实验练习-高二物理复习
高二物理 实验练习 学生 姓名 班级.一、实验题 1．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。
(1)备有如下器材：
A．干电池 1 节 B．滑动变阻器（0~20Ω）C．滑动变阻器（0~1kΩ）D．电压表 E．电流表 F．开关、导线若干 其中滑动变阻器应选________。（只填器材前的序号）(2)请根据甲电路图完成乙实物图的连接_________。
(3)某同学根据实验数据画出的 U—I 图象如图丙所示，由图象可得电池的电动势为________V，内电阻为________Ω。
(4)本实验产生系统误差的主要原因是____________________________________ 2．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为__________mm，长度为__________cm。
(2)若流经圆柱体的电流为 I，圆柱体两端的电压为 U，圆柱体的直径和长度分别用 D、L表示，则用D、L、I、U 表示电阻率的关系式为 =______________。
3．有一圆柱体的未知合金，使用多用电表测定其电阻率，某同学做了如下操作(1)用螺旋测微器测其直径 d，如图，读数是___________mm；(2)再用游标卡尺测其长度 l，如图，读数是___________cm； 4．某学校在为准备学生实验“测量电阻丝的电阻率实验”时购进了多卷表面有很薄绝缘层的合金丝，一研究性学习小组同学想通过自己设计的实验来测算金属合金丝的电阻率和长度。
(1)小组某同学先截取了一小段合金丝，然后通过实验测定合金丝的电阻率，根据老师给提供的器材，连成了如图甲所示的实验实物图，该实验连接图中电流表采用的是___(填“内接”或“外接”)，滑动变阻器采用的是___(填“分压式”或“限流式”)；实验时测得合金丝的长度为 0.300 m，在测金属合金丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属合金丝的直径为______mm。
(2)实验过程中电压表 与电流表 的测量结果已经在图丙中的 U-I 图像中描出，由 U-I 图像可得，合金丝的电阻为_____Ω；由电阻定律可计算出合金丝的电阻率为_____Ω·m(保留三位有效数字)。
5．小强同学要测一段粗细均匀的电阻丝的阻值，他先用多用电表粗测其电阻约为 5Ω，随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源(电动势 E 为 3.0V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材:
A．电流表(量程 0~3A，内阻约 0.025Ω)B．电流表(量程 0~0.6A，内阻约 0.125Ω)C．电压表(量程 0~3V，内阻约 3kΩ)D．滑动变阻器(0~20Ω，额定电流 2A)E.滑动变阻器(0~100Ω，额定电流 1A)（1）为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________(选填器材前的字母)。
（2）如图所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请用笔替代导线，补充完成_________。
（3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最________(选填“左”或“右”)端；闭合开关后，实验中电压表读数的最小值________(选填“大于零”或“等于零”)。
（4）若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是________。
A．测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压 B．测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流 C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值 6．某同学设计了用伏安法测电阻的两种电路图。已知电压表的量程 3V、内阻为 3kΩ，电流表的量程 30mA、内阻为 1.9Ω，被测电阻 R，的真实值为 99.0Ω。测量时，把电压表的读数和电流表的读数的比值叫做电阻的测量值。
(1)不考虑实验操作的偶然误差，采用甲图得到的电阻测量值为 R 测甲=_______ ； 采用乙图得到的电阻的测量值为 R 测乙 =_______。（保留一位小数）
(2)定义 δ=真 测真R RR×100%，在不考虑实验操作的偶然误差下，计算当采用甲图测量时的 δ 甲=_______ %，采用乙图测量时的 δ 乙 =_______ %（保留 1位小数）(3)实验室还提供了电源 E（电动势 3V，内阻不计）、滑动变阻器（0 – 10Ω），电键、导线若干，针对本次实验，请你在甲、乙电路图选择合适的电路并利用上述器材组成完整实验电路，把电路图画在方框中，要求能多测几组数据，电阻的测量值误差尽可能小______。
7．小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，将实验数据记录在下表中：
（1）实验室有两种滑动变阻器供选择 A．滑动变阻器（阻值范围 0-10Ω、额定电流 3A）B．滑动变阻器（阻值范围 0-2000Ω、额定电流1A）实验中选择的滑动变阻器是________．（填写字母序号）（2）在图甲中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整________．（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至________（选填“左”或“右”）端．（4）利用表中数据，在图乙中画出小灯泡的U-I图线________．（5）他们在 U-I图象上找到小灯泡工作电压为2.0V 时坐标点，计算此状态的电阻值时，小明提出用图象上该点的曲线
斜率表示小灯泡的阻值；小华提出该点与坐标原点连线的斜率表示小灯泡的阻值．你认为_______（选填“小华”或“小明”）的方法正确． 8．有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率 P与它两端电压的平方2U 的关系曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表1V(0～3V，内阻 3kΩ)B．电压表2V(0～15V，内阻 15kΩ)C．电流表 A(0～0.6A，内阻约 1Ω)D．定值电阻13 R k E．定值电阻215 R k F．滑动变阻器 R(10Ω，2A)G．学生电源(直流 6V，内阻不计)H．开关、导线若干(1)实验中所用电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)．(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在虚线框内画出满足实验要求的电路图．______
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数VU 与此时小灯泡两端电压 U的定量关系是________，下面四个图象中可能正确的是________． A． B． C． D．
答案第 1 页 高二物理 实验练习参考答案 1．B 1.5 1.0 电压表的分流 】 【详解】(1)[1]由于电源内阻一般较小，为方便实验操作，滑动变阻器选择小电阻，故应选 B；(2)[2]根据甲电路图连接实物图如图(3)[3]U—I 图像与纵轴交点为电源电动势即 1.5V E [4]图像斜率绝对值为电源内阻即 1.5 0.9Ω 1.0Ω0.6r (4)[5]由实验原理图可知，电压表测的是路端电压，但电流表测的并不是流过电源的电流，电流表示示数与电压表分流之和等于流过电源的电流，则本实验产生系统误差的主要原因是电压表的分流作用 2．1.742~1.748 4.14 24UDIL 【详解】(1)[1]由图乙可知，螺旋测微器固定刻度示数为 1.5mm，可动刻度为 24.5×0.01mm=0.245mm，螺旋测微器示数为 1.5mm+0.245mm=1.745mm，由于误差 1.742mm~1.748mm均可 [2]由图甲可知，游标卡尺主尺示数为 4.1cm，游标尺示数为 4×0.1mm=0.04cm，游标卡尺示数为4.1cm+0.04cm =4.14cm；
答案第 2 页(2)[3]由电阻定律有LRS 和欧姆定律 =URI，其中2π()2DS 联立解得2π=4UDIL 3．2.150 1.240 ×100 红黑表笔短接，欧姆调零 【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度读数为 2mm，可动刻度读数为 0.01×15.0mm=0.150mm，所以最终读数为 2.150mm（2）[2]游标卡尺的主尺读数为 12mm，游标尺第 8刻度与上面对齐，所以读数为：0.05×8=0.40mm。总读数为 12mm+0.40mm=12.40mm=1.240cm 4．外接 限流式 0.680 3.00 3.63×10-6 【详解】(1)[1][2]根据实物连接图分析可知该电路中，滑动变阻器采用的是限流式接法，电流表采用的是外接； [3]由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器的读数为 0.5mm+18.0×0.01mm=0.680 mm(2)[4]根据 U-I图像可得2 1Ω 3.00Ω0.68 0.35R [5]金属合金丝的横截面积 S=π22D 根据电阻定律 R=LS 可计算出金属合金丝的电阻率为 3.63×10-6 Ω·m。
5．B D 见解析 左 大于零 BC 【详解】(1)[1]回路中只接入待测电阻时，电流最大，且最大值3A 0.6A5mxEIR 因此选电流表 B。
[2]由于本题采用的滑动变阻器的限流式接法，一般滑动变阻器的阻值是待测电阻的 2～5 倍调节起来比较方便，故滑动变阻器选 D。
(2)[3]由于测量小电阻，采用电流表的外接法，连接电路如图所示
答案第 3 页(3)[4][5]限流接法的滑动变阻器在开关闭合前应调到最左边；使其接入电路的阻值最大，使回路中电压表和电流表示数都最小，起到保护电路的作用；但回路电流大于零，因此电压表的示数大于零。
(4)[6]AB．由于采用电流表的外接，根据URI 电压表测量准确，但由于电压表的分流作用，使得电流表测量值偏大，从而电阻的测量值偏小，A错误，B 正确； C．电阻的测量值等于电压表与待测电阻并联之后的总电阻，如果知道电压表内阻可算出待测慢阻的真实值，C 正确。故选 BC。
6．95.8Ω 100.9Ω 3.2 1.9 【详解】(1)[1][2]不考虑实验操作的误差，甲图的测量值等于电压表的电阻与待测电阻的并联值 R 测甲 =VVRRR R =95.8Ω 乙图的测量值等于待测电阻与电流表内阻之和 R 测乙 = R+R A =100.9Ω(2)[3][4]按定义 δ=真 测真R RR×100%，代入数据得 δ 甲 =3.2%δ 乙 =1.9%(3)[5]由(2)的计算可知，选择乙图误差较小，由于题目要求多测几组数据，且滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，所以采用分压接法。
答案第 4 页 7．A 左 小华 【解析】 【分析】 【详解】（1）由于灯泡的电阻大约在几欧左右，为了便于测量，滑动变阻器选择阻值范围 0-10Ω，故选 A（2）由于灯泡的电压和电流从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法．实物连线图如图所示．（3）为了保护测量电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至最左端．（4）小灯泡的 U I 图线如图所示.答案第 5 页（5）根据欧姆定律知，URI，电阻的大小为该点与坐标原点连线的斜率，故小华正确． 8．A D 2vU U C 【详解】（1）[1][2]小灯泡额定电压为 4.8V，用 0—15V量程较大，所以用 V 1 串联一个定值电阻可以加大量程，串联 R 1 量程会变成 0—6V，符合要求，所以电压表选用 A，定值电阻选用 D；(2)[3]要求不用电压下的图线，所以变阻器应该用分压式，小灯泡电阻较小，电流表选用外接，电路图如下(3)[4][5]灯泡两电压相当于电压表和定值电阻的总电压，所以V2 U U ,2UPR 则图线斜率表示电阻的倒数，随温度升高电阻增大，则斜率应该减小，故选 C
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