电学实验部分二
电学实验 部分 考点内容 备注 说明 9、描绘小灯泡的伏安特性曲线 10、测定电源的电动势和内阻 11、练习使用多用电表 查故障、探黑箱 12、传感器的简单使用 13 测定金属的电阻率（螺旋测微器使用）本部分常见的失分点有：
1.电路图的实物连接错误.2.电流表的内接法和外接法的选择不当.3.滑动变阻器的分压式接法和限流式接法的选择不正确.4.仪器的选择，如电压表、电流表、电源、滑动变阻器的选择有误.5.对设计性的实验，不能将实验方法迁移.6.对实验数据处理不妥.有效数字的处理不当。
造成以上失误的原因是对实验原理理解不清，实验方法掌握不牢，仪器性能不了解.预测：电学实验中测电源的电动势和内阻或测电阻仍然是重点，用多用表检测故障和判定二极管的极性和好坏是新增内容。
一、基本仪器的使用：
（（02 广东）1、用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图所示，这时读出的数值是_________，单位是_________．（（05 全国）2、图 1 中螺旋测微器的读数为。
（（04 江苏）3、(1)某实验中需要测量一根钢丝的直径(约 0.5mm)．为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺(游标尺上有 10 个等分刻度)中，选择___________进行测量．(2)用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为___________mm。
（（06 北京）4、游标为20分度(测量值
可准确到0.05 mm)的卡尺示数如图1所示，两测脚间狭缝的宽度为__________mm.用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变____________.（（06 湖北）5、用游标为 20 分度（测量值可准确到 0.05mm）的游标尺测定一个圆筒的深度时，卡尺上部分刻度的示数如图甲所示；用游标为 50 分度（测量值可准确到 0.02mm）的卡尺测定该圆筒的外径时，卡尺上部分刻度的示数如图乙所示，分别读出它们的示数。图甲（游标为 20 分度）的读数是____________；图乙（游标为 50 分度）读数是____________。
（（05 上海）6、、两实验小组使用相同规格的元件，按右图电路进行测量．他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个间距相同的位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)，把相应的电流表示数记录在表一、表二中．对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同．经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路．(1)滑动变阻器发生断路的是第＿＿＿实验组；断路发生在滑动变阻器＿＿段．（2）表二中，对应滑片P在X(d、e之间的某一点)处的电流表示数的可能值为：
(A)0.16A(B)0.26A(C)0.36A(D)0.46A 二、测小灯泡的伏安特性（（05 上海）7、一根长为1m的均匀电阻丝需与一“10V，5W”的灯同时工作，电源电压恒为100V，电阻丝阻值R＝100Ω(其阻值不随温度变化)．现利用分压电路从电阻丝上获取电能，使灯正常工作．(1)在右面方框中完成所需电路；(2)电路中电流表的量程应选择＿＿＿(选填：“0－0.6A”或“0－3A”)；(3)灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为＿＿＿＿m(计算时保留小数点后二位)． 8、为了测定和描绘“220 V 40 W”白炽电灯灯丝伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈 L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在 220 V 交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头 P，移动它的位置，就可以使输出电压在 0~250 V 之间连续变化，图甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材.表一(第一实验组)P的位置 a b c d e ○ A的示数(A)0.84 0.48 0.42 0.48 0.84 表二(第二实验组)P的位置 a b c d X e ○ A的示数(A)0.84 0.42 0.28 0.21 0.84
(1)在图Ⅱ-9 甲中完成实验电路图.（2）说明按你的实验电路图进行测量，在电压较高段与电压较低段进行比较，哪段的误差更大？为什么？（3）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图Ⅱ-9 乙所示，试根据图线确定，把 2只完全相同的“220 V 40 W”白炽电灯串联在 220 V 交流电源的火线与零线间时，2 只电灯消耗的总电功率是多大？（（06 上海）9、表格中所列数据是测量小灯泡 U-I 关系的实验数据：
U/(V)0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/(A)0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215(1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填“甲”或“乙”）；（2）在方格纸内画出小灯泡的 U-I 曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随 I 变大而（填“变大”、“变小”或“不 变”）；（3）如图丙所示，用一个定值电阻 R 和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为 3V 的电源上．已知流过电阻 R 的电流是流过灯泡 b 电流的两倍，则流 过灯泡b 的电流约为 A．（（06 北京）10、某同学用图 2 所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图象.①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择: 图Ⅱ-9
电流表：A 1 :(量程 100 mA，内阻约 2Ω)； A 2:(量程 0.6 A，内阻约 0.3Ω)； 电压表：V 1(量程 5 V，内阻约 5kΩ)； V 2(量程 15 V，内阻约 15Ω)； 电源：E 1(电动势为 1.5 V，内阻为 0.2Ω)； E 2(电动势为 4V，内阻约为 0.04Ω).为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________,滑动变阻器________________，电源___________________.(填器材的符号)②根据实验数据，计算并描绘出 R-U 的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为___________；当所加电压为 3.00 V 时，灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.③根据 R-U 图象，可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________． 三、研究电磁感应现象 11、在“研究电磁感应现象”实验中：
（1）首先要确定电流表指针偏转方向和电流方向间的关系.实验中所用电流表量程为 100 μ A，电源电动势为 1.5 V，待选的保护电阻有：R 1 = 100 kΩ，R 2 = 1 kΩ，R 3 = 10 Ω，应选用_______作为保护电阻.（2）实验中已得出电流表指针向右偏转时，电流是"+"接线柱流入的，那么在如图Ⅰ-10 所示的装置中，若将条形磁铁 S 极朝下插入线圈中，则电流表的指针应向______偏转.（（02 上海）12、、如图所示器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流方向．（1）在给出的实物图中，用实线作为导线将实验器材连成实验电路．（2）将线圈Ｌ １ 插入Ｌ ２ 中，合上开关．能使感图Ⅰ-10
应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是___________． Ａ．插入软铁棒 Ｂ．拔出线圈Ｌ １ Ｃ．使变阻器阻值变大 Ｄ．断开开关（（06 上海）13、在研究电磁感应现象实验中,(1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；（2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）；（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与 原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）．（（05 全国）14、原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从话筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图 2 所示，图 2 中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R 0 =1.2kΩ，R=3.6kΩ，R x 为可变电阻。当 R x 调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时 R x = kΩ。
四、测电源的电动势和内阻或电阻 15、一种供仪器使用的小型电池标称电压为 9 V，允许电池输出的最大电流为 50 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，可用如下器材：电压表○ V内阻很大，R 为电阻箱，阻值范围为 0~9999Ω；R 0 为保护电阻，有四个规格，即：
A.10 Ω，5 W B.190 Ω，21W C.200 Ω，41W D.1.2 kΩ，1W（1）实验时，R 0 应选用_______（填字母代号）较好；（2）在虚线框内画出电路图.（（02 广东）16、现有器材：量程为 10．0ｍＡ、内阻约 30Ω～40Ω 的电流表一个，定值电阻Ｒ １ ＝150Ω，定值电阻Ｒ 2 ＝100Ω，单刀单掷开关Ｓ，导线若干，要求利用这些器材测量一干电池（电动势约 1．5Ｖ）的电动势．（1）按要求在实物图上连线．（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为Ｅ＝_________，式中各直接测得量的意义是_____________________________．
（（06 江苏）17、现在按图①所示的电路 测量一节旧干电池的电动势 E（约 1.5V）和内阻 r（约 20Ω），可供选择的器村如下：
电流表 A 1、A 2（量程（0～500μA，内阻约为 500Ω），滑动变阻器 R（阻值 0～100Ω，额定电流 1.0A），定值电阻 R 1（阻值 约为 100）电阻箱 R 2、R 3（阻值 0～999.9Ω），开关、导线若干。
由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图①电路进行测量。
（1）测量电流表 A 2 的内阻 按图②电路测量 A 2 的内阻，以下给出了实验中必要的操作。
A．断开 S 1 B．闭合 S 1、S 2 C．按图②连接线路，将滑动变阻器 R 的滑片调至最左端，R 2 调至最大 D．调节 R 2，使 A 1 的示数为 I 1，记录 R 2 的值。
E．断开 S 2，闭合 S 3 F．调节滑动变阻器 R，使 A 1、A 2 的指针偏转适中，记录 A 1 的示数 I 1 请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：
▲。
（2）将电流表 A 2（较小量程）改装成电流表 A（较大量程）如果（1）中测出 A 2 的内阻为 468.0Ω，现用 R 2 将 A 2 改装成量程为 20mA 的电流表 A，应把 R 2，设为 ▲ 与 A 2 并联，改装后电流表 A 的内阻 R A 为 ▲ Ω。
（3）利用电流表 A 电阻箱 R 3，测电池的电动势和内阻。
用电流表 A、电阻箱 R 3 及开关 S 按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R 1 的值，记录下电流表 A 的示数 I，得到若干组 R 3、I 的数据，然后通过 作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势 E 和内 r。
a．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 ▲。
b．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴所代表的物理量，用符号表示）。
c．图中 ▲ 表示 E。
图中 ▲ 表示 r。
（（04 江苏）18、某同学对黑箱(见图 1)中一个电学元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件两端的电压 U ab(U ab =U a-U b)与流过它的电流 I 之间的变化关系有如下规律 ①当-15V
(1)在图 2 中画出 U ab ≥0 时该元件的伏安特性曲线．(可用铅笔作图)① 电阻箱 电流表 E,r S ▲ ▲ ▲ O 图② A 1 A 2 R 1 R S 2 S 3 E S 1
(2)根据上述实验事实．该元件具有的特性是______________________ {3)若将此黑箱接入图 3 电路中，并在该电路的 cd 两端输入如图 4(甲)所示的方波电压 信号 u cd ,请在图 4(乙)中定性画出负载电阻 R L 上的电压信号 u ef 的波形．（（05 上海）19、如右上图 1 为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 I-U 关系曲线图。
⑴为了通过测量得到图 1 所示 I-U 关系的完整曲线，在图 2 和图 3 两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________。（电源电动势为 9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为 0-100Ω）。
I/mA U/V 1 2 3 4 5 6 7 50 40 30 20 10 O 图 1 V A 图 2 V A 图 3 A R 1 R 2 热敏电阻 9V 图 4
⑵在图 4 电路中，电源电压恒为 9V，电流表读数为 70mA，定值电阻 R 1 =250Ω。由热敏电阻的 I-U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻 R 2 的阻值为______Ω。
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：______________________________________。
（（05 广东））20、热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约 4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约 1Ω）、直流电压表（内阻约 5kΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。
⑴在图 8（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。
⑵根据电路图，在图 8（b）的实物图上连线。
⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤______________________。
创新设计题训练：
（98 年上海）1、如图 31—5 所示，有 A、B、C 三个接线柱，A、B 之间接有内阻不计的 10 V 电源，手头有四个阻值完全相同的电阻，将它们适当组合，接在 A、C 和 C、B之间，构成一个电路，使 A、C 间电压为 6 V，C、B 间电压为 4 V，试设计两种方案，分别画在图(a)(b)中.2、如图 31—12 所示，A 是固定的金属块，B 是漂浮在水面的金属球壳，C 为住宅楼顶的蓄水池，M 是带有电动机的水泵，D 是弹簧，E 是衔铁，F 是螺线管，G是触点，K 是开关，J 为电池，请利用上述器材，设计一个住宅楼顶上的自动注水装置.（1）连接电路图.(2)当水池的水位低时，A 露出水面，左边的图 8（a）图 8（b）A 3 0.6 V 3 15
电路断开，电磁铁线圈中____，衔铁被弹簧拉起，使____连通，带动水泵的电动机电路接通，电动机开始工作，向水池自动注水，当水位升至 A 时，左边电路接通，____把____吸引下来，带动动触点与静触点分开，电动机停止工作，这就制成了自动注水装置。
