电学实验的拓展与创新

补充作业（5）电学实验的拓展与创新

[方法点拨](1)结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，去理解电路，找出测量量与已知量间的关系.(2)熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键.

1.图1中虚线框内是由表头G改装成的一个电流表和一个电压表的电路，其中接a、b时为电流表，接a、c时为电压表.已知表头的满偏电流为2 mA、内阻阻值范围为180～200 Ω，定值电阻R1＝50 Ω，R2＝1 460 Ω，为确定改装后电流表和电压表的量程，实验小组将a、b 两个接线柱接入如图1所示的电路中，来测量表头G的内阻；

图1

(1)实验室里，电流表A和滑动变阻器R均有两种规格：

电流表：a.0～10 mA b.0～600 mA

滑动变阻器：a.0～20 Ω b.0～1 000 Ω

则电流表应选________，滑动变阻器应选________；(选填字母代号)

(2)将选择的器材接入电路；

①依照电路图，补充完整图2中的实物图；

图2

②闭合S，以I1表示电流表A的示数，I2表示表头G的示数，多次调节滑动变阻器，测量多组I1、I2数据(单位均为mA)，某同学以I1为纵轴，I2为横轴，画出I1－I2图线为一条过原点的倾斜直线，该同学求出了图线的斜率k＝5，则表头内阻R g＝________ Ω，由表头G改装后的电流表量程为________mA，电压表量程为________V.

2.某实验小组的同学利用图3甲所示的电路“探究并联电路中各点电势的关系”.已知R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R3＝30 Ω，R4＝40 Ω，电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，且电源负极端接地.

(1)由此可得a、b两点间电势差为U ab＝________V，如果在a、b两点间接一个电阻，则有电流从________点流向________点.(填“a”或“b”)

图3

(2)该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻R x的阻值，其中R为电阻箱，G为灵敏电流计，请按图乙的实验原理图完成图丙中实物电路的连线.

(3)实验时，先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1.闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零；断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位置.闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值R2；则待测电阻的阻值为R x＝________.(用题中已知量的字母表示) 3.某同学测量直流恒流电源的输出电流I0和定值电阻R x的阻值，电路如图4所示.

图4

实验器材如下：

直流恒流电源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8 A)；

待测电阻R x(阻值约为20 Ω)；

滑动变阻器R(最大阻值约为50 Ω)；

电压表V(量程15 V，内阻约为15 kΩ)；

电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；

请回答下列问题.

(1)实验所用器材如图5所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接.

图5

(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到____处(选填“a”或“b”)，其理由是________________________________________________________________________；(3)所得实验数据如下表，请在如图6所示的直角坐标系上画出U—I图象.

12345

电流表的示数I/A0.200.300.400.500.60

电压表的示数U/V13.912.110.27.60 6.1

图6

(4)根据所画U－I图象，可求得直流恒流电源输出电流I0＝________A，待测电阻的阻值R x ＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)

4.电导(G)是表示导体传输电流能力强弱的物理量，用通过导体的电流(I)与其两端电压(U)的比值表示，单位为西门子，符号为S.某实验小组利用提供的器材测量某金属丝的电导，器材如下：

A.待测金属丝R x(电导约为0.2 S)

B.干电池两节(E)，内阻较小；

C.电压表(V1)，量程0～15 V，内阻约为5 kΩ；

D.毫安表(A1)，量程0～10 mA，内阻约为300 Ω；

E.电流表(A2)，量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω；

F.滑动变阻器R，最大阻值为5 Ω；

G.开关、导线若干.

(1)请根据提供的实验器材，在图7甲的虚线框中画出电路图，并标出所选器材的字母或文字；

(2)请用笔画代替导线，连接图乙实物图；

图7

(3)实验中测得两个表的数据如表格所示，根据表格数据作图，如图丙所示(电表1、电表2为实验所选择的电表).

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电表10.050.100.200.250.300.400.50

电表20.85 1.70 3.40 4.26 5.12 6.868.62

根据描点，若用线性图线反映变化规律，则该金属丝的电导为________S.(保留两位有效数字) 5.实际的二极管正向电阻并不为零，反向电阻也不是无穷大，一兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究：

图8

(1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻.

①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率，多用电表的表盘如图8所示，则电阻为________Ω；

②多用电表的红表笔应与二极管的________(填“正”或“负”)极相连；

(2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向0～1.5 V电压时的伏安特性曲线，可供选择的器材如下：

电压表V1(量程0～1.5 V，内阻约2 000 Ω)

电压表V2(量程0～6 V，内阻约4 000 Ω)