第12讲电学试验中常考的4个问题2012·山东卷21在测量金属.DOC

第12讲　电学实验中常考的4个问题 1．[2012·山东卷，21(2)]在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x(阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)； 　　　A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)； 电源：E1(电动势3 V，内阻不计)； 　E2(电动势12 V，内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线． 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5－12－1所示，读数为________mm. 图5－12－1 若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图)． 解析　螺旋测微器主尺读数为1.5 mm，螺旋刻度读数为27.3×0.01 mm＝0.273 mm，读数应为：1.5 mm＋0.273 mm＝1.773 mm. 由于待测电阻Rx阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故电流表选A1，电源选E1. 答案　1.773(1.771～1.775均正确) A1　E1　电路图如图所示． 2．[2013·山东卷，21(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5－12－2甲所示，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间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UH＝k，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甲所示，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”)端通过导线连接． 已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T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. I(×10－3 A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 UH((×10－3 V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8 根据表中数据画出UH－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3 V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)． 图5－12－2 该同学查阅资料发现，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乙所示的测量电路．S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2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接在电路中．在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件________和________(填器件代号)之间． 解析　 通过矩形半导体元件的电流由P向Q，故根据左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由N端指向M端，故带正电粒子向M端偏转，故M端聚积正电荷，M端电势高于N端，电压表的“＋”接线柱接M端；由UH＝k可得霍尔系数k＝，由图象可得k′＝＝0.38 V/A，故k＝1.5×10－3 V·m·A－1·T－1；为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，将S2掷向c；为保证电路安全，定值电阻应接在S1和E(或S2和E)之间． 答案　M　如图所示，1.5(或1.4或1.6) b　c　S1　E(或S2　E) 3．(2014·山东卷，22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图5－12－3甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度． 图5－12－3 可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干． 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)． (2)在实物图5－12－4中，已正确连接了部分导线，请根据图5－12－3甲电路完成剩余部分的连接． 图5－12－4 (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图5－12－3乙所示，读数为________ V. (4)导线实际