电学实验专项训练(时间:45分钟满分:100分)1.(16分)(2019·天津卷)测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是mm。(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100Ω,画出实验电路图,并标明器材代号。电源E(电动势10V,内阻约为10Ω)电流表A1(量程0~250mA,内阻R1=5Ω)电流表A2(量程0~300mA,内阻约为5Ω)滑动变阻器R(最大阻值10Ω,额定电流2A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=。从设计原理看,其测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。答案:(1)0.200(0.196~0.204均可)(2)如图所示(3)I1R1I2-I1相等解析:(1)螺旋测微器的固定刻度尺上没有漏出第一条半毫米刻度线,可动刻度的示数为20.0×0.01mm=0.200mm,即为最后读数。(2)本实验是测金属丝电阻,给出的实验器材中没有电压表而有两个电流表,没有定值电阻或电阻箱,不能用电流表改装成电压表使用,故首先要考虑利用电流表A1(因为内阻已知)作为电压表使用,即设计电路时电流表A1与待测电阻要并联,而电流表A2放在测量电路的干路上。在控制电路的设计时,滑动变阻器选用分压式接法能有效防止电流表被烧坏,并能最大限度地扩大调节范围。(3)由答案电路图可知待测电阻两端的电压即为电流表A1的电压为U=I1R1,待测电阻的电流为I=I2-I1,故待测电阻Rx=UI=I1R1I2-I1;仅从电路的设计原理来看,测量待测电阻的电压和电流都是准确的,故测量值和真实值相等。2.(16分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻为几欧姆B.直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻约为3kΩC.定值电阻R0未知D.滑动变阻器R,最大阻值为RmE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。甲乙(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、Rm表示)。丙(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图像如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=,总内阻r=。(均用k、a、R0表示)答案:(1)见解析图(2)U20-U10U10Rm(3)kak-1R0k-1解析:(1)根据如题图甲所示的实物连接图画原理图,要注意两个电压表所测部分,V1测滑动变阻器的电压,V2测路端电压。(2)由电路连接关系可知R0Rm=U20-U10U10,所以有R0=U20-U10U10Rm。(3)由闭合电路欧姆定律可知E=U2+U2-U1R0r,整理可得U1=R0+rrU2-R0rE,所以有k=R0+rr,可得r=R0k-1。由题图可知:当U1=0时U2=a,即可得E=R0+rR0a=kk-1a。3.(16分)(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25~80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表V(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。甲实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃,实验得到的R2-t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;乙丙(3)由图乙可得到RT在25~80℃范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得RT=Ω;(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为Ω,则手心温度为℃。答案:(1)b(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线如图所示。(3)450.0(4)620.033.0解析:(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保...
