1、专题 9 电学实验1.（2013 高考天津理综物理第 9 题） （3）要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3V，并便于操作.已选用的器材有：电池组（电动势为 4.5V，内阻约 1):电流表（量程为 0250mA内阻约 5);电压表（量程为 03V内限约 3k):电键一个、导线若干. 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）.A. 滑动变阻器（最大阻值 20, 额定电流 1A)B. 滑动变阻器（最大阻值 1750,额定电流 0.3A) 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）. 实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示.如果将这个小灯泡接到
2、电动势为 1.5V，内阻为 50的电源两端，小灯泡消耗的功率是 W.答案：A B 0.1解析：实验中所用的滑动变阻器应该便于调节，选择最大阻值小的 A.根据题述灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3V，并便于操作，实验电路应为分压电路，电流表外接，实验的电路图应选用图 B.由闭合电路欧姆定律，E=U+Ir，代入数据变化得：I=0.3-0.2U.在小灯泡的伏安特性曲线上画出电源的伏安特性曲线 I=0.3-0.2U，如图.二线的交点为电路工作点，交点的纵坐标和横坐标的乘积等于小灯泡消耗的功率是 P=UI=1.00.1W=0.1W.2.（2013 高考安徽理综第 21 题 II） （1）在测定一根粗细
3、均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm.（2）为了精确测量合金丝的电阻 Rx,设计出如图所示的实验电路图，按照该电路图完成图 2 中的实物电路连接.答案：（1）0.007mm 0.640mm （2）实物电路连接如图.解析:校零时螺旋测微器读数：0mm+0.01mm0.7=0.007mm;测量时螺旋测微器读数：0.5mm+0.01mm14.7=0.647mm;合金丝的直径的 d=0.647mm-0.007mm=0.640mm3(2013 高考北京理综第 21 题)某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx的阻值.（
4、1）现有电源（4V，内阻可不计） ，滑动变阻器（050，额定电流 2A） ，开关和导线若干，以及下列电表：A.电流表(03A，内阻约 0.025)B.电流表(00.6A，内阻约 0.125)C.电压表(03V，内阻约 3k)D.电压表(015V，内阻约 15k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 _(选填器材前的字母)；实验电路应采用图 1 中的 （选填“甲”或“乙” ）（2）图 2 是测最 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图 2 中实物间的连线.（3）接通开关，改变滑动变阻器画片 P 的位置，并记录对应的电流表示数
5、I、电压表示数 U.某次电表示数如图 3 所示，可得该电阻的测量值 RX=U/I= (保留两位有效数字).（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是 ;若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是 .（选填选项前的字母）A. 电流表测量值小于流经 RX的电流值B. 电流表测量值大于流经 RX的电流值C. 电压表测量值小于 RX两端的电压值D. 电压表测量值大于 RX两端的电压值（5）再不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x 的增加，被测电阻 RX两端的电压 U 也随之增加，下列反映 U-x 关系的示意图中正确的是 .答案：（1）C B 甲
6、（2）补充完成的实物间的连线如图.（3）5.2 （4）B D（5）C解析：选择量程 03V 的电压表 C，量程 00.6A 的电流表 B，由于待测电阻 Rx的阻值较小，采用电流表外接的图甲.电流表示数 I=0.50A，电压表示数 U=2.60V，电阻的测量值 RX=U/I=5.2. 若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是电压表分流，电流表测量值大于流经 Rx的电流值;若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是电流表分压，电压表测量值大于 Rx两端的电压值.设滑动变阻器单位长度电阻为 k，由闭合电路欧姆定律，I= ，U=I RX= RX.由此可知，当 x 增大时，kxRrExkxrEx
7、U 非线性增大，当 x 达到最大值时，U 等于一个定值，所以反映 U-x 关系的示意图中正确的是 C.4 （6 分） （2013 全国高考大纲版理综第 22 题）如图所示， E 为直流电源，G 为灵敏电流计， A、 B 为两个圆柱形电极， P 是木板， C、 D 为两个探针，S 为开关.现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验.（1）木板 P 上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是_纸；（2）用实线代表导线将实验器材正确连接.答案：（1）导电 （2）如图所示.解析：（1）木板 P 上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是导电纸纸；（2）将电源开关串联后与 A、B 接线柱
8、连接.用实线代表导线将实验器材正确连接如图所示.5 （2013 高考上海物理第 27 题）(6 分)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量.(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择倍率的电阻档(填：“10”或“1k”)，并再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为.(2)将待测元件(额定电压 9V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图(b)所示.添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性.本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到档(填：“直流电压 10V”或“直流电压 50V”).GSE P
9、 P B DC GSE PA BDC答案：（1）10 欧姆调零 70（2）电路如图.解析：（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择10 倍率的电阻档，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为 70.(2) 要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路.本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到直流电压 10V 档.6.（2013 高考广东理综第 34 题） （2）图 17（a）是测量电 阻 Rx 的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选 0.6A（内 阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝 a
10、b 的总长为 30.0cm.卓 越 教 育 李 咏 华 作 图A0123.46.0631S2Sabc线 夹电 阻 丝 xR学 生 电 源图17（b） AI/0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.605.010.015.020.025.030.035.0图17（c）根据原理图连接图 17（b）的实物图.断开 S2，合上 S1；调节电源输出电压为 3.0V 时，单位长度电阻丝的电压 u=_V/cm.记录此时电流表 A1的示数.保持 S1闭合，合上 S2；滑动 c 点改变 ac 的长度 L，同时调节电源输出电压，使电流表 A1的示数与步骤记录的值相同，记录长度 L 和 A2的示数
11、 I.测量 6 组 L 和 I 值，测量数据已在图 17（c）中标出.写出Rx 与 L、 I、u 的关系式 Rx=_；根据图 17（c）用作图法算出Rx=_.答案： 见下图 0.1 6.0IuRx解析：3V 电压分布在长为 30cm 的电阻丝上，故有单位长度的电压 u= V/cm=0.1V/cm.30设电阻丝每 cm 长的电阻为 R，当合上 S1 断开 S2时，设此时电阻丝电流为 I 有：I30R=30u，当合上 S1 、S 2时， ILR=IRx， 由上两式得：R x与 L、 I、u 的关系式 Rx=Lu/I.在图 17（c）中过尽可能多的点作直线，对照图 17（c）可得 L= I，由 L-
12、I 图线的斜率 k=60.016cm/A= ，可得 Rx=ku=60.0160.1=6.0016.uux卓 越 教 育 李 咏 华 作 图A0123.46.0631S2Sabc线 夹电 阻 丝 xR学 生 电 源图17（b）AI/0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.605.010.015.020.025.030.035.0图17（c）7.（2013 高考山东理综第 21（2）题） （2）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图丙所示，在一矩形半导体薄片的 P、Q 间通入电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，在 M、N 间出现电
13、压 UH，这个现象称为霍尔效应， UH称为霍尔电压，且满足 dIBKUH，式中 d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量 UH时，应将电压表的“+”接线柱与_(填“M”或“N”)端通过导线相连.已知薄片厚度 d=0.40mm，该同学保持磁感应强度 B=0.10T 不变，改变电流 I 的大小，测量相应的 UH值，记录数据如下表所示.根据表中数据在给定区域内（见答题卡）画出 UHI 图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_10-3VA-1T-1（保留 2 位有效数字）.该同
14、学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路，S 1、S 2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）.为使电流从 Q 端流入，P 端流出，应将 S1掷向_（填“a”或“b” ）, S 2掷向_（填“c”或“d” ）.为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件_和_(填器件代号)之间.答案：M 如图所示. 1.5 b c S 1 E解析：若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，由左手定则，空穴所受洛伦兹力方
15、向指向M，M 侧电势高，用电压表测量 UH时，应将电压表的“+”接线柱与 M 端通过导线相连.由 dIBKUH可知 UH-I 图线的斜率等于 KB/d，由 UH-I 图线可求得图线的斜率等于 0.38，由KB/d=0.38 可得：霍尔系数 K=1.510-3VA-1T-1.为使电流从 Q 端流入，P 端流出，应将 S1掷向“b”, S2掷向 “c”. 为了保证测量安全，可以将一合适的定值电阻与电源串联连接在电路中.在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件 S1 和 E 之间.8.（2013 高考福建理综第 19（2）题） (2)（12 分）硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件.某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点） ，探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表的 V1量程选用 3V，内阻为 6.0k；电压表 V2量程选用15V，内阻约为 30k；R 0为保护电阻；直流电源电动势 E 约为 12V，内阻不计.根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路.
