1、- 1 -2016 万卷作业卷（三十九）电磁学实验 2一 、实验题（本大题共 5 小题 ）1.欲用伏安法测定一段阻值约为 5 左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A电池组（3V，内阻 1）B电流表（03A，内阻 0.0125）C电流表（00.6A，内阻 0.125）D电压表（03V，内阻 3k）E电压表（015V，内阻 15k）F滑动变阻器（020，额定电流 1A）G滑动变阻器（02000，额定电流 0.3A） H开关、导线（1）上述器材中应选用的是 ；（填写各器材的字母代号）（2）为使通过待测金属导线的电流能在 00.5A 范围内改变请按要求在图 1 方框内画出测量待
2、测金属导线的电阻 Rx的原理电路图（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所 2 示，图示中 I= A，U= V实验测得的金属导线电阻值比真实值 （填“偏大” 、 “偏小”或“相同” ）（4）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图 3 所示，则该金属丝的直径 d= _ mm另一位学生用游标尺上标有 20 等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图 4 所示，则该工件的长度 L= mm2.（1） （6 分）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为 cm 和 mm(2)(12 分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势
3、和内阻，实验原理如- 2 -图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计 改装的电流表 ， 为标准电压表，E 为 G A V待测电池组，S 为开关， R 为滑动变阻器， R0是标称值为 4.0 的定值电阻。已知灵敏电流计 的满偏电流 Ig=100A、内阻 rg=2.0k，若要改装后的电流表满偏 G电流为 200mA，应并联一只 （保留一位小数）的定值电阻 R1；根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；某次实验的数据如下表所示：测量次数1 2 3 4 5 6 7 8电压表V读数U/V5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46改装表A读数I/mA20 40 6
4、0 80 100 120 140 160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法） ，计算出电池组的内阻 r= (保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是 。该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是 。 （填选项前的字母）A电压表内阻的影响 B滑动变阻器的最大阻值偏小- 3 -a b蓄电池保险丝开关小灯c 图 1图 2C R1的实际阻值比计算值偏小
5、 D R0的实际阻值比标称值偏大3.（1）某照明电路出现故障，其电路如图 1 所示，该电路用标称值 12V 的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流 50V 挡检测故障。他将黑表笔接在 c 点，用红表笔分别探测电路的 a、b 点。断开开关，红表笔接 a 点时多用表指示如图 2 所示，读数为 V，说明 正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯） 。红表笔接 b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图 2 相同，可判断发生故障的器件是 。 （选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）（2）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图 3所示
6、的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为 D 的两立柱上，固定点分别为 P 和 Q，P 低于 Q，绳长为 L（LPQ） 。D图 3QCP他们首先在绳上距离 P 点 10cm 处（标记为 C）系上质量为 m 的重物（不滑动） ，由测力计读出绳 PC、QC 的拉力大小 TP、T Q。随后，改变重物悬挂点 C 的位置，每次将 P 到 C 的距离增加 10cm，并读出测力计的示数，最后得到 TP、T Q与绳长 的关系曲线如题 6 图4 所示。由实验可知：曲线中拉力最大时，C 与 P 点的距离为 cm，该曲线为 （选填：T P或 TQ）的曲线。在重物从 P 移到 Q
7、的整个过程中，受到最大拉力的是 （选填：P 或 Q）点所在的立柱。曲线、相交处，可读出绳的拉力为 T0= N，它与 L、D、m 和重力加速度g 的关系- 4 -为 T0= 。图 4T/NPC(cm)0 80 1004020 60 1601.02.03.04.05.0120 1404.某同学用电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材研究标有额定电压为 3.8 V 字样（额定功率字迹不清）的小灯泡的伏安特性，测得的实验数据如下表所示次数1 2 3 4 5 6UV0.20 0.50 1.00 2.20 3.00 3.80IA0.100 0.124 0.160 0.238 0.278 0.310请你根据上
8、表数据：（1）在 如 图 所 示 虚 线 框 中 画 出 实 验 电 路 图 。（2）在 如 图 所 示 的 坐 标 系 中 ， 选 取 适 当 的 标 度 ， 画 出 小 灯 泡 的 伏 安 特 性 曲 线 （3）实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中，小灯泡的最大电阻约为 （保留三位有效数字）- 5 -5.欲用伏安法测定一段阻值约为 5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A电池组（3V，内阻 1 ） B电流表（03A，内阻 0.0125 ）C电流表（00.6A，内阻 0.125 ） D电压表（03V，内阻 3k ） E电压表（015V，内阻 15k） F滑
9、动变阻器（020 ，额定电流 1A） G滑动变阻器（02 000 ，额定电流 0.3A） H开关、导线（1）上述器材中电流表应选用 ，电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 （填写各器材的字母代号）（2）为使通过待测金属导线的电流能在 00.5A 范围内改变，请按要求在方框里画出测量待测金属导线的电阻 XR的原理电路图- 6 -0.2016 万卷作业卷（三十九）答案解析一 、实验题1.考点： 伏安法测电阻.专题： 实验题分析： （1）用伏安法测定电阻的原理是电阻定义式 R=根据电源的电动势，选择电压表的量程由电源的电动势与测电阻的大约值，估算电流的最大值，选择电流表的量程根据待测电阻与变阻器总阻值的
10、大小，选择变阻器的规格（2）根据两电表内阻与待测电阻的大小关键，选择电流表的内接法或外接法（3）电流表的量程是 0.6A，最小分度是 0.02A，电压表的量程是 3V，最小分度是 0.1V（4）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读解答： （1）必选器材有：A、H电池组的电动势是 3V，电压表的量程选 3V，即选择电压表 D由题，金属导线的电阻约为 5 左右，则通过导线的电流最大值约 Imax= =0.6A故电流表选 C变阻器 F 的电阻大于待测电阻，可选择该变阻器作为即流器故答案为：A、C、D、F、H；（2）由题得， =600，而 =40，则 ，则采用电
11、流表外接法，可减小误差故电路图如图： v2AXRREK。（3）电流表的读数为 I=0.48A，电压表的读数为 U=2.20V由于电压表的分流电流测量值偏大，根据欧姆定律则电阻测量值偏小；（4）螺旋测微器的固定刻度读数为 3mm可动刻度读数为0.0120.5mm=0.205mm，所以最终读数为 3.205mm；游标卡尺的读数为：50mm+3 =50.15mm故答案为：（1）ACDFH； （2）如图；（3）0.48； 2. 20； 小；（4）3.205； 50. 15点评： 本题是伏安法测量电阻，从实验原理出发选择器材、设计电路、连接实物- 7 -图等等，都是实验的基本技能，要加强培训，提高能力2
12、.【答案】 （1）60.10 4.20【解析】刻度尺的最小刻度为 1mm，所以读数时需要估读，根据图甲可知，金属杆的长度为：60.10mm；游标卡尺是不需要估读的，此卡尺为分度值是 0.02mm，所以金属杆的直径为 4mm100.02mm4.20mm【答案】 （2） 1.0 参见下图 1.66 充分利用已测得数据 CD【解析】 （1）改装电流表扩大量程 gIrIR=+=1.0gIrR=（2）对照电路图，逐个回路连接即可，如图所示（3） =1.66516273844UUIIIIr -+这样做的优点可以利用每一组数据（4）电压表的读数等于路端电压，所以电压表内阻对测量结果没有影响，选项 A 错误；
13、滑动变阻器用来改变路端电压，对测量结果没有影响，选项 B 错误；若 R1的实际阻值偏小，则电流表的实际量程偏大，电流表的读数比实际值偏小，电池组的内阻测量值偏大，选项 C 正确； R0的实际阻值偏大时，电池组的实际内阻比测量值偏小，选项 D 正确。3.【答案】 （1）11.5V（11.2.V11.8V 之间的值均可） ，蓄电池；小灯。（2）60，T P；Q；4.30， 2mgLD解析(1)由题图 2 可知，直流 50V 挡的最小分度为 lV，故按“十分之一”估读法可知读数应为 11.5V 左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明 a、c 两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保
14、险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。同理可知，两表笔接 c、b 时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。(2)由题图 4 可读出，中拉力最大时，c 与 p 点的距离为 60 cm。此时以 C 点为研究对象，如图所示，竖直方向 ,水平方向 。12sinipQTmg12cosspQT当 时， ，即 ，若 C 点左移即 减小，则 增大，PQT12osP减小， 减小， 增大， ，即 ,故为 的曲线，1cos22c21cospQTQP为 的曲线。QT- 8 -由题图 4 可知图线 I 对应的极值最大，故受到最大拉力的是 Q 点所在的立柱。曲线 I、相交处，可读出绳的拉力 为 4.30 N。0T此时满足关系： 0PQT12siniPTmgcosQ2sinLD解得： 1220mgLDT4.【答案】(1) 如下图所示 （2） (3) 12.3 5.【答案】 （1）C、D、F（2）见右图
