專題七第17練電學(xué)實(shí)驗(yàn)

第17練電學(xué)實(shí)驗(yàn)1．(2023·新課標(biāo)卷·22)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，所用器材如下：電池、電容器、電阻箱、定值電阻、小燈泡、多用電表、電流表、秒表、單刀雙擲開關(guān)以及導(dǎo)線若干。(1)用多用電表的電壓擋檢測(cè)電池的電壓。檢測(cè)時(shí)，紅表筆應(yīng)該與電池的________(填“正極”或“負(fù)極”)接觸。(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示。先將電阻箱的阻值調(diào)為R1，將單刀雙擲開關(guān)S與“1”端相接，記錄電流隨時(shí)間的變化。電容器充電完成后，開關(guān)S再與“2”端相接，相接后小燈泡亮度變化情況可能是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))A．迅速變亮，然后亮度趨于穩(wěn)定B．亮度逐漸增大，然后趨于穩(wěn)定C．迅速變亮，然后亮度逐漸減小至熄滅(3)將電阻箱的阻值調(diào)為R2(R2>R1)，再次將開關(guān)S與“1”端相接，再次記錄電流隨時(shí)間的變化情況。兩次得到的電流I隨時(shí)間t變化如圖(b)中曲線所示，其中實(shí)線是電阻箱阻值為________(填“R1”或“R2”)時(shí)的結(jié)果，曲線與坐標(biāo)軸所圍面積等于該次充電完成后電容器上的________(填“電壓”或“電荷量”)。2.(2023·江蘇鹽城市三模)小明在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)色環(huán)電阻的外漆脫落，如圖甲所示，于是用多用電表測(cè)量該電阻Rx。(1)正確的操作順序是________。A．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋B．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到歐姆零點(diǎn)C．把紅、黑表筆分別接在Rx兩端，然后讀數(shù)D．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的擋位，將紅、黑表筆接觸E．把紅、黑表筆插入多用電表“＋、－”插孔，用螺絲刀調(diào)節(jié)指針定位螺絲，使指針指0(2)小明正確操作后，多用電表的指針位置如圖乙所示，則Rx＝_________Ω。(3)小林認(rèn)為用多用電表測(cè)量電阻誤差較大，采用伏安法測(cè)量。圖丙是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表內(nèi)接法完成接線。(4)小林用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了該色環(huán)電阻的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖像上，如圖丁所示。請(qǐng)你選擇一組合理的數(shù)據(jù)點(diǎn)，求出該色環(huán)電阻的電阻為_________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。(5)因電表內(nèi)阻影響，測(cè)量值________(選填“偏大”或“偏小”)，原因是________________。3．(2023·全國(guó)乙卷·23)一學(xué)生小組測(cè)量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：螺旋測(cè)微器、米尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R、待測(cè)金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖(a)是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。完成下列填空：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大，閉合S。(2)將K與1端相連，適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U1，然后將K與2端相連，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U2。由此得到流過待測(cè)金屬絲的電流I＝________，金屬絲的電阻r＝____________。(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)(3)繼續(xù)微調(diào)R，重復(fù)(2)的測(cè)量過程，得到多組測(cè)量數(shù)據(jù)，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻r＝14.2Ω。(5)用米尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度L＝50.00cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲不同位置的直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖(b)所示，該讀數(shù)為d＝________mm。多次測(cè)量后，得到直徑的平均值恰好與d相等。(6)由以上數(shù)據(jù)可得，待測(cè)金屬絲所用材料的電阻率ρ＝________×10－7Ω·m。(保留2位有效數(shù)字)4．(2023·江蘇徐州市三模)某學(xué)習(xí)小組利用砷化鎵霍爾元件(載流子為電子)研究霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于元件的工作面，工作電源為霍爾元件提供霍爾電流IH，IH通過1、3測(cè)腳時(shí)，2、4測(cè)腳間將產(chǎn)生霍爾電壓UH。(1)2、4測(cè)腳中電勢(shì)高的是________(選填“2”或“4”)測(cè)腳。(2)某次實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)量元件厚度d(如圖乙)，其讀數(shù)為________mm，調(diào)節(jié)工作電壓，改變霍爾電流，測(cè)出霍爾電壓，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345IH/mA0.501.001.502.002.50UH/mV41.583.1124.8166.4208.1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖丙所示的坐標(biāo)紙上作出UH與IH的關(guān)系圖像。(3)設(shè)該元件單位體積中自由電子的個(gè)數(shù)為n，元件厚度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子電荷量為e，則UH與IH的關(guān)系式為___________________________________________________。5．(2023·江蘇卷·12)小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。所用器材有：干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì))2節(jié)；兩量程電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè)；滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè)；定值電阻(阻值50Ω)21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。(1)電壓表量程應(yīng)選用________(選填“3V”或“15V”)。(2)圖乙為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全)。先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱________(選填“B”“C”或“D”)連接，再閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn)。(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測(cè)量電路中O與1,2，…，21之間的電壓。某次測(cè)量時(shí)，電壓表指針位置如圖丙所示，其示數(shù)為________V。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線，如圖丁中實(shí)線所示。(4)在圖甲所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為理想電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R1，定值電阻的總阻值為R2，當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí)，其兩端的電壓U＝________(用E、R1、R2、R表示)，據(jù)此作出U－R理論圖線如圖丁中虛線所示。小明發(fā)現(xiàn)被測(cè)電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小。(5)分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍。妷罕韮?nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小。小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，也是因?yàn)橄嗤脑?。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6．(2023·江蘇南通市適應(yīng)性考試)某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為R0)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0，并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長(zhǎng)度，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將器材按如圖甲連接，已接入電路的導(dǎo)線(不含金屬夾所在的導(dǎo)線)有一處錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谠搶?dǎo)線上畫“×”，并重新畫出該導(dǎo)線的正確連接方式。(2)改變金屬夾夾在電阻絲上的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I，得到多組數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖乙所示，圖線斜率為k，縱軸截距為d，設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為r0，則該電池電動(dòng)勢(shì)可表示為E＝________，內(nèi)阻可表示為r＝________。(3)為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值r0。①利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖丙方框中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示)。②先將單刀雙擲開關(guān)閉合到一端，記錄電流表示數(shù)I0，再將單刀雙擲開關(guān)閉合到另一端，調(diào)節(jié)接入電路的電阻絲長(zhǎng)度，當(dāng)________時(shí)，記錄接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ0。③利用測(cè)出的r0＝________，可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。7．(2023·江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)三模)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究二極管的伏安特性曲線。(1)為了粗測(cè)二極管的正向電阻，該同學(xué)將多用電表的選擇開關(guān)旋到電阻“×100”擋，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較大時(shí)，紅表筆連接的是二極管的________極(選填“正”或“負(fù)”)；此時(shí)多用電表的指針如圖甲所示，二極管的正向電阻為_________Ω。(2)用伏安法描繪二極管在0～3V范圍內(nèi)的正向伏安特性曲線，器材如下電壓表V(量程為3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ)電流表A(量程為10mA，內(nèi)阻約為1.0Ω)滑動(dòng)變阻器R1(總電阻為10Ω，額定電流為0.1A)滑動(dòng)變阻器R2(總電阻為20Ω，額定電流為0.5A)電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì))開關(guān)S，導(dǎo)線若