小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是A探究导体中的电流与电压的关系 B探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系C测量小灯泡正常工作时的电阻 D探究串联电路中电流的特点5小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R1的阻值是 实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是 W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J 6（6分）1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把

7、铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”，把这种电路叫“热电偶电路”。某研究小组的同学们按上图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：两接点间的温差/01100200300500电路中的电流10-1A0.000.010.641.422.294.17请根据以上资料和数据说明：（1）产生热电流的条件是 ； 。（2）根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用： 。7小明利用如图甲所示电路测量小

8、灯泡的功率被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10左右实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（00.6A 03A）、电压表（03V 015V）、滑动变阻器（20 0.5A）、开关各一个，导线若干（1）小明测量小灯泡的额定功率，发现灯泡正常发光时电压表示数正常，而电流表示数很小，如图乙所示，则电路连接存在的问题是。（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象如图丙，则小灯泡的额定功率为 w在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（选填“变大”、“变小”或“不变”）（3）小明又取了一个规格

9、、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变的缘故（选填“大”、“小”）8（6分）为防止酒驾事故的出现，有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛应用酒精气体传感器是一只阻值随接触到的酒精气体浓度变化而变化的电阻，其关系如图甲所示，某种呼气酒精测试仪的电路如图乙所示，图中电源电压恒为4V，定值电阻R210求：（1）图中的浓度表是用 表改装的（2）酒精气体浓度越高时，电路中的电流将 （选填“越大”或“越小”）（3）若图乙所示酒精气体测试仪电路中

10、的浓度表损坏了，在将表拆去同时又将断开部分接通后，用一只量程为3V的电压表改接入电路作为浓度表使用，以对测试仪进行修理请你在虚线框内画出改用电压表作为浓度表使用时的电路图（4）现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml酒精气体浓度0.8mg/ml.为便于识别，请将酒精气体浓度0.2 mg/ml、0.8 mg/ml准确标在如图丙所示电压表刻度盘的对应位置上，并将相应的刻度线用签字笔加粗9如图所示，其中“”是电阻箱，电源电压恒定但未知，现再给你一只电压表，请你想法测出未知电阻Rx的大小（1）请把电压表画在右图中的合理位置上（2）实验步骤：a ；b （3）Rx的表达式：Rx= （4）此实验过程中运用的

11、探究方法是 10“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图如图甲所示.电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻约为10，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10和50，甲 乙(1)应该选用的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”)；(2)闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数.发生故障的原因可能是 .（A）灯泡断路 (B)灯泡短路 （C)滑动变阻器断路 (D)滑动变阻器短路(3)图乙是根据实验数据绘成的U一I图像，根据图像提供的信息可计算出小灯泡的额定功率为 W；当滑动变阻器的滑片向左移动过程中，小灯泡的电阻将 .（选填“变大”、“变小”或“不变”） (4)还有一组同

12、学没有电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知的电阻R0，其它元件与前面相同，仍然完成了实验. 请在虚线方框内画出该组同学实验的电路图.11（4分）有一电源和电阻连接组成的装置，只有M、N两个接线柱可供使用，如图所示，装置内电源的电压和电阻的阻值均未知，现要求测定此装置内电阻的阻值RRMN(1)下列器材中：a、一个未知最大阻值的滑动变阻器；b、一个标有额定电压的灯泡；c、一个已知阻值为R0的定值电阻；d、一个量程合适的电流表；e、一个单刀双掷开关：“ ” 根据你设计的方法，必须选用的器材是 (填字母)(2)简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量(用字母表示)，并画出电路图 (3)写出计算电阻

13、阻值的表达式：R 12实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻、滑动变阻器和开关各1个，电阻箱（电路图符号）1个，已调零的电压表1块，导线若干。在电路中，可以通过调节滑动变阻器实现控制和改变与其相串联的电阻两端的电压。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：两个电阻R1与R2串联时，如果定值电阻R1两端的电压保持不变，则电阻R1与电阻箱接入电路中的电阻R2两端的总电压U与电阻R2两端的电压U2的关系式为：U = U2 + b（b为常量）。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。13（6分）如图示意在物理实验中常用等效替代法。其中Rx是待测电阻，R是滑动变阻器，R

14、0是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。按电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调到最大;闭合开关S1前，滑动变阻器滑片P置于_端；闭合开关S1；闭合开关_，调节滑片P，使电压表指针指在适当位置，记下此时电压表示数U；先断开开关_，再闭合开关_，保持_的电阻不变，调节_，使电压表的示数仍为U；14实验桌上提供了如下器材：符合实验要求的电源一个、定值电阻R0一只、滑动变阻器一个、量程满足实验要求的电压表、电流表各一只；开关一个小刚想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”（1）在答题卡中的虚线框内画出实验电路图（2）写出实验步骤（3）根据实验要求

15、，设计一个记录实验数据的表格15有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为光敏电阻物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度，符号为E，国际单位为坎德拉(cd)，某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示： (1)分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，填,写表格空格处的电阻，并归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R= Q(2)小明将该光敏电阻R、电流表(量程为006A)、电压表(量程为03V)、开关、滑动变阻器R。(最大阻值为50)和电压恒为6V的电源组成如图 所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的示数为04

16、A时，电压表的示数为36V，此时，光敏电阻所在处的光强为多大?(3)在上述电路中，随着电阻的变化，电流可能会超过电流表的量程，滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程若光敏电阻处的光强在20 cd至45cd范围内，为保证不超过电表量程，求出滑动变阻 器允许连入电路的阻值范围(4)若用该光敏电阻制作成如图所示的电磁继电器来控制路灯L，要求当光照减弱到一定光强时，电磁继电器能接通路灯L，则路灯L所在电路的M、N触点应安装在衔铁的 (上方下方)参考答案1（1）500 （2）当其他条件相同时，周围磁性越强，巨磁电阻的电阻越大 （3）巨磁电阻的大小是否与电路中的电流有关2（1）电路图如图所示（2）2.

17、2 B （3）0.5 增大 （4）连接电路时开关没有断开 连接电路时滑片没有置于最大阻值处3（1）测小灯泡的电阻； R=U/I ；测小灯泡的电功率； P=UI ；（2）03V ； 0 0.6A ；（3）b；防止电流过大保护电路 ；（4）变阻器同时连接在下面的电阻线两端； 电灯短路； 正负接反； 电压表与变阻器并联； （5）不对，随着电压增大，灯泡功率增大，灯丝温度升高，电阻会变大 0.6254（1）10 4 （2）3.2W （3）0.22 （4）A510 0.4 606（1）用不同金属丝组成闭合回路；两连接点之间有温度差；（2）制成温度计（测量温度）7 电流表的量程选大了； 0.625 变大；

18、 升华 小8（1）电流表；（2）越大；（3）如下图：（4）如下图所示：0.2mg/ml0.8mg/ml9（1）（2）见解析（3）R0（4）等效替代法10(1)R2 (2)B (3)0.5 变大 (4)1211 (1)c、d、e；(2)用电流表测出R和R0串联时的电流I1,用电流表测出只接R时的电流I2；电路图如下图所示：(3)I1 R0/(I2 I1)12（1）实验电路如下实验步骤： （1）保持开关S断开，电阻箱和滑动变阻器阻值调到最大，按电路图连接电路。 （2）调节电阻箱R2和滑动变阻器的阻值为适当的阻值。闭合开关S，用电压表V测量电阻R1两端的电压U1；断开开关S，保持电阻箱和滑动变阻器接入电路中的电阻值不变，将电压表接在电阻箱R2两端，闭合开关S，用电压表V测量R2两端的电压U2；断开开关S，将电压表接在电阻R1与R2两端，闭合开关S，用电压表V测量电阻R1与R2两端的总电压U，将U1、U2 和U的测量数据记录在实验数据记录表中。 （3）断开开关S，将电压表接在电阻R1两端，调节