電學實驗(高考)

1、測定金屬的電阻率一、實驗目的l.練習使用螺旋測微器2.學會用伏安法測量電阻的阻值3.測定金屬的電阻率二、實驗原理1把金屬絲接人電路中，用電壓表測金屬絲兩端的電壓，用電流表測金屬絲中的電流，利用R=U/I，得到金屬絲的電阻2用米尺量得金屬絲的長度L，用螺旋測微器量得金屬絲的直徑，算出橫截面積S(1)螺旋測微器的構(gòu)造原理螺旋測微器的構(gòu)造如下圖所示是常用的螺旋測微器它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上旋鈕K、微調(diào)旋鈕K和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上 螺旋測微器的原理測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進或后退0.5mm。而可動刻度H

2、上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺(2)螺旋測微器的讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出測量值(毫米)=固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米)。 3利用電阻定律，得出金屬絲電阻率的公式三、實驗器材 毫米刻度尺，螺旋測微器，直流電流表和直流電壓表，滑動變阻器(阻值范圍050 )電池組，開關(guān)，被測金屬絲，導線若干四、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理1求導線橫截面積S，在準備好的金屬絲上三個不同位置用螺旋測微器各測

3、一次直徑。求出其平均值d，2將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度(即有效長度)，反復測量三次。求出平均值3按圖實-7-2所示電路圖連接好電路。注意滑動變阻器應調(diào)在阻值最大的位置，電流表、電壓表量程要選擇恰當4閉合開關(guān)S調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸片，使電流表、電壓表分別有一適當?shù)淖x數(shù)，并記錄下來5繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸片，重復步驟4，做三次，記錄下每次電流表和電壓表的讀數(shù)6打開開關(guān)S，拆除電路，整理好實驗器材7將上面各次記錄的數(shù)據(jù)填入下表(1)導線長度= cm= m(2)導線橫截面積S= mm= m2(3)導線的電阻 8數(shù)據(jù)處理：將記錄的數(shù)據(jù)R、d的值，代入電

4、阻率計算公式9整理儀器五、注意事項1本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必須用電流表外接法2實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端3為了方便，應在金屬導線連人電路前測導線直徑，且在三個不同位置各測一次，求其平均值；而測量導線長度時，應測量拉直的連入電路的有效長度，且測三次，取平均值4閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器滑片置于電阻的最大值處5測電阻時，電流不宜過大，通電時間不宜過長6求R的平均值可用兩種方法：第一種是用R=U/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種方法是用U-I

5、(圖線)的斜率求出六、誤差分析1金屬絲的直徑的測量和長度的測量帶來的實驗誤差2測量電路中的電流表及電壓表對電阻測量的影響由于本實驗采用電流表外接法，所以R測eq f(R燈,RA)，故應采用外接法滑動變阻器應用分壓式連接，如圖所示(3)由圖可知，U12 V時，R6.2 ，故燈絲正常發(fā)光時的功率為Peq f(U2,R)23.2 W.(4)設(shè)Rk(t273)由t27，R01.0 ，keq f(1,300) /K.由R6.2 得：t1587.答案：(1)ABDF(2)見解析圖(3)23.2 W(4)15878.圖實111甲所示為某同學測繪額定電壓為2.5 V的小電珠的IU圖線的實驗電路圖圖實111(1

6、)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物圖連接成完整的實驗電路(2)開關(guān)S閉合之前，圖實111乙中滑動變阻器的滑片應該置于_(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)圖實112(3)已知小電珠燈絲在27時電阻值約為1.5 ，并且其電阻值與燈絲的熱力學溫度成正比，熱力學溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為T273t，根據(jù)圖實112所示的小電珠的IU特性曲線，估算該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為_ (保留兩位有效數(shù)字)解析：對于分壓電路，開關(guān)S閉合前，應該將滑動變阻器的滑片置于最左端(A端)，使待測電路上電壓為零由燈絲電阻與熱力學溫度成正比可得RkT，當燈絲溫度為300 K時電阻為1.5 可得k0

7、.005.由小電珠的IU特性曲線可得當電壓為2.5 V時燈絲中電流約為0.265 A根據(jù)歐姆定律可得出燈絲電阻RU/I9.4 ，由RkT解得此時燈絲熱力學溫度TR/k1880 K，即燈絲溫度約為tT27316071.6103 .答案：(1)實物連線圖如圖所示(2)A端(3)1.61039.(2010賀州模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，用導線a、b、c、d、e、f、g和h按圖實113所示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零閉合開關(guān)后：圖實113圖實114(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是_導線斷

8、路(2)某同學測出電源和小電珠的UI圖線如圖實114所示，將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上，要使電路中電流為1.0 A，則R_.(3)某同學在實驗中還測出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如圖實115中的(a)、(b)、(c)，下列說法正確的是 ()圖實115Aa可以作為標準電阻使用Bb能作為標準電阻使用Cb的阻值隨電壓升高而增大Dc的阻值隨電壓升高而增大解析：(1)若調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠的亮度變化，但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說明滑動變阻器不起分壓作用，所以可能是g導線斷路(2)由電源的UI圖線知E3.0 V，r1 ，當小電珠與電阻串聯(lián)后，由閉合電路歐姆定律得EI(RrR燈)又由小電

9、珠的UI圖線得R燈eq f(U,I)1.2 解得R0.8 .(3)因a元件的IU線是直線，說明其電阻不隨電壓的變化而變化，故可作為標準電阻，故A對，B錯因IU圖線的斜率的倒數(shù)表示電阻值的變化，故C對D錯答案：(1)g(2)0.8(3)AC10.(2007年高考重慶理綜)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，用導線a、b、c、d、e、f、g和h按圖實-8-10所示方式連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零閉合開關(guān)后：(1)若電壓表的示數(shù)為2 V，電流表的示數(shù)為零，小電珠不亮，則斷路的導線為 (2)若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小電珠亮，則斷路的導線為 (3)若反

10、復調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導線為 11.(2009年海淀模擬)如圖實-8-11甲所示為某同學測繪額定電壓為2.5V的小電珠的I-U圖線的實驗電路圖(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物連接成完整實驗電路 (2)開關(guān)S閉合之前，圖實-8-11乙中滑動變阻器的滑片應該置于 (選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)(3)已知小電珠燈絲在27時電阻值約為1.5，并且其電阻值與燈絲的熱力學溫度成正比(熱力學溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為T=273+t)，根據(jù)圖實-8-12所示的小電珠的I-U特性曲線，估算該電珠以額定功率工作時燈絲的溫度約為

11、 (保留兩位有效數(shù)字).12.(2009年廣東質(zhì)檢)有一個標有“2.5V，0.3A”字樣的小燈泡，現(xiàn)要測定其在02.5V的區(qū)間內(nèi)不同電壓下的電功率，并作出其電功率P與其兩端電壓的平方U2的關(guān)系曲線有下列器材可供選擇：(1)實驗中盡量減小實驗誤差，則應選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關(guān)、導線外，還需 (均用序號字母填寫)(2)根據(jù)你設(shè)計的實驗電路，完成如圖實0-8-14中的連線(3)若測定“4.8 V，2 A”的小燈泡，如果選用電壓表V1的量程偏小，而選用電壓表V2則量程又過大，為了能完成該實驗則除了選用小燈泡、電源、龜流表、開關(guān)、導線外，還需 (均用序號字母填寫)。13.(2008年高考上

12、海卷)某同學利用圖實-8-17甲所示的電路研究燈泡L1(6V，1.5 W)、L2(6 V，10W)的發(fā)光情況（假設(shè)燈泡電阻恒定)，圖乙所示為實物圖 (1)他分別將L1、L2接人圖甲中的虛線框位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數(shù)為6V時發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光在圖乙中用筆線代替導線將實物連線補充完整(2)接著他將L1和L2串聯(lián)后接人圖甲中的虛線框位位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數(shù)為6 V時，發(fā)現(xiàn)期中一個燈泡亮而另一個燈泡不亮，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 。 測定電源的電動勢和內(nèi)阻一、實驗目的1.測定電源的電動勢和內(nèi)阻2.加深對閉合電路歐姆定律的理解和應用二、實驗原理 如圖實-9-1甲所示，

13、改變變阻器的阻值，從電壓表和電流表中讀出兩組對應的數(shù)值（U1,I1）和（U2，I2）,由閉合電路歐姆定律可得：U1=E-I1r,U2=E-I2r,課解出E、r的數(shù)值，然后求E、r的平均值。為了減少誤差，多測量幾組U、I值，然后在U-I圖中描點作圖，所得圖線的延長線與U軸的交點即為電動勢E，圖線斜率的絕對值即為電源的內(nèi)阻（）（如圖實-9-1乙所示）三、實驗器材電池（被測電源）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙四、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理1電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖實-9-1甲所示連接好電路，如圖實-9-2所示2把滑動變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端3閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動

14、變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)用同樣方法測量幾組I、U值，記錄在下面表格中4斷開開關(guān)，整理好器材；5處理數(shù)據(jù)：用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)阻的值五、注意事項1.本實驗在開關(guān)s閉合前，滑動變阻器滑片應處于阻值最大處。2.要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。用方程組求解時，要第1、4為一組，第2、5為一組。第3、6為一組，分別解出E、r值再求平均值3.畫I-U圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差。描出的點不在一條直線上，在作圖時應使圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩邊，個別偏離直線太遠的點可舍去這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度

15、 4.由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，兩是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)，但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源電動勢E，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r六、誤差分析1.讀完電表示數(shù)沒有立即斷電，造成E、r變化2.測量電路存在系統(tǒng)誤差，I真=I測十IV未考慮電壓表的分流，或電路中U真=U十UA未考慮UA3用圖象法求E、r時，作圖不準確造成偶然誤差4如圖實-9-3所示，在理論上E=U+(IV+IA)r，其中電壓表示數(shù)U是準確的電源兩端電壓而實驗中忽略了通過電壓的電流IV而形成誤差，而且電壓表示

16、數(shù)越大，IV越大結(jié)論：(1)當電壓表示數(shù)為零時，IV=0，IA=I短，短路電流的測量值=真實值；(2)E測E真(3)因為r測=E測/I短，所以r測r真。實際上r測是電壓表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻r的并聯(lián)值，當然變小。 如采用圖實-9-4所示電路連接，其U-I圖線如圖實-9-5所示。IA為電源電流真實值，理論上有E=U+UA+IAr，其中的UA為電流表的分壓，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大當電流為零時，UA=0，電壓為準確值，等于E結(jié)論：(1)E為真實值；(2)I短測r真R測實際是r和RA的串聯(lián)值七、知識拓展：測電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法1用電阻箱、電流表測定電路圖如圖實-9-6所示原理：改變電

17、阻箱的阻值，記錄R與I應用E=I1(R1+r)和E=I2(R2+r)解出E 、r為了準確可多測幾組數(shù)據(jù)，求平均值，也可以用圖象處理，誤差為：E測=E，r測r 2用電阻箱和電壓表測定 電路如圖實-9-7所示。原理：改變電阻箱的阻值，記錄R和U。應用，解出E、r為了準確可多測幾組數(shù)據(jù)，求平均值，也可以用圖像處理，誤差為E測=E，r測Rv2；兩只電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻分別為R A1、RA2，且RAlRA2，在實驗中，為了使E、r的測量值精確些，選擇的電表可以是( )AV1與A1 BV1與A2 CV2與A1 DV2與A22某學生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍

18、為020，連接電路的實物圖如圖實-9-17所示該學生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是( )A滑動變阻器不起變阻作用B電流表接線有錯C電壓表量程選用不當D電壓表接線不妥解析：由圈中接線可知，滑動變阻器連成定值電阻起不到變阻作用，電流表正負極連錯，電壓表始終有讀數(shù)，電壓表量程為3V符合實驗要求，電壓表接線應接到開關(guān)外側(cè)，故A、B、D三項中不規(guī)范答案：ABD 3測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r(E約為4.5V，r約為1.5器材：量程3 V的理想電壓表V，量程0.5 A的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，定值電阻R=4，滑動變阻器R，開關(guān)S，導線若干(1)畫出實驗電路原理圖圖中備元件需用題目中給出的符號或字母標出(2

19、)實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2則可以求出E= ，r= .(用I1、I2、Ul、U2及R表示)4為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)準備了下列器材：(1)為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是 (填儀器代號)；(2)請用鉛筆在圖實-9-18甲所示的方框中畫出實驗電路原理圖，并注明器材的字母代號；(3)圖乙所示為某同學根據(jù)正確的電路圖作出的I1-I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為安培表A的示數(shù))，由該圖線可求出被測干電池的電動勢E= V，內(nèi)電駔r= 5.某同學采用如圖實-9-8所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)

20、阻，已知干電池的電動勢約為l.5V，內(nèi)阻約2電壓表(03V，3k)，電流表表(00.6A，1.0)，滑動變阻器有R1(10，2 A)和R2 (100，0.1A)各一只(1)實驗中滑動變阻器應選用 (填“R1”或“R2”)(2)在圖實-9-9中用筆畫線代替導線連接實驗電路； (3)在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖實-9-10所示的U-I圖象，由圖可較準確地求出電源電動勢E= V，內(nèi)阻r= 6.用電流表和電壓表測1節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，如圖實-9-12中給出了(a)、(b)兩個供選用的電路圖，為了較精確地測定電動勢和內(nèi)電阻，實驗中應選用 電路(2)實驗時經(jīng)測量得出的數(shù)據(jù)如下表，請在圖實-9-12(c)所示的方格紙上畫出U-I圖線利用圖線可求出電源的電動勢