电学实验专题
出题人 彭新淼
1.(10分）（2013安徽皖南八校联考）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导纽a.b.c,d,e.f,g和h按图甲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：
（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＿＿＿＿＿导线断路．
(2)某同学排除故障后侧绘出电源和小电珠的U－I特性图线．如图乙所示．电源的电动势E＝＿＿＿＿V；小电珠的的电阻随温度的上升而＿＿＿＿＿。
(3)将与上面相同的两个小电珠并联后接到上面电源上，每一只小电珠的实际电功率是＿＿＿＿W。 2．（2013云南师大附中）发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。发光二极管的符号为端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示。
，正常使用
时，带“+”号的一端接高电势，带“—”号的一端接低电势。某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两
（1）实验室提供的器材如下：
A．电压表（量程0—3V，内阻约20k?） B．电压表（量程0—15V，内阻约100k?） C．电流表（量程0—50mA，内阻约40?） D．电流表（量程0—0.6A，内阻约2?）
E．滑动变阻器（阻值范围0—20?，允许最大电流2A） F．电源（电动势6V，内阻不计） G．开关，导线
该同学做实验时，电压表选用的是 ，电流表选用的是 （填选项字母）。 （2）请在图9甲所示的方框内画出测量时使用的电路图。
（3）根据表中数据，在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I—U图线。
（4）若此发光二极管的最佳工作电流为20mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R= Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态。
3.（2013年1月山西晋中市质检）市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇，某物理研究性学习小组想测量电风扇正常运行时的机械功率，于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但其他字迹不清楚。该小组成员取出电池，并从电风扇连接的电池的正、负两极各接出一条引线，提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器（阻值较小），备用电池若干节，开关、若干导线、固定电池的电池盒。
（1）测量时，选择的电路图比较合理的是 图（填写“甲”或“乙”） （2）该小组进行了如下实验步骤，请补写步骤③的实验操作过程。 ①按事先设计的电路连接各元件，并将滑动变阻器的滑动片移动到最左端。
②合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出电压表和电流表的示数分别为U0、I0。
③ 。
④用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P输出= 。
（3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图丙所示。若他们将甲、乙两个电风扇串联接在6V的恒定电源两端，则甲的实际功率为 W，乙的实际功率为 W。
4.（11分）．（2013广西四市联考模拟）某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。可选用的器材如下： A．待测螺线管L（符号
）：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值约几十欧；
B．电流表A1：量程为10 mA，内阻r1=40Ω； C．电流表A2：量程为500μA，内阻r2=750Ω； D．电压表V：量程为10 V，内阻为10 kΩ; E．保护电阻R1：阻值为100Ω；
F．滑动变阻器R2：总阻值约为10Ω；
G．电源E，电动势约为1．5 V，内阻忽略不计； H．开关一个及导线若干。
（1）用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×l”和“×l0”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图，则金属丝的电阻约为 Ω
（2）为了尽可能准确的测量R1，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的
13，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在下面的虚
线框中，并标明所用器材的代号。
（3）已知金属丝的直径D，要测量的物理量是____ 。由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L，则L=____ 。
5.(9分) （2013广东省四校联考）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线. A．电压表V1（量程6V、内阻很大） B．电压表V2（量程3V、内阻很大） C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A） E．小灯泡（2A、5W） F．电池组（电动势E、内阻r） G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。 （1）请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I2，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 Ω
6．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小，PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性。
（1）如图（甲）是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R′ 串联起来，连接成如图（乙）所示的电路，用
该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。 ①电流刻度较大处对应的温度刻度______________；(填“较大”或“较小”) ②若电阻箱阻值R′=50Ω,在丙图中标出空格处对应的温度数值。
R/Ω180100R0OR t/oCA RE 234mA丙5( )R '10▲ 80
乙 丙 甲（2）一由PTC元件做成的加热器，实验测出各温度下它的阻值，数据如下： t/0C R/kΩ R2/kΩ2 R-1/kΩ-1 0 14 196 10 11 121 20 7 49 30 3 9 40 4 16 50 5 25 60 6 36 70 8 64 80 10 100 90 14 196 100 16 256 0.07 0.09 0.14 0.33 0.28 0.20 0.17 0.13 0.10 0.07 0.06 0已知它向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t0)瓦，其中t（单位为C）为加热器的温度，t0为室温(本题取200C)。当加热器产生的焦耳热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定。加热器接到200V的电源上，在方格纸上作出PR和PQ与温度t之间关系的图象
①加热器工作的稳定温度为________C；(保留两位有效数字) ②加热器的恒温原理为：
当温度稍高于稳定温度时_________________；
当温度稍低于稳定温度时__________________，从而保持温度稳定。
7．某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干。他设计的电路图如图（a）所示，具体做法：先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为I1，U1；再保持RP阻值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数为I2、U2．
（1）请你帮他按电路图在实物图（b）上连线；
（2）写出被测电阻Rx= （用电表的读数表示）；
（3）此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值 真实值（选填“大于、小于或等于”） ．
0
V RP Rx A S2 ××0 ×1 8 5 5 5 ×××0 0 9 1 1 7 5 5 5 － ＋
＋ － （b）
R （a）
S1
8．用高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电电压为U时，所带的电量为Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学的实验情况如下： （1）按图甲所示电路连接好实验电路； （2）接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I0＝490μA及电压表的示数Uo ＝6.2V，I0 和U0 分别是电容器放电的初始电流和电压；
（3）断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测一次电流I的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据（10组）表示在以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的坐标纸上，如图乙中用“×”表示的点．
试根据上述实验结果，在图乙中作出电容器放电的I-t图象,并估算出该电容器两端的电压为U0时所带的电量Q0约为 ___________C；该电容器的电容C约为____________F
甲
I/μA 600 S μA V 500 400 300 200 100 O 10 20 30 50 40 60 80 90 100 70 t/s
乙
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