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高中物理实验题


高中物理实验复习题集
实验复习要求: 一、仪器的使用
要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火 花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等, 掌握各种仪器的使用条件、读数(有效数字) 5 6

1、游标卡尺(10 分尺、20 分尺、50 分尺)

1)读出游标卡尺的读数为__________cm. (2)一游标卡尺的主尺最小分度是 1 mm,游标尺上有 20 个 小的等分刻度,用它测量一工件的长度,如下图所示。这个工 件的长度是______mm。

0

5

10

2、螺旋测微器
用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时,螺旋测微器 上的示数如下图所示,左图的读数是 数是 cm。 _______cm,右图的读

二、验证力的平行四边形定则
1、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中 A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的结点,OB 和 OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)图乙中的 F 与 F′两力中,方向一定沿 AO 方向 的是____________________ (2)本实验采用的科学方法是---( ) A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 (1) F'; (2) B; D. 建立物理模型法

三、探究弹簧弹力与伸长量的关系:
1、用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17 世纪英国物理学家胡克
1

发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发 现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为 4m,横 截面积为 0. 8 cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的 1/1 000,由于这一拉力很 大,杆又较长,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如 下:

(1)根据测试结果,推导出线材伸长 x 与材料的长度 L、材料的横截面积 S 及拉力 F 的 函数关系为 。 (2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法? 。 (3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约 。 答案:(1) x ? k

FL (其中 k 为比例系数) ;(2)控制条件法(或控制变量法、单因子法、 s

归纳法) ;(3)104 N 2、在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置 测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下 施加外力 F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外 力 F 与弹簧的形变量 x 作出的 F-x 图线如图所示,由图可知弹簧 的劲度系数为 . 图线不过原点的原因是由于 。 答案:200 N/m 弹簧有自重 3、以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。 (1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用 字母排列出来是: 平滑的曲线连结起来。 B、记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度 L0 C、将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度 尺 D、依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个……钩码,并分别记下钩码静止时, 弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码 E、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式. F、解释函数表达式中常数的物理意义. (2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据: 弹力(F/N) 弹簧原来长度(L0/cm) 0.5 15
2



A、以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用

1.0 15

1.5 15

2.0 15

2.5 15

弹簧后来长度(L/cm) 弹簧伸长量(x/cm)

16.2

17.3

18.5

19.6

20.8

①算出每一次弹簧伸长量,并将结果填在上表的空格内 ②在图 6 的坐标上作出 F-x 图线。 ③写出曲线的函数表达式。 (x 用 cm 作单位) : ④函数表达式中常数的物理意义:

图6 3、 (1)实验步骤排列: C B D A E F (2.1)请计算出每一次弹簧伸长长度并将结果填在上表的空格内 弹力(F/N) 弹簧伸长量(x/cm) 0.5 1.2 1.0 2.3 1.5 3.5 2.0 4.6 2.5 5.8

(2.2)请你在下图坐标上作出 F-x 图线。 (2.3)曲线的函数式。 (x 用 cm 作单位) 。 F = 0.43x ( 2. 4 ) 函数表达式中的常数为弹簧的

劲 度系 数 ,表示使 弹 簧每伸 长 或 压缩 0.01m (1cm)所需的拉力,大小为 0.43N。

四、研究匀变速直线运动
1、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如 图所示,并在其上取 A、 B、 C、 D、 E、F、G 等 7 个计数点,每相邻两个计数点间还 有 4 个点,图中没有画出,打点计时器接周期为 T=0.02 s 的交流电源.他经过测量并计算 得到打点计时器在打 B、 C、 D、 E、F 各点时物体的瞬时速度如下表:

3

(1)计算 v F 的公式为 v F =



(2)根据(1)中得到的数据,以 A 点对应的时刻为 t=0,作出 v-t 图象,并求物体的 加速度 a= m/s2 ; (3)如果当时电网中交变电流的频率是 f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速 度的测量值与实际值相比 (选填:偏大、偏小或不变) . 答案:(1) v F ?

d6 ? d4 10T

(2) a ? 0.425? 0.005m / s ,图略 (3)偏小
2

2、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择 0、1、2、3、4、5 的 6 个计 数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁放着带有最小分度毫米的刻度尺,零点 跟 “0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点 1、3、5 跟 0 点的距离填入下列表格中.

计 算 小 车 通 过 计 数 点 “ 2 ” 的 瞬 时 速 度 为 v2 = m/s; 小 车 的 加 速 度 是 a= 2 m/s (保留两位有效数字) . 答案:1.20 5.40 12.00 v2 =0.21 m/s a=0.60 m/s2 3、为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在木块 A 和板 B 上贴上待测的纸,B 木板水平固定,砂桶通过细线与木块 A 相连, 调节砂桶中砂的多少, 使木块 A 匀速向左运动. 测出砂桶和砂的总质量 m, 以及贴纸木块 A 的质量 M,则两纸间的动摩擦因数 ? ?

m . M

(1)该同学为什么要把纸贴在木块 A 和木板 B 上,而不直接测量两张 纸间的滑动摩擦力? (2)在实际操作中,发现要保证木块 A 做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来 克服这一困难. ①你设计的改进方案是 ; ②根据你的方案,结果动摩擦因数 ? 的表达式是 ; ③根据你的方案要添加的器材有 答案:(1)通过增大压力来增大摩擦力,便于测量; (2)①使木块 A 做匀加速运动,测出其加速度 a; ②? ? 。

m M ?m ? a ;③打点计时器、低压电源 M Mg

4、 图是运用运动传感器测定小车 A 刹车时加速度大小的实验中 的简易装置图. (1)若信号发射器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运 动的物体反射后又被信号发射器接受到,从而可以测量物体运动的
4

一些物理量.下列说法正确的是 。 A.超声波是一种电磁波 B.超声波是一种机械波 (2)这组传感器所测量的物理量是 。 (3)图是通过传感器、数据采集器,再经计算机所绘制的小车运动速度与时间关系 v—t 图线,根据图线中的数据可求出小车的加速度的大小 a= m/ s2. 答案:(1)B (2)位移、时间 (3)1. 35 m/s2 5、像打点计时器一样,光电计时器也是一 显示屏 d 种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如 00.0 P 图 9 所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收 L 1 装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就 光电计时器 可以显示物体的挡光时间。 M b 现利用图 10 所示装置测量滑块和长 lm 左右 a 的木块间的动摩擦因数, 图中 MN 是水平桌面, Q 10 图9 光电门 是木板与桌面的接触点,1 和 2 是固定在木板上 适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计 5 cm 6 7 时器设有画出。此外在木板顶端的 P 点还悬挂着 一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门 l、 2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 11 块的宽度 d,卡尺数如图图 11 所示。 (1)读出滑块的宽度 d = cm。 (2)滑块通过光电门 1 的速度 v1 = m/s,滑块通过光电门 2 的速度 v2 = m/s。 (3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为 g,为完成测量,除了研究 v1、v2 和 两个光电门之间的距离 L 外, 还需测量的物理量是 (说明各量的物理意义, 同时指明代表物理量的字母) 。 (4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ= (用字母表示) 。 5、 (1)5.015 (2)1.0 2.5(3)P 点到桌面高度 h;重锤在桌面上所指的点与

2

Q N

5.0 ?10?2 s 和 2.0 ?10?2 s。用游标卡尺测量小滑

0

5

10

15

20

Q 点的距离 a;斜面的长度 b (4) ?

h a

2 2 (v 2 ? v1 )b 2 Lga

6、一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验。 (1)现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、 纸带若干、220V 交流电源,低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材 是: ;缺少的器材 是 . (2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点 标为 A,随后连续的几个点依次标记为点 B、C、D、E 和 F,测量出各点间的距离,如图 7 所示。 请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式: (3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度。 (结果 保留两位有效数字)
5

(4)估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源及其减少误差的方法。

6、答案 1:其中不必要的器材是: 电火花计时器及碳粉纸、220V 交流电源、低压直 流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 低压交流电源、毫米刻度尺、重锤 .

答案 2:其中不必要的器材是: 电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表;缺 少的器材是: 毫米刻度尺、重锤 . 答案 1: (2)依据的公式:? s ? 第一组 s(m) t(s) (AF)0.048 0.10 9.600

1 2 2s gt ,? g ? 2 2 t
第二组 (AE)0.0307 0.08 9.594
2

第三组 (AD)0.0173 0.06 9.611
2

平均 / / 9.60

g(m/s2)

(4)实验结果纸带的加速度 9.60m/s 与重力加速度的标准值 9.8 m/s 有偏差,误差 大小为 Δg =|9.8-9.60| m/s2=0.20 m/s2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦, 可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。 答案 2: (2)依据的公式:? ?s ? aT ,T ? 0.02s ,? a ?
2

?s T2
平均 (AB)0.0019 0.0039 / / 0.00385 9.63

s(m) Δs(m) a(m/s )
2

(EF)0.0173 / /

(DE)0.0134 0.0039 /

(CD)0.0096 0.0038 /

(BC)0.0058 0.0038 /

(4)实验结果纸带的加速度 9.63m/s2 与重力加速度的标准值 9.8 m/s2 有偏差,误差 大小为 Δa=|9.8-9.63| m/s2=0.17 m/s2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦, 可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。

五、验证牛顿运动定律
1、在验证牛顿第二定律的实验中得到的两条曲线如图 15 所示.左图的直线不过原点是由 于______;右图的直线发生弯曲是由于______造成的.

6

15 某同学在探究牛顿第二定律的实验中,在物体受外力不变时,改变物体的质 量,得到数据如下表所示。 实验次数 物体质量 m(kg) 物体的加速度 a(m/s2) 物体质量的倒数 1/m(1/kg) 1 0.20 0.78 5.00 2 0.40 0.38 2.50 3 0.60 0.25 1.67 4 0.80 0.20 1.25 5 1.00 0.16 1.00 (1)根据表中的数据,在图 5 所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出 a-m 图象 和 a-1/m 图象。

2、9.

图5

1 m

(2)由 a-m 图象,你得出的结论为 ; 由 a-1/m 图象,你得出的结论为 。 (3)物体受到的合力大约为 。 2、 (1)图象略 (2)在物体受外力不变时,物体的质量越大,它的加速度越小 ; 在物体受外力不变时,物体的加速度与质量的倒数成正比(或 F 一定,a 与 m 成反比) ; (3)0.15N~0.16N 均对。

六、验证机械能守恒定律的实验
1、 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中, 质 量 m=1. 00 ㎏的重物自由下落,打点计时器在纸带上打 出一系列点.如 图 所示为选 取的一 条 符合 实验 要求的 纸 带,O 为第一个点,A、B、C 为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出) .已知 2 打点计时器每隔 0.02 s 打一次点,当地的重力加速度 g=9. 80m/s .那么: (1)纸带的 端(选填“左”或“右’ )与重物相连; (2)根据图上所得的数据,应取图中 O 点和 点来验证机械能守恒定律; (3)从 O 点到所取点,重物重力势能减少量 ?E P = J,动能增加量

?EK =

J;(结果取 3 位有效数字)

7

(4)实验的结论是 。 答案: (1)左 (2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差范围内,重物下落过程中机械能 守恒 2、如图所示,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端, OP 是可绕 O 点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球.现在利用这些器材 测定弹簧被压缩时的弹性势能. ①还需要的器材是 、 。 ②以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量,进而转化 对 和 的直接测量. 答案:(1)下降 上升 (2)①天平 刻度尺 ②重力势能 质量 高度

七、验证动量守恒定律
1、如图所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器. 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在 导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡 板 C、D 的气垫导轨以及滑块 A、B 来验证动量守恒定律,实验装置 如图所示(弹簧的长度忽略不计) ,采用的实验步骤如下: (a)用天平分别测出滑块 A、B 的质量 m A 、 mB . (b)调整气垫导轨,使导轨处于水平. (c)在滑块 A、滑块 B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫 导轨上. (d)用刻度尺测出滑块 A 的左端至板 C 的距离 L1. (e)按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块 A、B 运动时间的计时器开始工作.当滑块 A、B 分别碰撞挡板 C、D 时停止计时,计下滑块 A、B 分别到达挡板 C、D 的运动时间 t1 和 t2。 (1)实验中还应测量的物理量是 。 (2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 ,由此公式算得 的 A 、 B 两 滑 块 的 动 量 大 小 并 不 完 全 相 等 , 产 生 误 差 的 原 因 是 。 (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式. 答案:(l)B 的右端至 D 板的距离 l 2 (2) m A 造成误差.

L1 L ? mB 2 ? 0 测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等 t1 t2
2 2

L L 1 (3)能 E P ? (m A 12 ? m B 22 ) 2 t1 t2
2、用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为 mB 的钢

8

球 B 放在小支柱 N 上, 球心离地面高度为 H; 质量为 m A 的钢球 A 用细线拴好悬挂于 O 点, 当细线被拉直时 O 点到球心的距离为 L,且细线与竖直线之间夹角 ? ;球 A 由静止释放,摆 到最低点时恰与球 B 发生正碰,碰撞后,A 球把轻质指示针 C 推移到与竖直夹角为 ? 处, B 球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸 D,用来记录球 B 的落点. (1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球 A、B 的动量(设两球 A、B 碰前的 动量分别为 p A 、 pB ;碰后动量分别为 p A 、 p B ),则 p A =

?

?

; pA =

?

;

pB =

; pB =

?

。 。

(2)请你提供两条提高实验精度的建议: 答案:(1) mA 2gL(1 ? cos? )

mB 2gL(1 ? c o s ?) 0

mB s 2 gL 2H

(2)①让球 A 多次从同一位置摆下,求 B 球落点的平均位置;② ③两球 A、B 质量不要太小;④球 A 质量要尽量比球 B 质量大

? 角取值不要太小;

3、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车 A 的前端粘有
橡皮泥,推动小车 A 使之做匀速运动, 然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并 粘合成一体,继续做匀速运动,他设计 的具体装置如图所示.在小车 A 后连着 纸带,电磁打点计时器电源频率为 50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力. (1)若已得到打点纸带如图所示,并测 得各计数点间距标在图上,A 为运动起始 的第一点, 则应选____段起计算 A 的碰前 速度; 应选____段来计算 A 和 B 碰后的共 同速度(填 AB、BC、CD、DE) . (2)已测得小车 A 的质量 m1=0.40kg, 小车 B 的质量 m2=0.20kg,由以上测量结果可得: 碰前总动量=______kg·m/s 碰后总动量=______kg·m/s 3(1) BC DE (2)0.42kg·m/s 0.417kg·m/s 4. 某同学用图 16 装置做验证动量守恒定律的实验.先将 a 球从斜 槽轨道上某固定点处 由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复 10 次;再把同样大小的 b 球放 在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让 a 球仍从原固定点由静止开始滚下,和 b 球 相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复 a 10 次. b ⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些 _____________. H A.斜槽轨道末端到水平地面的高度 H B.小 球 a、b 的质量 ma、mb C.小球 a、b 的半径 r
9

O B C

A

D.小球 a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间 t E.记录纸上 O 点到 A、B、C 各点的距离 OA、OB、OC F.a 球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差

h
⑵小球 a、b 的质量 ma、mb 应该满足什么关系?为什么? ⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同 时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时小球 a、b 的落地 点依次是图中水平面上的_____点和_____点. 45 46 ⑷为测定未放被碰小球时,小球 a 落点的平均位置,把刻度 47 图 17 尺的零刻线跟记录纸上的 O 点对齐,右图给出了小球 a 落点附近的情况,由图可得 OB 距 离应为__________cm. ⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________. 4.(1)B、E (2)ma>mb、防止 a 球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度 减小而影响实验结果。 (3)同时落地、如果不是同时落地,会影响实验结果、A、C (4)4.59 (5)maOB=maOA+mbOC

八、测定金属的电阻率
1、在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图 所示,用米尺测量金属丝的长度 l=0. 810 m.金属丝的电阻大约为 4Ω, 先用伏安法测出金属丝的电阻, 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电 阻率. (1)从图中读出金属丝的直径为 mm. (2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选 择的实验器材: A.直流电源:电动势约 4.5 V,内阻很小; B.电流表 A1:量程 0~0.6 A,内阻 0. 125Ω; C.电流表 A2:量程 0~3. 0 A,内阻 0. 025Ω; D.电压表 V:量程 0~3 V,内阻 3 kΩ; E.滑动变阻器 R1:最大阻值 10Ω; F.滑动变阻器 R2:最大阻值 50Ω; G.开关、导线等. 在可供选择的器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的滑动变阻器 是 。 (3)根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图. (4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为 Rx=4. 1Ω, 则这种金属材料的电阻率为 Ω·m. (保留二位有效数字) 答案:(1)0.520±0.002 (2) A1 R1 (3)实验电路如图所示 (4)(1.1±0.1)×10-6

2、一个标有“12 V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻 R
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随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示,利用这条图线计算: (1)在正常发光情况下,灯泡的电功率 P= W. (2)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温有 300 K,在正常发光情况下,灯丝的温 度为 K. (3)若一定值电阻与灯泡串联,接在 20 V 的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻 值为 Ω. 答案:(1)24 (2)1 800 (3)4 3、有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图所示.此金属材料重约 1~2 N,长 约为 30 cm,电阻约为 10Ω.已知这种金属的电阻率为 ? ,密度为 ?0 .因管内中空部分截 面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积 S0,现有 如下器材可选: A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器 C.电流表(600 mA,1. 0Ω) D.电流表(3 A,0. 1Ω) E.电压表(3 V,6 kΩ) F.滑动变阻器(2 kΩ,0. 5 A) G.滑动变阻器(10 kΩ,2 A) H.蓄电池(6 V,0.05Ω) I.开关一个,带夹子的导线若千. (1)除待测金属管线外,还应选用的器材有 (只填代号字母) . (2)在图中画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路. (3)实验中要测量的物理量有: ,计算金属管线内部空间截面积 S0 的表达式为 S0= 。

答案:(1)ABCEGHI 电流表示数 I

(2)如图所示(3)横截面边长 a、管线长度 l、电压表示数 U、

S0 ? a 2 ?

?Il
U

九、测量电源的电动势和内阻
1、某同学用一个定值电阻 R、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内
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阻的实验电路, 如图所示, 已知电压表的内阻远大于电源的内电阻, 其量程大于电源电动势, 表盘上刻度清晰,但数字不清,电源内阻约为几欧. (1)在方框内画出实验电路图. (2)实验中始终闭合开关 S1,当开关 S2 处于断开和闭合两种状态时,电压表指针偏转格 数分别为 n1、n2,则计算电源内阻的表达式是 r= 。

答案:(1 )略 (2)

n1 ? n2 R n2

2、现有一种特殊的电池,它的电动势 E 约为 9V,内阻 r 约为 50Ω,已知该电池允许 输出的最大电流为 50 mA,为了测定这个电 池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示 的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对 电路的影响可不考虑,R 为电阻箱,阻值范围 0~9 999Ω,R0 是定值电阻,起保护电路的作用. (1)实验室备有的定值电阻 R0 有以下几种规格: A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω 1. 0 W C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W 本实验应选哪一种规格?答 。 (2)该同学接入符合要求的 R0 后,闭合开关 S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数 改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图 (b)所示的图线(已知该直线的截距为 0.1 V-1).则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E 为 V,内阻 r 为 Ω. 答案:(1 )C (2)10 46±2 3、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A.待测的干电池(电动势约为 1. 5 V,内电阻小于 1. 0Ω) B.电流表 G(满偏电流 3 mA,内阻 Rg=10Ω) C.电流表 A(0~0. 6 A,内阻 0.1Ω) D.滑动变阻器 R1(0.20Ω,10 A) E.滑动变阻器 R2(0~200Ω,l A) F.定值电阻 R0 (990Ω) G.开关和导线若干 (1) 某同 学发现 上述器材中 虽 然 没 有 电压 表, 但给出了两个电流表, 于是他设计了如图所 示中甲的(a)、 (b)两个参考实验电路,其中合 理的是 图所示的电路;在该电路中,为了操 作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号) .

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(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的 I1—I2 图线 (I1 为电流表 G 的示数,I2 为电流表 A 的示数) ,则由图线可以得被测电池的电动势 E= V,内阻 r= Ω。 答案:(1 )b D 或 R, (2) (1.48 士 0.02) 0.77(0.75~0.80) 4、 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中, 某同学测得了七组数据 (如 下表) .

(1)根据表中实验数据在图中作出 I—U 图线;从图线中得出,电源电动势 E= V,内 电阻 r= Ω. (2)若一位同学未画出图线,只选用其中两组 U 和 I 的数据,根据公式 E= U1+I1r 和 E=U2+I2r 算出 E 和 r,这样做可能得出误差很大的结果,则他选 用其中第 组和第 组数据时算得的结果误差大. 答案:(1)1.46 0. 73 (2)3 5(图线略)

十、描绘小灯泡伏安特性曲线
1、(1)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在如图所 示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材, 并将它们的编号填在横 线上. 应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取 。

E 总阻值 I5Ω,最大允许电流 2A 的滑动变阻器 F.总阻值 200Ω,最大允许电流 2A 的滑动变阻器 G.总阻值 1 000Ω,最大允许电流 1A 的滑动变阻器 (2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中 b 线,将该小灯泡与一干电池组成闭合电 路, 该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中 a 线, 则小灯泡与电池连接后的 实际功率为 W;若再将一阻值为 0.75Ω的电阻串联在电路中,则小灯泡的实际功率为 W. 答案:(1 )C E (2)0. 72 0. 24 2、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一研究性学习小组在实验室通过实验研 究这一问题,实验室备有的器材是:电压表(0.3 V,3 kΩ)、电流表(0~0.6 A,0.1Ω)、电 池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干.实验 时 ,要求小灯泡 两 端 电压从 零逐 渐 增大到 额 定 电压 以 上. (1)他们应选用图 85 中图所示电路进行实验. (2)根据实验测得数据描绘出如图所示 U-I 图象,
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由 图 分 析 可 知 , 小 灯 泡 电 阻 随 温 度 是 。

T

变 化 的 关 系

(3)已知实验中使用的小灯泡标有 1. 5 V 字样,请你根据上述实验结果求出小灯泡在 1. 5 V 电压下的实际功率是 W. 答案:(1 )A (2 )R 随温度 T 升高而增大 (3)0.69 W

十一、电阻的测量
11.有一待测的电阻器 Rx,其阻值约在 40~50Ω 之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有: 电压表 V(量程 0~10 V,内电阻约 20 kΩ) ; 电流表 A,(量程 0~500 mA,内电阻约 20Ω); 电流表 A,(量程 0~300 mA,内电阻约 4Ω) ; 滑动变阻器 R, (最大阻值为 10Ω,额定电流为 2 A) ; 滑动变阻器 R2 (最大阻值为 250Ω, 额定电流为 0.1 A); 直流电源 E(电动势为 9V,内电阻约为 0. 5Ω); 开关及若干导线. 实验要求电表读数从零开始变化, 并能多测 出几组电流、电压值,以便画出 I-U 图线. (1)电流表应选用 .(2)滑动变阻器选 用 (选填器材代号)). (3)请在如图甲所 示的方框内画出实验电路图, 并将图乙中器材连 成符合要求的电路. 答案:(1 )A1 (2)R1 (3)电路图如图所示

14.某同学测量一只未知阻值的电阻. (1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步 骤操作后,测量的结果如图甲所示,请你读出其 阻值大小为 ,为了使多用电表测量的结 果更准确,该同学接着应该进行哪些操作? 答 。 (2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为 5 k Ω,电流表内阻约为 5Ω,变阻器阻值为 50Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确 地测量电阻,请你完成其余的连线. (3) 该 同 学 按照“伏安法” 测 量 电 阻的要 求连接好图乙电路后,测得的电阻值将 (填“大于” 、 “小于”或“等于” )被测电阻的实 际阻值. 答案: (1)1. 0 KΩ 将选择开关打到 “×100”挡;将两表笔短接,调节调零旋钮, 进行欧姆挡调零; 再将被测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数; 测量完毕将选择开
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关打到“OFF”挡. (2)如图 8 所示.

(3)大于.

15.利用如图所示电路测量一量程为 300 mV 的电压表的 内阻 RV, RV 约为 300Ω.某同学的实验步骤如下: ①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器 R 的滑片 P 滑 到 a 端,闭合开关 S2,并将电阻箱 R0 的阻值调到较大; ②闭合开关 S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度; ③保持开关 S1 闭合和滑动变阻器滑片 P 的位置不变,断开开关 S2,调整电阻箱 R0 的 阻值大小,使电压表的指针指到满刻度的一半;读出此时电阻箱 R0 的阻值,即等于电压表 内阻 RV. 实验所提供的器材除待测电压表、 电阻箱 (最大阻值 999. 9Ω)、 电池 (电动势约 1. 5 V, 内阻可忽略不计) 、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材: A.滑动变阻器(最大阻值 150Ω); B.滑动变阻器(最大阻值 10Ω); C.定值电阻(阻值约 20Ω) ; D.定值电阻(阻值约 200Ω). 根据以上设计的实验方法,回答下列问题: (1)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器 R 应选用 .定值电阻 R'应选用 (填序号) . (2)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压 表内阻的测量值 R 测 真实值 RV(填“大于” 、 “小于”或“等于” ) ,且在其他条件不变的情况 下,若 R 越大,其测量值 R 测的误差就越 (填“大”或“小” ) . 答案:(1 )B C (2)大于 小 16.某同学为了测电流表 A 的内阻精确值,有如下器材: 电流表 A1(量程 300 mA,内阻约为 5Ω); 电流表 A2(量程 600 mA,内阻约为 1Ω) ; 电压表 V(量程 15 V,内阻约为 3 kΩ) ; 定值电阻 R0 (5Ω) ; 滑动变阻器 R1(0~10Ω,额定电流为 1 A); 滑动变阻器 R2(0~250Ω,额定电流为 0. 3 A) ; 电源 E(电动势 3 V,内阻较小) . 导线、开关若干. (1)要求电流表 A1 的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的 减少误差.在如图所示线框内画出测量用的电路图,并在图中标出所用仪 器的代号. (2)若选测量数据中的一组来计算电流表 A1 的内阻 r1,则所用电流表 A1 的内阻 r1 表达式为 r1 = ; 式中各符号的意义是 。 答案:(1)电路如图所示 (2 ) r1 ?

I 2 ? I1 R0 I1

I1、I2 分别为电流表示数,R0 是定值电阻大小.

18. 在把电流表改装为电压表的实验中, 提供的器材有①电 流表 (量程 0~100 ? A, 内阻几百欧) , ②标准电压表 (量程 0~
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3 V),③电阻箱(0~9 999Ω) ,④电阻箱(0~99 999Ω),⑤滑动变阻器(0~50Ω,额定电流 1. 5 A),⑥电源(电动势 6 V,有内阻) ,⑦电源(电动势 12 V,无内阻) ,⑧开关两只,导 线若干. (1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻.如果采用如图所示的电路测定电流表的 内电阻并且要想得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,可变电阻 R1 应选用 , 可变电阻 R2 应选用 ,电源应选用 (填器材前的序号) . (2)如果测得电流表 A 的内阻为 800Ω 要把它改装为量程为 0~3 V 的电压表, 则 改装的方法是 给电 流表串 联 一 个 阻 值 为 Ω的电阻. (3)如图甲所示器材中,一部分是将电 流表改装为电压表所需的, 其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的. 在 图 88 乙的方框中画出改装和校对都包括在 内的电路图(要求对。-3 V 的所有刻度都能在实验中进行校对) ;然后将器材实物按以 上要求连接成实验电路. 答案:(1)④ ③ ⑥ (2)29 200 (3)如图所示

19.光电管在各种自动化装置中有很多应用, 街道路灯自动控制就是其应用之一,如图所示电 路为其模拟电路,其中 A 为光电管,B 为电磁继 电器,C 为照明电路,D 为路灯,请连成正确的 电路,达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果. 答案:如图所示 20.图甲所示电路称为惠斯通电桥,当通过灵 敏电流计 G 的电流 Ig=0 时, 电桥平衡, 可以证明电 桥的平衡条件为:

R1 R3 .图乙是实验室用惠斯 ? R2 R4

通电桥测量未知电阻 Rx 的电路原理图,其中 R 是已知电阻,S 是开关,G 是灵敏电流计,AC 是一条粗细均匀的长直电阻丝,D 是滑动头,按下 D 时就使电流计的一端与电阻丝接通,L 是米尺. (1)简要说明测量 Rx 的实验步骤,并写出计算 Rx 的公式; (2)如果滑动触头 D 从 A 向 C 移动的整个过程中,每次按下 D 时,流过 G 的电流总是 比前一次增大,已知 A、C 间的电阻丝是导通的,那么,电路可能在 断路了.

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答案:(1)闭合开关,把滑动触头放在 AC 中点随近,按下 D, 观察电流表指针的偏转方向;向左或向右移动 D,直到按下 D 时,电流表指针不偏转;用刻度尺量出 AD、 DC 的长度 l1 和 l2;根据公式 R x ? 求出 Rx 的值 (2) BC 断了。

l2 R, l1

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