专题17 电学实验（解析版）.docxVIP

专题17电学实验

一．实验题（共16小题）

1．（2022?浙江）小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个UI的值，作出U

（1）在实验中使用的是0～20Ω（选填“0～20Ω”或“0～200Ω”）的滑动变阻器。

（2）在某次测量时，电压表的指针位置如图3所示，量程为3V，则读数U＝1.31V。

（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0×10﹣8m2，则合金丝甲的电阻率为1.0×10﹣6Ω?m（结果保留2位有效数字）。

（4）图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的UI?l图像，由图可知合金丝甲的横截面积

【解答】解：（1）为方便实验操作，在实验中使用的是0～20Ω的滑动变阻器。

（2）电压表量程是3V，由图3所示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.31V。

（3）由欧姆定律与电阻定律得：R=UI=ρl

由图2所示UI?l图象可知，图象的斜率k=

代入数据解得：ρ≈1.0×10﹣6Ω?m

（4）另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后，电阻率不变，横截面积变为：S′＝S+S乙

由图2中图线b可得：S′=ρkb=1.0×10

S乙＝S′﹣S＝2.8×10﹣7m2﹣7.0×10﹣8m2＝2.1×10﹣7m2，故合金丝甲的横截面积小于乙的横截面积。

故答案为：（1）0～20Ω（2）1.31；（3）1.0×10﹣6；（4）小于。

2．（2021?浙江）小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。

（1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝0.34A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75V，I2＝0.33A。由此可知应采用电流表外（填“内”或“外”）接法。

（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：

①器材与连线如图3所示，请画出对应的电路图；

②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示，则待测电阻Rx＝5Ω。此方法，有（填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近。

【解答】解：（1）如图2所示，电流表使用的是0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，估读到与分度值相同位，故读数为I1＝0.34A

两次测量电压测量值绝对误差△U＝U2﹣U1＝1.75V﹣1.65V＝0.10V，

电流测量值绝对误差△I＝I1﹣I2＝0.34A﹣0.33A＝0.01A，

电压测量值相对误差△UU

电流测量值相对误差△II

可见电流测量值相对误差小于电压测量值相对误差，为了减小系统误差应使电压的测量无系统误差，故采用外接法。

（2）①电路图见右图

②由闭合电路欧姆定律I=ER+r可知，使两次电流表读示数尽量相同，则两次电路的总电阻接近相等，可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值，由题图3可知电阻箱的读数为5Ω，则Rx＝5

此方法是有明显的实验误差的，电阻箱的最小分度为1Ω，与待测电阻（约5Ω）比较接近，在调节电阻箱的阻值时，使电流表的读数与前一次无法完全相同，即电阻的阻值无法调节到和待测电阻相同。

故答案为：（1）①0.34；外；（2）①电路图见解答；②5；有；电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近。

3．（2022?温州二模）在“测定干电池的电动势和内阻”实验中：

（1）甲同学用多用电表“直流电压2.5V挡”直接粗略测量一节干电池的电动势，在测量前应该调节图1中电表上的部件A（填“A”或“B”），测量时多用电表的黑表笔应该接干电池的正极（填“正极”或“负极”）。正确连接后，指针示数如图2所示，读数为1.45V。

（2）乙同学利用电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻（1Ω）、开关及导线若干来测定两节相同干电池的电动势和内电阻；

①部分电路连线如图3所示，请在答题纸上完成最合理的实物连接图；

②乙同学正确连接后，调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数。读得两组电压表的示数分别为2.20V、2.36V，电流表的示数其中一组为0.32A，另一组电流表示数如图为0.40A，由以上数据可求得一节干电池的电动势E＝3.00V、内阻r＝1.0Ω。

【解答】解：（1）在使用电压挡时应先调节机械调零旋钮进行调零，即调节图1中电表上的部件A；

测量时多用电表的电流应从红表