Happy暑假我的作业君（版）高二物理通用版电学实验

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题07电学实验【知识回顾】一、电学测量仪器的使用与读数仪器极性量程选择读数电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示比满偏刻度的eq\f(1,3)多的位置3V和3A量程估读到最小分度的eq\f（1，10)；15V量程估读到最小分度的eq\f（1,5）；0。6A量程应估读到最小分度的eq\f(1,2)电压表欧姆表使指针尽量指在表盘中间位置取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率二、多用电表使用“四注意”:①极性:从电表外部看，电流应从红表笔（“+”极)流入电表，从黑表笔（“—”极）流出电表。②功能:利用多用电表测电压和电流时,选择开关对应的是电表的量程;而测电阻时，选择开关对应的是倍率.③调零:测量电阻时，要进行两次调零:机械调零和欧姆调零。“机械零点"在表盘刻度左侧“0”位置。调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0"位置，调整的是欧姆调零旋钮。④保护：测电阻时,应把被测电阻从电路中拆下测量;多用电表长期不用时，必须取出表内的电池。三、控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择①控制电路的比较比较项目限流式接法分压式接法电路电压调节的范围eq\f（R,R＋R0）E→E0→E电能损耗节能耗能电路连接简便复杂②控制电路的选择：优先选用限流式．以下情况考虑分压式：(1）要求待测电路的U、I从0变化；(2)R滑≪Rx；（3）选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或Ux、Ix过小（最大值不超过电表满量程的eq\f(1,3），读数误差大）.四、伏安测电阻实验中电流表的内、外接法比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果电阻的测量值大于真实值电阻的测量值小于真实值适用条件Rx≫RA，大电阻Rx≪RV，小电阻②特别提醒：在RV、RA均不知的情况下，可采用试触法.如下图所示，分别将a端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大，应采用外接法。五、选择实验仪器的三大原则1。安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行,能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。2。精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好。3。方便性原则：在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。①用分压式接法时,滑动变阻器应该选用阻值较小的,而额定电流较大的。②用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流.想一想想一想【例题1】为了测定电阻的阻值，试验室提供下列器材:待测电阻R（阻值约为100Ω)）、滑动变阻器R1（0～100Ω）、滑动变阻器R2(0～10Ω）、电阻箱R0(0～9999.9Ω）、理想电流表A(量程50mA）、直流电源E（3V，内阻忽略）、导线、电键若干．(1）甲同学设计（a）所示的电路进行实验．①请在图（b）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．②实验操作时,先将滑动变阻器的滑动头移到(选填“左"或“右”）端,再接通开关S；保持S2断开，闭合S1,调滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I1．③断开S1，保持滑动变阻器阻值不变，调整电阻箱R0阻值在100Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值使得电流表读数为时,R0的读数即为电阻的阻值．(2）乙同学利用电路（c）进行实验，改变电阻箱R0值,读出电流表相应的电流I，由测得的数据作出1/I-R0图象如图（d）所示,图线纵轴截距为m,斜率为k，则电阻的阻值。【例题2】如图是一个多量程多用电表的简化电路图，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程（或分度值）不同的档位；1、2两个档位为电流表档位，其中大量程是小量程的10倍．已知表头G的满偏电流100μA,内阻990Ω,图中的电源E的电动势均为3。5V，当把转换开关S旋到位置4，在AB之间接3500Ω的电阻时，表头G刚好半偏，设测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，则R1=Ω，R2=Ω。EMBEDEquation.DSMT4【例题3】(1）在练习使用多用电表时，某同学将选择开关拨至“×10"挡时，欧姆表的内部结构可简化为图甲中虚线框内的电路，欧姆表已经进行了必要的调零．该同学想用一个电阻箱Rx较精确地测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R内(即Rg+R0+r），他的操作步骤是:a．将欧姆表与电阻箱Rx连成图甲所示的闭合电路；b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和对应的电流表G的示数I；c．将记录的各组Rx、I的数据描点在乙图中，得到1/I—Rx图线；d．由乙图所作1/I—Rx图线,求出电源电动势E和欧姆表内阻R内．图甲中,a表笔的颜色是▲（填红或黑），电源电动势E为▲V，欧姆表内阻R内为▲Ω，电流表G的量程是▲mA．(2）若该同学将图甲中电流表G并联一个定值电阻，组成一个新的欧姆表（表盘刻度不变）,新欧姆表的倍率较改装前欧姆表的倍率▲（填变大、变小或相同）

．EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4【例题4】一学习小组学习了电阻的测量的方法后，想描绘一只硅二极管通正向电流时的伏安特性曲线．已知该二极管正向导通时电阻为几十到几百欧，其耐压值约为1。0V．实验室有如下器材：A．干电池一节B．电压表1，量程15V，内阻约几百千欧C．电压表2，量程3V，内阻约一百千欧D．电流表，量程10mA，内阻约几百欧E．滑动变阻器1,最大阻值为1KΩF．滑动变阻器2，最大阻值为100ΩG．导线若干，电键一个①电压表应选（请填器材前的字母）.②滑动变阻器应选（请填器材前的字母）。③请将题图1所示未完成的电路图补充完整(硅二极管的符号为）。U/V0.000。120.28]0。400。500。560。600。640。68I/mA0。0约0约00。10。20.40。81。25。0④如题图2所示，坐标图上的图线I为某硅光电池组的伏安特性曲线，通过图线I直接读出该硅光电池组的电动势为V,短路电流为mA，其内电阻Ω(填“是”或“不是”）定值。⑤移动滑动变阻器的滑片，得到多组硅二极管的电流电压值如下表，请根据表格中的数据在同一坐标纸上通过描点连线画出硅二极管的伏安特性曲线.⑥根据你描绘的图线结合图线I，计算若用该硅光电池组直接给该硅二极管供电时(保证该硅光电池组为二极管输入正向电流），电池组的输出功率为W，此时硅光电池组的内阻为Ω，此时二极管的电阻为Ω（此三空均保留三位有效数字）。EMBEDEquation.DSMT4【例题5】同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0。55A）的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材：A．电压表(量程3V，内阻6kΩ)B．电压表（量程15V，内阻30kΩ）C．电流表(量程0.6A，内阻0。5Ω）D．电流表(量程3A,内阻0。1Ω)E．滑动变阻器(阻值范围0～5Ω,额定电流为0。6A)F．滑动变阻器（阻值范围0～1000Ω，额定电流为0。6A)G．直流电源(电动势E＝3V，内阻不计)H．开关、导线若干．该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压）.I/A00.120。210.290.340。380.420.450.470.49U/V00.200。400.600.801。001.201。401。601。80(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选________________；电压表选________________；滑动变阻器选________________．（以上均填写器材代号）(2）请在虚线框中画出实验电路图．EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4练一练练一练1、某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材:A．电流表（量程100μA，内阻约为2kΩ）；B．电流表（量程500μA，内阻约为300Ω）；C．电压表（量程15V，内阻约为100kΩ）;D．电压表（量程50V，内阻约为500kΩ）；E．直流电源(20V，允许最大电流1A）；F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ,额定功率1W）；G．电键和导线若干．电流表应选，电压表应选．（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:①；②；EMBEDEquation.DSMT42、某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的、长度为L的康铜丝，先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d；然后由伏安法测出康铜丝的电阻;最后求出康铜丝的电阻率。

（1）测康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图所示，可知康铜丝的直径d=mm。

（2）左下图是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在右下图所示的实物图中画出连线.（3)利用上面的电路图测出的电阻值比真实值（填“偏大"或“偏小"），这种误差叫作误差（填“偶然”或“系统”）.

（4）若调节滑动变阻器，通过多次测量求平均值的方法得到康铜丝的电阻值为R，请写出求康铜丝的电阻率的表达式为（用L、d、R等已知字母表示）。EMBEDEquation.KSEE3EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.KSEE3\＊MERGEFORMAT3、有一标有“6V，1.5W”的小灯泡(RX），想要测其伏安特性曲线（I-U图象）,提供的器材除导线和开关外，还有:

A．直流电源（6V、内阻不计)B．直流电流表（0-3A、内阻0.1Ω以下）

C．直流电流表（0-300mA、内阻约为5Ω）D．直流电压表(0-15V、内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器(10Ω、2A)F．滑动变阻器（1kΩ、0.5A)实验中要求小灯泡两端电压能够从零开始变化,测得多组数据，则:

（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用（用序号表示)。

(2)某同学设计了甲、乙两个电路，如下图所示.你认为采用图更合理（填“甲”或“乙”)，电压表的右端应接在点（填“a”或“b”）。EMBEDEquation。DSMT44、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用的小灯泡规格为“6V，3W”，其他可供选择的器材有：电压表V1(量程6V,内阻约为20kΩ)电压表V2(量程20V，内阻约为60kΩ)电流表A1（量程3A，内阻约为0。2Ω)电流表A2（量程0。6A,内阻约为1Ω）变阻器R1（0～1000Ω，允许最大电流为0.5A）变阻器R2（0～20Ω,允许最大电流为2A)学生电源E(6～8V）开关S及导线若干(1）实验中要求电压表在0~6V范围内读取并记录下10组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,在上述器材中，电流表应选用，电压表应选,变阻器应选用.（2）在答题卡方框中画出实验的原理图。EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT45、有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图甲所示电路测量，提供的器材除导线和开关外,还有：A．直流电源6V(内阻不计)B．直流电流表0～3A(内阻0。1Ω以下）C．直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω)D．直流电压表0～15V（内阻约为15kΩ）E．滑动变阻器10Ω，2AF．滑动变阻器1kΩ，0。5A（1）实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（用序号表示）（2）在方框内画出实验原理图，再将图乙实物图补充完整6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线"的实验中，实验室提供了小灯泡（2。5V,0。5A）、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材：（1）图甲为实验中某同学连接好的实验电路图,在开关S闭合后,把滑动片P从A向B端移动过程中会观察到电压表读数变________(填“大”或“小"）。（2)某同学由测出的数据画出I—U图象，如图乙所示，当小灯泡两端电压为2。0V时，小灯泡的电阻值R＝________Ω，此时小灯泡的实际功率P＝________W。（结果保留两位有效数字）7、同学们利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．(1)图中电流表的示数为________A（保留小数点后两位）（2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U（V）1。451.361.271。161。06I（A)0。120。200。280。360.44请根据表中的数据，在坐标纸上作出U－I图线．由图线求得:电动势E＝________V；内阻r＝________Ω。（3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为________________________________．EMBEDEquation.DSMT48、在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：现备有以下器材：干电池1个，滑动变阻器，电压表，电流表，电键，导线若干。（1）请将该实验所采用的电路图画在虚框中（2）下图是根据实验数据画出的U—I图像。由此可知这个干电池的内阻为_____欧姆，短路电流为________A。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT49、某实验小组正在测定一节新型电池的电动势（约为3V)和内阻,现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻。(1）首先为了准确测量定值电阻R0阻值，在操作台上准备了如下实验器材：A、电压表V（量程3V，电阻约为4kΩ）B、电流表A1（量程1A，内阻约0.5Ω）C、电流表A2（量程3A，内阻约0。5Ω）D、定值电阻R0(阻值约为3Ω）E、滑动变阻器R（0—10Ω）F、开关s一个，导线若干根据上述器材，在测量R0阻值时应选择________（填序号）为电流表，其实验电路图应选择以下哪种接法________（填字母a或b），经测量定值电阻R0阻值为2.8Ω。（2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验,在下图中将所选器材进行连接.（3）根据实验记录做出U—I图线如图所示,从中可以求出待测新型电池的内阻为________Ω,电池电动势为________V（保留两位有效数字）.EMBEDEquation。DSMT410、（1）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（a）所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图（b）所示(用R0表示调零电阻有效阻值即可）,则该图象的函数关系式为_____________________（要求用以上各量表示)（2）下列根据图（b）中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是（）A．用欧姆表测电阻时，指针指示读数越大，测量的误差越小B．欧姆调零的实质是通过调节R0，使Rx=0时电路中的电流I=IgC．Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D．测量中，当Rx的阻值为图（b)中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧由I-Rx图线知，欧姆表内电源电动势为;某同学想通过另一个多用电表中的欧姆挡,直接去测量某电压表（量程10V)的内阻（大约为几十千欧)，欧姆挡的选择开关拨至倍率______挡（填×1，×1k，×10k)．先将红、黑表笔短接调零后，选用图c中________(填“A”或“B”）方式连接．在本实验中,如图d所示,某同学读出欧姆表的读数为______EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.KSEE3EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT411、在描绘“2。5V，0。3A”小灯泡的伏安特性曲线实验中（1）用笔画线代替导线，将图中实验电路连接完整，要求小灯泡的电压能从零开始连续调节.(2)开关S闭合之前，图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）由电流表和电压表得到的多组读数，描绘出的U-I图像应是12、在“测定金属丝的电阻率"的实验中，待测电阻丝阻值约为4Ω.（1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d.其中一次测量结果如右图所示,图中读数为d=mm。（2）为了测量电阻丝的电阻R，除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:电压表V；量程3V,内阻约为3kΩ

电流表A1；量程0。6A，内阻约为0。2Ω）

电流表A2；量程100μA，内阻约为2000Ω）滑动变阻器R1，阻值0～1750Ω,额定电流为0.3A

滑动变阻器R2，阻值0～50Ω，额定电流为1A

电源E1（电动势15V，内阻约为0.5Ω）电源E2（电动势3V，内阻约为1。2Ω）为了调节方便，测量准确,实验中应选用电流表________,滑动变阻器_________,电源___________.（填器材的符号)（3）用测量量表示计算材料电阻率的公式是ρ=(已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为l）。EMBEDEquation。KSEE3\＊MERGEFORMATEMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。KSEE3\＊MERGEFORMAT阅读广角阅读广角拓扑相变：开启一个未知世界2016年诺贝尔物理学奖授予三位在美国从事研究工作的科学家北京时间10月4日下午5点45分，2016年诺贝尔物理学奖揭晓，三位英美科学家DavidJ。Thouless，F.DuncanM。Haldane，J。MichaelKosterlitz获奖。获奖理由是“理论发现拓扑相变和拓扑相物质”.其中，DavidJ。Thouless独享一半奖金，F.DuncanM。Haldane与J。MichaelKosterlitz分享另一半奖金。DavidJ。Thouless,1934年出生于英国贝尔斯登，1958年从美国康奈尔大学获得博士学位。目前为美国华盛顿大学荣誉退休教授。F.DuncanM.Haldane，1951年出生于英国伦敦，1978年从英国剑桥大学获得博士学位。目前为美国普林斯顿大学物理学教授.J。MichaelKosterlitz，1942年出生于英国阿伯丁，1969年从英国牛津大学获得博士学位。目前为美国布朗大学物理学教授。他们揭示了奇异物质的秘密今年的获奖者打开了一扇通往未知世界的大门，在那里,物质可以呈现出奇怪的状态。他们利用高等数学方法研究了物质的一些特殊相或状态，比如超导体、超流体和磁性薄膜等。感谢他们出色的工作，如今，人类对物质的新奇相态的研究正在展开，材料科学和电子学的未来应用前景充满希望。这三位科学家大胆地将