电学实验学案2

电学实验2
一、测定金属的电阻率
1．某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率，如图甲所示。

(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d ，这种物质表面镀了一层绝缘介质，其厚度不计，用游标尺测出带的宽度L 、内径D1、外径D2(d<<D2－D1)。

其中宽度L 的读数如图乙所示，则宽度L=___________mm 。

(2)然后用伏安法测这根带的电阻，在带的两端引出两个接线柱，先用欧姆表粗测其电阻R 约为500Ω，再将其接入测量电路。

在实验室里他们找到了以下实验器材：
A 、电源E(电动势为4V ，内阻约为0.5Ω)
B 、电压表V(量程为15V ，内阻约为5000Ω)
C 、电流表A1(量程为300mA ，内阻约为2Ω)
D 、电流表A2(量程为250mA ，内阻为2Ω)
E 、滑动变阻器R1(总阻值为10Ω)
F 、滑动变阻器R2(总阻值为100Ω)
G 、固定电阻R0=10Ω
H 、电键和导线若干 ①要更好地调节和较为精确地测定其电阻，则以上 不必要的器材有___________(填器材前面的序号) ②在方框内画出实验电路图________
③若测出的电阻为R ，则其电阻率为ρ=___________(用d 、D1、D2、L 、R 表示)
2．在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的关系．
(1) 为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中________(填字母)电阻丝进行实验．
(2) 实验小组设计了如图甲、乙所示的电路，其中和为两段电阻丝，为能直观反映两电阻大小比例关系，应选择________(填“甲”或“乙”)电路进行实验．
(3) 实验小组采用图丙所示装置测量电阻丝的电阻率，通过改变鳄鱼嘴夹子在电阻丝上位置，改变接入电路电阻丝长度．测出接入电路电阻丝的长度L 和对应的电流表读数I. ① 请用笔画线代替导线在图丙中将实物电路连接完整．____
② 实验中测出多组I 和L 的数据，作出图线，测得图线斜率为k ，已知电源电动势为E ，电
阻丝横截面积为S ，则电阻丝的电阻率ρ＝________．
③ 关于实验操作过程和误差分析，下列说法中正确的有________． A ．开关闭合前，应将图丙中滑动变阻器的滑片移到最左端
B ．闭合开关，若电流表指针不偏转，可用多用电表电压挡直接检查电路
C ．测量过程中，滑动变阻器接入电路的阻值应保持不变
D ．实验误差的主要来源是电流表和电源有内阻
高高三三二二轮轮
组题人：许秀娥 核对人：许秀娥
学案
高三物理
系
列
第
周 第
个
二、测量电源的电动势和内阻
3．有一约7.5V数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据。

现要更加准确测量其电动势E 和内电阻r，实验室备有下列器材：
A.电流表A1(量程0.6A，内阻r1=3Ω)
B.电压表V1(量程3V，内阻r2=2.9kΩ)
C.电压表V2(量程30V，内阻r3=30kΩ)
D.电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω)
E.电阻箱R2(阻值范围0~9999.9Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
(1)该实验中电压表应选_____________，电阻箱应选_____________，(均选填选项前的字母序号)实验中电阻箱阻值可以调节为_____________Ω。

(2)请设计合理的实验电路，画在方框内，并用题中所给的字母表示各元件___________。

(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势E和内阻r间的关系式为E=_____________。

4. 通过实验测量某电池的内阻，提供的器材如下：
A.待测电源E（内阻r待测）
B.标准电源E0(电动势E0略大于E，内阻不计)
C.灵敏电流计G（量程±30μA）
D.电阻箱（0-99999.9Ω）
E.电阻箱（0-99.99Ω）
F.均匀金属电阻丝
G.滑动触头（可沿电阻丝滑动，并通过点触方式与电阻丝连接）
H.其它：刻度尺，开关、导线若干
主要实验步骤如下：
a.按图（甲）连接好电路，然后测量出电阻丝接入电路部分两端点A、B间的距离L0：
b.将两电阻箱调至一定的阻值，闭合开关S1、S2，将滑动触头P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P点位置，并调整电阻箱R'的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，测出此时的AP长度L，并记下电阻箱R的阻值：
c.改变电阻箱R的阻值，重复步骤b，记录下多组R及对应的L值。

请回到以下问题：
（1）当G表的示数为零时，AP两端电压与电阻箱R两端电压U R相等，则U R=__________（用L、L0、E0表示）：
（2）步骤b中，在反复调整使得G表指针不发生偏转过程中，电阻箱R'的阻值应该逐渐调__________（选填“大“或“小”）；
（3）利用记录的多组R、L 数据，作出图像如图（乙）所示。

测得该图线的斜率为k，纵轴的截距为b，待测电源E的内阻r x=__________：
（4）实验中，电阻箱R应选用___________（选填序号“D”“或“E)；
（5）本实验中若标准电池的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将__________（填“偏大”“不变”或“偏小”)。

三、传感器的简单使用
5.某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值，设计了如图7甲所示的电路，其中R0为电阻箱，Rx为金属热电阻，电压表可看做理想电表，电源使用的是稳压学生电源(内阻不计)，实验步骤如下：①按照电路图连接好电路②记录当前温度t③将单刀双掷开关S与1闭合，记录电压表读数U，电阻箱阻值R1
④将单刀双掷开关S与2闭合，调节变阻箱使电压表读数仍为U，记录电阻箱阻值R2
⑤改变温度，重复②～④的步骤
(1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为：Rx ＝________，根据测量数据画出其电阻Rx随温度t变化的关系如图乙所示；
(2)若调节电阻箱阻值，使R0 ＝120 Ω，则可判断，当环境温度为________时，金属热电阻消耗的功率最大.
6.（18分）（19北京）
电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。

对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。

（1）请在图1中画出上述u–q图像。

类比直线运动中由v–t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E p。

（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。

通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示。

a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；
b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。

依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径。

（3）设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加。

请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

“恒流源”（2）中电源
电源两端电压
通过电源的电流。