电学实验(高考)

1、测定金属的电阻率一、实验目的l.练习使用螺旋测微器2.学会用伏安法测量电阻的阻值3.测定金属的电阻率二、实验原理1把金属丝接人电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，利用R=U/I，得到金属丝的电阻2用米尺量得金属丝的长度L，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S(1)螺旋测微器的构造原理螺旋测微器的构造如下图所示是常用的螺旋测微器它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上 螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm。而可动刻度H

2、上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺(2)螺旋测微器的读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)0.01(毫米)。 3利用电阻定律，得出金属丝电阻率的公式三、实验器材 毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围050 )电池组，开关，被测金属丝，导线若干四、实验步骤及数据处理1求导线横截面积S，在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测

3、一次直径。求出其平均值d，2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次。求出平均值3按图实-7-2所示电路图连接好电路。注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当4闭合开关S调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来5继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表和电压表的读数6打开开关S，拆除电路，整理好实验器材7将上面各次记录的数据填入下表(1)导线长度= cm= m(2)导线横截面积S= mm= m2(3)导线的电阻 8数据处理：将记录的数据R、d的值，代入电

4、阻率计算公式9整理仪器五、注意事项1本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法2实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端3为了方便，应在金属导线连人电路前测导线直径，且在三个不同位置各测一次，求其平均值；而测量导线长度时，应测量拉直的连入电路的有效长度，且测三次，取平均值4闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器滑片置于电阻的最大值处5测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长6求R的平均值可用两种方法：第一种是用R=U/I算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用U-I

5、(图线)的斜率求出六、误差分析1金属丝的直径的测量和长度的测量带来的实验误差2测量电路中的电流表及电压表对电阻测量的影响由于本实验采用电流表外接法，所以R测eq f(R灯,RA)，故应采用外接法滑动变阻器应用分压式连接，如图所示(3)由图可知，U12 V时，R6.2 ，故灯丝正常发光时的功率为Peq f(U2,R)23.2 W.(4)设Rk(t273)由t27，R01.0 ，keq f(1,300) /K.由R6.2 得：t1587.答案：(1)ABDF(2)见解析图(3)23.2 W(4)15878.图实111甲所示为某同学测绘额定电压为2.5 V的小电珠的IU图线的实验电路图图实111(1

6、)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整的实验电路(2)开关S闭合之前，图实111乙中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)图实112(3)已知小电珠灯丝在27时电阻值约为1.5 ，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，热力学温度T与摄氏温度t的关系为T273t，根据图实112所示的小电珠的IU特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_ (保留两位有效数字)解析：对于分压电路，开关S闭合前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端(A端)，使待测电路上电压为零由灯丝电阻与热力学温度成正比可得RkT，当灯丝温度为300 K时电阻为1.5 可得k0

7、.005.由小电珠的IU特性曲线可得当电压为2.5 V时灯丝中电流约为0.265 A根据欧姆定律可得出灯丝电阻RU/I9.4 ，由RkT解得此时灯丝热力学温度TR/k1880 K，即灯丝温度约为tT27316071.6103 .答案：(1)实物连线图如图所示(2)A端(3)1.61039.(2010贺州模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图实113所示方式连接好电路，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：图实113图实114(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是_导线断

8、路(2)某同学测出电源和小电珠的UI图线如图实114所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R_.(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图实115中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是 ()图实115Aa可以作为标准电阻使用Bb能作为标准电阻使用Cb的阻值随电压升高而增大Dc的阻值随电压升高而增大解析：(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路(2)由电源的UI图线知E3.0 V，r1 ，当小电珠与电阻串联后，由闭合电路欧姆定律得EI(RrR灯)又由小电

9、珠的UI图线得R灯eq f(U,I)1.2 解得R0.8 .(3)因a元件的IU线是直线，说明其电阻不随电压的变化而变化，故可作为标准电阻，故A对，B错因IU图线的斜率的倒数表示电阻值的变化，故C对D错答案：(1)g(2)0.8(3)AC10.(2007年高考重庆理综)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图实-8-10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2 V，电流表的示数为零，小电珠不亮，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，小电珠亮，则断路的导线为 (3)若反

10、复调节滑动变阻器，小电珠亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为 11.(2009年海淀模拟)如图实-8-11甲所示为某同学测绘额定电压为2.5V的小电珠的I-U图线的实验电路图(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接成完整实验电路 (2)开关S闭合之前，图实-8-11乙中滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)(3)已知小电珠灯丝在27时电阻值约为1.5，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=273+t)，根据图实-8-12所示的小电珠的I-U特性曲线，估算该电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为

11、 (保留两位有效数字).12.(2009年广东质检)有一个标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在02.5V的区间内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U2的关系曲线有下列器材可供选择：(1)实验中尽量减小实验误差，则应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需 (均用序号字母填写)(2)根据你设计的实验电路，完成如图实0-8-14中的连线(3)若测定“4.8 V，2 A”的小灯泡，如果选用电压表V1的量程偏小，而选用电压表V2则量程又过大，为了能完成该实验则除了选用小灯泡、电源、龟流表、开关、导线外，还需 (均用序号字母填写)。13.(2008年高考上

12、海卷)某同学利用图实-8-17甲所示的电路研究灯泡L1(6V，1.5 W)、L2(6 V，10W)的发光情况（假设灯泡电阻恒定)，图乙所示为实物图 (1)他分别将L1、L2接人图甲中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时发现灯泡均能正常发光在图乙中用笔线代替导线将实物连线补充完整(2)接着他将L1和L2串联后接人图甲中的虚线框位位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现期中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是 。 测定电源的电动势和内阻一、实验目的1.测定电源的电动势和内阻2.加深对闭合电路欧姆定律的理解和应用二、实验原理 如图实-9-1甲所示，

13、改变变阻器的阻值，从电压表和电流表中读出两组对应的数值（U1,I1）和（U2，I2）,由闭合电路欧姆定律可得：U1=E-I1r,U2=E-I2r,课解出E、r的数值，然后求E、r的平均值。为了减少误差，多测量几组U、I值，然后在U-I图中描点作图，所得图线的延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的绝对值即为电源的内阻（）（如图实-9-1乙所示）三、实验器材电池（被测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸四、实验步骤及数据处理1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图实-9-1甲所示连接好电路，如图实-9-2所示2把滑动变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合开关，调节滑动

14、变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)用同样方法测量几组I、U值，记录在下面表格中4断开开关，整理好器材；5处理数据：用公式法和作图法两种方法求出电动势和内阻的值五、注意事项1.本实验在开关s闭合前，滑动变阻器滑片应处于阻值最大处。2.要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些。用方程组求解时，要第1、4为一组，第2、5为一组。第3、6为一组，分别解出E、r值再求平均值3.画I-U图线时，由于读数的偶然误差。描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两边，个别偏离直线太远的点可舍去这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度

15、 4.由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，两是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势E，图线斜率的绝对值仍为内阻r六、误差分析1.读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化2.测量电路存在系统误差，I真=I测十IV未考虑电压表的分流，或电路中U真=U十UA未考虑UA3用图象法求E、r时，作图不准确造成偶然误差4如图实-9-3所示，在理论上E=U+(IV+IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压而实验中忽略了通过电压的电流IV而形成误差，而且电压表示

16、数越大，IV越大结论：(1)当电压表示数为零时，IV=0，IA=I短，短路电流的测量值=真实值；(2)E测E真(3)因为r测=E测/I短，所以r测r真。实际上r测是电压表内阻和电源内阻r的并联值，当然变小。 如采用图实-9-4所示电路连接，其U-I图线如图实-9-5所示。IA为电源电流真实值，理论上有E=U+UA+IAr，其中的UA为电流表的分压，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大当电流为零时，UA=0，电压为准确值，等于E结论：(1)E为真实值；(2)I短测r真R测实际是r和RA的串联值七、知识拓展：测电源电动势和内阻的其他方法1用电阻箱、电流表测定电路图如图实-9-6所示原理：改变电

17、阻箱的阻值，记录R与I应用E=I1(R1+r)和E=I2(R2+r)解出E 、r为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图象处理，误差为：E测=E，r测r 2用电阻箱和电压表测定 电路如图实-9-7所示。原理：改变电阻箱的阻值，记录R和U。应用，解出E、r为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图像处理，误差为E测=E，r测Rv2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为R A1、RA2，且RAlRA2，在实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是( )AV1与A1 BV1与A2 CV2与A1 DV2与A22某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围

18、为020，连接电路的实物图如图实-9-17所示该学生接线中错误的和不规范的做法是( )A滑动变阻器不起变阻作用B电流表接线有错C电压表量程选用不当D电压表接线不妥解析：由圈中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正负极连错，电压表始终有读数，电压表量程为3V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项中不规范答案：ABD 3测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R=4，滑动变阻器R，开关S，导线若干(1)画出实验电路原理图图中备元件需用题目中给出的符号或字母标出(2

19、)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1当电流表读数为I2时，电压表读数为U2则可以求出E= ，r= .(用I1、I2、Ul、U2及R表示)4为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 (填仪器代号)；(2)请用铅笔在图实-9-18甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为安培表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E= V，内电驵r= 5.某同学采用如图实-9-8所示的电路测定电源的电动势和内

20、阻，已知干电池的电动势约为l.5V，内阻约2电压表(03V，3k)，电流表表(00.6A，1.0)，滑动变阻器有R1(10，2 A)和R2 (100，0.1A)各一只(1)实验中滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”)(2)在图实-9-9中用笔画线代替导线连接实验电路； (3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图实-9-10所示的U-I图象，由图可较准确地求出电源电动势E= V，内阻r= 6.用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内电阻，如图实-9-12中给出了(a)、(b)两个供选用的电路图，为了较精确地测定电动势和内电阻，实验中应选用 电路(2)实验时经测量得出的数据如下表，请在图实-9-12(c)所示的方格纸上画出U-I图线利用图线可求出电源的电动势