专题七第17练电学实验

第17练电学实验1．(2023·新课标卷·22)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的________(填“正极”或“负极”)接触。(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是________。(填正确答案标号)A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为________(填“R1”或“R2”)时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的________(填“电压”或“电荷量”)。2.(2023·江苏盐城市三模)小明在做实验时，发现一个色环电阻的外漆脱落，如图甲所示，于是用多用电表测量该电阻Rx。(1)正确的操作顺序是________。A．把选择开关旋转到交流电压最高挡B．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点C．把红、黑表笔分别接在Rx两端，然后读数D．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触E．把红、黑表笔插入多用电表“＋、－”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0(2)小明正确操作后，多用电表的指针位置如图乙所示，则Rx＝_________Ω。(3)小林认为用多用电表测量电阻误差较大，采用伏安法测量。图丙是部分连接好的实物电路图，请用电流表内接法完成接线。(4)小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图像上，如图丁所示。请你选择一组合理的数据点，求出该色环电阻的电阻为_________Ω(保留两位有效数字)。(5)因电表内阻影响，测量值________(选填“偏大”或“偏小”)，原因是________________。3．(2023·全国乙卷·23)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝____________。(结果均用R0、U1、U2表示)(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω。(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝________mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝________×10－7Ω·m。(保留2位有效数字)4．(2023·江苏徐州市三模)某学习小组利用砷化镓霍尔元件(载流子为电子)研究霍尔效应，实验原理如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流IH，IH通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压UH。(1)2、4测脚中电势高的是________(选填“2”或“4”)测脚。(2)某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d(如图乙)，其读数为________mm，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示：实验次数12345IH/mA0.501.001.502.002.50UH/mV41.583.1124.8166.4208.1根据实验数据在如图丙所示的坐标纸上作出UH与IH的关系图像。(3)设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则UH与IH的关系式为___________________________________________________。5．(2023·江苏卷·12)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池(电动势约1.5V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ；量程0～15V，内阻约15kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50Ω)1个；定值电阻(阻值50Ω)21个；开关1个及导线若干。实验电路如图甲所示。(1)电压表量程应选用________(选填“3V”或“15V”)。(2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”或“D”)连接，再闭合开关，开始实验。(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1,2，…，21之间的电压。某次测量时，电压表指针位置如图丙所示，其示数为________V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图丁中实线所示。(4)在图甲所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为R1，定值电阻的总阻值为R2，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝________(用E、R1、R2、R表示)，据此作出U－R理论图线如图丁中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小。(5)分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因。你是否同意他的观点？请简要说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6．(2023·江苏南通市适应性考试)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度，主要实验步骤如下：(1)将器材按如图甲连接，已接入电路的导线(不含金属夹所在的导线)有一处错误，请在该导线上画“×”，并重新画出该导线的正确连接方式。(2)改变金属夹夹在电阻丝上的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据，整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，则该电池电动势可表示为E＝________，内阻可表示为r＝________。(3)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。①利用现有器材设计实验，在图丙方框中补全实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)。②先将单刀双掷开关闭合到一端，记录电流表示数I0，再将单刀双掷开关闭合到另一端，调节接入电路的电阻丝长度，当________时，记录接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0。③利用测出的r0＝________，可得该电池的电动势和内阻。7．(2023·江苏省木渎高级中学三模)某同学在实验室探究二极管的伏安特性曲线。(1)为了粗测二极管的正向电阻，该同学将多用电表的选择开关旋到电阻“×100”挡，当指针偏转角度较大时，红表笔连接的是二极管的________极(选填“正”或“负”)；此时多用电表的指针如图甲所示，二极管的正向电阻为_________Ω。(2)用伏安法描绘二极管在0～3V范围内的正向伏安特性曲线，器材如下电压表V(量程为3.0V，内阻约为10kΩ)电流表A(量程为10mA，内阻约为1.0Ω)滑动变阻器R1(总电阻为10Ω，额定电流为0.1A)滑动变阻器R2(总电阻为20Ω，额定电流为0.5A)电源E(电动势6V，内阻不计)开关S，导线若