专题七　第16练　电学实验.docx

第16练电学实验

1.(2023·全国乙卷·23)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S

(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I＝，金属丝的电阻r＝。(结果均用R0、U1、U2表示)?

(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：

U1(mV)

0.57

0.71

0.85

1.14

1.43

U2(mV)

0.97

1.21

1.45

1.94

2.43

(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω。

(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。?

(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝×10－7Ω·m。(保留2位有效数字)?

答案(2)U2-U1R0

(6)5.0

解析(2)根据题意可知，R0两端的电压为

U＝U2－U1

则流过R0及待测金属丝的电流

I＝U

金属丝的电阻r＝U

联立可得r＝U

(5)螺旋测微器的读数为

d＝0+15.0×0.01mm＝0.150mm

(6)根据r＝ρL

又S＝π·(

代入数据联立解得

ρ≈5.0×10－7Ω·m

2.(2024·四川成都市二模)某同学欲利用半偏法测量量程为2.0V的电压表V的内阻(约为几千欧)，设计了如图甲所示电路，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值9999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关2只，导线若干。实验步骤如下：

a.按图甲连接线路；

b.闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；

c.保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，调节电阻箱使电压表示数为1.0V，记下电阻箱的阻值。

(1)实验中滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”)。?

(2)根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙中实物图连接成实验电路。

(3)在步骤b中，闭合开关S1、S2前，滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最(填“左”或“右”)端。?

(4)在步骤c中，记录的电阻箱阻值为1998.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，则该电压表的内阻为Ω(结果保留到整数位)。实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压会发生微小变化，如果要考虑其变化的影响，用半偏法测量的电压表内阻与其真实值相比，测量值(填“小于”“等于”或“大于”)真实值。?

(5)该同学进一步研究了该电压表的内部结构，发现它是由一个表头和电阻串联而成，由此可以推断该表头的满偏电流为。?

A.500μA B.750μA

C.1mA D.10mA

答案(1)R1(2)见解析图(3)左(4)1998大于

(5)C

解析(1)滑动变阻器由于采用的是分压接法，为了便于操作，应该选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择R1。

(2)实物图如下图。

(3)在步骤b中，闭合开关S1、S2前，滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最左端，其目的是保护电表，且使电压表的示数从零开始调节。

(4)在步骤c中，记录的电阻箱阻值为1998.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，根据串联电路的分压特点有RV＝R＝1998Ω。

根据设计的电路，实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要变大，大于2V，故电阻箱分得的电压大于1V，电阻箱的阻值大于电压表的真实阻值，测量值大于真实值。

(5)该表头的满偏电流为I＝UR≈1mA

3.(2024·湖北十堰市二模)一个物理兴趣小组的同学准备测定某电池的电动势和内阻，实验室可供选用的实验器材有：电流表A1、A2，滑动变阻器R，电阻箱R0，待测电源E，开关S，导线等。实验步骤如下：

(1)兴趣小组的同学设计了如图a所示的电路来测定电流表A1的内阻：将电阻箱的阻值调整到R0＝50Ω，调节滑动变阻器的阻值，得到多组电流表A1、A2的读数I1、I2，并用描点法得到I2－I1图像，图像为过原点的倾斜直线，如图b所示。若直线的斜率用k表示，电阻箱的阻值用R0表示，则电流表A1的内阻RA1的表达式为，结合图b的数据可得电流表A1的内阻RA1