1、优质文档优质文档第 13 讲 电学实验1某同学在实验室测汽车电热器的电功率，此电热器额定电压为 12 V实验室备有下列器材：A输出电压为 16 V 的学生电源B量程为 03 A 的电流表，内阻约 0.1 C量程为 00.6 A 的电流表，内阻约 0.5 D量程为 03 V 的电压表，内阻约 3 kE量程为 015 V 的电压表，内阻约 15 kF010 ， 0.5 A 的滑动变阻器G010 ，2 A 的滑动变阻器H导线，开关该同学测量的数据记录如下：U/V 2.4 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0I/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50(1)该电热器的阻值是
2、否恒定不变？答：_(填“是”或“不是”)(2)合理选择实验器材：电流表选_，电压表选_，滑动变阻器选_(3)请画出电路图(4)电热器的额定功率为_解析 (2)因实验 中电热器最大电压为 12 V，最大电流为 0.5 A，故选择量程为 015 V 的电压表，量程为 00.6 A 的电流表；如果采用滑动变阻器的限优质文档优质文档流接法，当滑动变阻器阻值调到最大时， 电热器上的电压仍然会大于 2.4 V，所以采用分压式，由于电热器的最大电流为 0.5 A，采用分 压式时，滑动变阻器的一部分处在干路，故滑动变阻器承受的最大电流必须大于 0.5 A，故采用G.(3)由于电热器的 电阻在 20 左右， ，
3、故采用 电流表外接法，电200.51510320路图如图所示(4)PUI 120.5 W6 W.答案 (1)不是 (2)C E G (3)如图所示 (4)6 W2在“测定直流电动机的效率”的实验中，用图 61326 甲所示的电路测定一个额定电压为 6 V，额定功率为 3 W 的直流电动机的机械效率根据电路图在图乙中完成实物图的连线；图 61326实验中保持电动机两端电压 U 恒为 6 V，重物每次匀速上升的高度 h 均为1.5 m，所测物理量及测量结果如下表所示：实验次数 1 2 3 4 5电动机的电流 I/A 0.2 0.4 0.6 0.8 2.5所提重物的重力mg/N0.8 2.0 4.0
4、 6.0 6.5优质文档优质文档重物上升时间 t/s 1.4 1.65 2.1 2.7重物不运动计算电动机效率 的表达式为_(用符号表示)，前 4 次实验中电动机工作效率的平均值为_在第 5 次实验中，电动机的输出功率是_，可估算出电动机线圈的电阻为_ .解析 由题意可知效率 100%.在第五次实验中，重物不运 动，因此mghUIt电动机对外做功为 0，电动机输出功率为 0，此 时电压全部加在了内阻上，可得内阻为 2.4 .答案 如图 100% 74% 0 2.4mghUIt3一实验小组准备探究某种元件 Q 的伏安特性曲线，他们设计了如图61327 甲所示的电路图请回答下列问题：图 61327
5、(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整(2)考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值_(填“大于” 、 “等于”或“小于”)真实值优质文档优质文档(3)闭合开关 S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零原因可能是图乙中的_(填“a” 、 “b”、 “c”、“d”、 “e”或“f”)处接触不良(4)实验测得表格中的 7 组数据请在坐标纸上作出该元件的 IU 图线.序号 电压/V 电流/A1 0 02 0.40 0.023 0.80 0.054 1.20 0.125 1.60 0.206 2.00 0.317 2.40 0.44(5)为了求元件 Q 在 I
6、U 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由 R 求得乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率 k，由 RUI求得其中_(填“甲”或“乙”)同学的方法正确1k解析 (1)由电 路图可知，电流表为外接法，滑动变阻器为分压式接法(2)由电流表外接的特点可知，该元件的测量值小于其真实值(3)当图中的 f 处接触不良 时，控制电路由分压式变为 限流式，故无法将电压表的示数调为零(4)根据表中的数据，先描点，再利用平滑的曲 线连接起来(5)IU 图线上切线(即斜率)可反映电阻的大小，但不能用来计算电阻的大小，优质文档优质文档而 R 则可以用来计算电阻的大小UI答案 (1)如图所示(2)小于 (3)f
7、 (4)如图所示(5)甲4某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：A待测干电池(电动势约为 1.5 V，内阻约为 4 )B直流电流表 A1(量程 00.6 A，内阻约 0.5 )C直流电流表 A2(量程 03 A，内阻约 0.1 )D电压表 V1(量程 02 V，内阻约为 2 000 )E电压表 V2(量程 06 V，内阻约为 6 000 )F滑动变阻器 R1(最大电阻 20 ，额定电流 2 A)G滑动变阻器 R2(最大电阻 200 ，额定电流 1 A)H电阻箱 R3(最大电阻 99.9 ，额定电流 1 A)I开关、导线若干(1)若用伏安法测电源的电动势和内
8、阻，要求测量有尽可能高的精确度且便优质文档优质文档于调节，应选择的电流表是_，电压表是_，滑动变阻器是_(填代号) (2)请将图 6 1328 甲中实物连接成实验电路图 61328(3)若用伏安法测电源电动势和内阻时，电流表出了故障，实验小组如想方便且能较准确地进行测量，需将实验进行改进，只需去掉电流表，将上述器材中的_换成_即可(填写器材前面的字母)(4)请画出改进后的实验电路图(5)实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上作出了如图乙所示图线由图线得出：干电池的电动势 E_ V，内阻 r_ .(结果保留两位有效数字)解析 (1)干电 池通过
9、的电流不超过 0.5 A，因此电流表选用 B；由于电池的电动势约为 1.5 V，因此 电压 表选用量程为 2 V 的 D；由于滑动变阻器起限流作用，要起到明显的调节作用，只要选用最大阻值与电池内阻差不多的滑动变优质文档优质文档阻器 F 即可(5) 由 EU r 得 ，根据截距和斜率可求得 r3.3 UR 1R Er1U 1r，电动势 E 1.4 V.答案 (1)B D F(2)如图所示(3)F H(4)如图所示(5)1.4 3.352013重庆卷， 6(2)某同学对有故障的电热毯进行探究图 61329 甲是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接图乙为测试电路实物图，A、B 为测
10、试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表甲优质文档优质文档乙丙图 61329请在下面虚线框内画出与图乙对应的电路图断开 K1，用上述测试电路在 1 和 1之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的 UI 曲线如图丙所示，已知电热线材料的电阻率为 2.8107 m，电热线的直径为 0.200 mm.可求得此电热线的电阻为_ k，总长度为_ m(结果均保留两位有效数字)为了进一步检查故障，该同学闭合开关 K1 和 K2，用表笔 A 和 B 分别对图优质文档优质文档甲中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示由此测试结果可判断出电路有断路，位置在_之间(在“1 和 2”、 “1和 2” 、 “2 和
11、 3”、“2和 3”中选填一项).测试点 3 和 3 1 和 1 1 和 3 1 和 2 2和 3电压表 有 有 无 有 无电表指针有无偏转 电流表 无 有 有 无 有解析 电路 图如图：由题图可求 R ，由图线斜率可求得 R0.58 k(0.570.59 均可)，UI UI由 R ，可得 l65 m(64 66 均可) lS由题表可知，1和 2之间，电压表有示数，电流表示数为零，说明其间有断路答案 见解析图 0.58(0.570.59 之间) 65(6466 均可) 1和262013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 613
12、30 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，U H 为霍尔电压，且满足 UHk ，IBd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优质文档优质文档图 61330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61330 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 d0.40 mm，该同学保持磁感应强度 B0.10 T 不变，改变电流 I 的大小，测量相应的 UH 值，记录数据如下
13、表所示.I(103 A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0UH(103 V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8根据表中数据在给定坐标纸上画出 UHI 图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_10 3 VmA1 T1 (保留 2 位有效数字 )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61331 所示的测量电路S 1、S 2 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”)，S 2 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它连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_(填器件代号)之间
