电学实验创新拓展题

电学实验创新拓展题

1导电玻璃是制造 LCD 的主要材料之一•为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一 个长度为L 的圆柱体导电玻璃器件，上面标有 “ 3V L”的字样，主要步骤如下，完成下列问

题：

（1） 首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径 d=_mm ;

（2） 然后用欧姆表x 100档粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻

璃的电阻约为 _____ Q;

（3） 为精确测量R x 在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于量程的 吉，滑动

变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材， 设计了一个方案•请画出设计电路图，标出所

选器材对应的电学符号.

A. 电流表 A i （量程为60mA ，内阻R AI 约3 Q ）

B. 电流表 A 2 （量程为2mA ，内阻F A2=15 Q ）

C. 定值电阻 R i =747 Q

D. 定值电阻R 2=1985 Q

E. 滑动变阻器 R （ 0〜20 0） 一只

F. 电压表 V （量程为10V ，内阻F V =1k 0

G. 蓄电池E （电动势为12V ，内阻很小）

H. 开关S 一只，导线若干

（4）由以上实验可测得该导电玻璃电阻率的值

P ______________ （用字母表示，可能用至U 的字母

有长度L 、直径d 、电流表A 1、A 2的读数11、12、电 压表读数U 、电阻值 R M 、R A 2、R V 、R 1、R 2）

已知圆环的半径为 r .①他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径

d 如图乙所示,

贝H d= _ mm ;

rOn

②

他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻， 图

中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径

上，电压表的量程为 5V .电键S 闭合后，电压表右端接到

a 点时电压表示数为 4.5V 、电流

2.某同学要测量如图甲所示金属圆环材料的电阻率

,

图丁

图甲 图乙

表示数为1.8mA,接到b点的电压表示数为4.6V、电流表示数为1.6mA.为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在 ________________ 进行实验（填“a或“b”；则圆环接入电路的两点

间的电阻值为—Q;此值—（填偏大” 偏小”或准确”）；

③实验中发现电流表损坏，他又找到另外一个量程为2V,内阻为R I的电压表V1替代电流表

完成了实验•实验中电压表V和V i的示数分别为U和U1,改变滑片位置测得多组U、U1数据，他作出了U- U i图象为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为k,则金属圆环材

料的电阻率的表达式为 ____ .（用r、d、k、R i表示）

3 •某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝（电阻约为20 Q）材料的电阻率•他们首先

把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b 上,在电阻丝上夹上一个与接线

柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变

接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有：

电池组E （电动势为3.0V，内阻约1Q）;

电流表A i （量程0〜100mA，内阻约5 Q）;

电流表A2 （量程0〜0.6A，内阻约0.2 Q;

电阻箱R （0〜999.9 ^;

开关、导线若干•他们的实验操作步骤如下：

A.用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；

B.根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关S;

D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录

电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;

E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏.重

复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.

F.断开开关，拆除电路并整理好器材.

（1）小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d= mm;

（2）实验中电流表应选择___ （选填“A或“A”）；

（3）小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出

了如图丙所示的R- L关系图线，图线在R轴的截距为R），在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率p （用给定的物理量符号和已知常数

表示）.

4 .国标（GB/T）规定自来水在15①寸电阻率应大于13 Q ?m某同学利用图丙电路测量1

5 C

自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制

管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右侧活塞固定，左侧活

塞可自由移动.实验器材还有：

电源（电动势约为3V,内阻可忽略）

理想电压表V1 （量程为3V）

理想电压表V2 （量程为3V）

定值电阻R1 （阻值4k Q

定值电阻R2 （阻值2k Q

电阻箱R （最大值9999Q）

单刀双掷开关S,导线若干，游标卡尺，刻度尺. 实验步骤如下：

A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d;

B.向玻璃管内注满自来水，确保无气泡；

C.用刻度尺测量并记录水柱长度L;

D.把S拨到1位置，记录电压表V i示数；

E.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V i示数相同，记录电阻箱的阻值R;

F.改变玻璃管内水柱长度，重复实验C、D、E;

G.断开S,整理好器材.

①测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图a,则d= _______ mm .

②玻璃管内水柱的电阻R x= ____ （用R i、F2、R表示）.

③利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图b所示的R-亍图

象.可求出自来水的电阻率p Q ?m （保留三位有效数字）.

5 .目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大.某兴趣小组将一块旧的电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动

势和内电阻.

A.待测电瓶，电动势约为3V,内阻约几欧姆

B.直流电压表V i、V2,量程均为3V,内阻约为3k Q

C.定值电阻R0未知

D.滑动变阻器R,最大阻值R m

E.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.

（2 ）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R o,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻

值R m，再闭合开关，电压表V i和V2的读数分别为U io、U20，贝y R o= ___ （用U io、U20、R m 表示）.