高二物理寒假作业-实验测试二

实验测试二1.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（标称阻值为180Ω）的电流随其两端电压变化的特点。实验器材：多用电表，电流表A（0－50mA，内阻约15Ω），电压表V（5V，内阻约20kΩ），电源E（6V直流电源，内阻可忽略不计），滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），定值电阻R0（100Ω），电阻箱（99.9Ω）、开关K和导线若干。①该小组用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很小；为了准确地进行测量，应换到倍率的挡位；如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：，补上该步骤后，表盘的示数如图所示，则它的电阻是Ω。②该小组按照自己设计的电路进行实验。实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V，作出热敏电阻的I-U图线，如右下图所示。请在所提供的器材中选择必需的器材，在方框内画出该小组设计的电路图。0123454080U/V10203050I/mA③分析该小组所画出的I-U图线，说明在电流比较大的情况下热敏电阻的阻值随电流的增大而；分析其变化的原因可能是。④请提出一个简单的实验方法，说明你对变化原因的判断是正确的。2.实验题（18分）（1）（10分）甲同学欲采用下列器材准确测定一个约20Ω的电阻的阻值。A．直流电源（10V，内阻不计）；B．开关、导线等；C．电流表（0~3A，内阻约0.03Ω）；D．电流表（0~0.6A，内阻约0.13Ω）；E．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）；F．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）；G．滑动变阻器（0~10Ω，额定电流2A）；①为测量准确，电流表应选用，电压表应选用；（选填代号）②为了获得尽可能多的数据，该同学采用了“滑动变阻器分压接法”以调节电压，请在图1虚线中画出正确的实验电路图，并将图2中的元件按正确的实验电路图连成实验电路；③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图3所示。处理实验数据时，制作如图4所示的I—U坐标图，图中已标注出了几个与测图1图2量对应的坐标点。请将与图3读数对应的坐标点也标在图4中，并在图4中把坐标点连成图线；④根据图4描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝Ω。（2）（8分）乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示。质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接，弹簧的劲度系数均为100N/m。滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。将框架A固定在被测物体上，使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。通过电路中指针式直流电压表的读数，可以得知加速度的大小。不计各种摩擦阻力。电压表内阻足够大，直流电源的内阻可忽略不计。设计要求如下：a．当加速度为零时，电压表示数为1.50V；b．当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为满量程3.00V；c．当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为0。①当电压表的示数为1.80V时，物体运动加速度的大小为m/s2；②当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻CD的C端cm处；③应选用电动势为______V的直流电源。图5BA左右CDVU/VI/A图4024680.20.1100.40.30.60.53012A150510V图300.20.40.601233.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大。某同学为研究这一现象，所用的实验器材如下：电压表V、电流表A、滑动变阻器（0~10Ω）、电源、小灯泡、开关以及导线若干，并利用这些器材设计实验电路并进行实验，将得到的实验数据通过描点的方式记录在图9的I-U坐标系中（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）。①请在下面的方框中画出实验电路图；②读出图8中的电压表和电流表的示数，并将该组数据标注在图9的I-U坐标系中，然后画出小灯泡的I-U曲线；③若将该同学在此次实验中所用的的小灯泡L连接在图10所示电路中，电源电动势E=2.0V，内阻不计，电阻R=5.0Ω，则此时小灯泡的电功率P=______W。（保留2位有效数字）4.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图8所示。①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图9所示，金属管线的外径为_________mm；②现有如下器材A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω)B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω)C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ)D．滑动变阻器（1750Ω，0.3A)E．滑动变阻器（15Ω，3A)F．蓄电池（6V，内阻很小)G．开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选，滑动变阻器应选。（只填代号字母）。③请将图10所示的实际测量电路补充完整。④已知金属管线样品材料的电阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是。计算中空部分截面积的表达式为S=。图10LRE图9I/AU/V00.51.01.52.00.10.20.30.40.5实验电路图图8图9图8d0110200mm图10502025155.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为mm；②用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为mm；③用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为Ω。④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）开关S导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。⑤若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝Ω·m。（保留2位有效数字）6.（1）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=________mm，d=________mm。（2）某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验：待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；电源E（电动势为14V）；电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；单刀单掷开关；导线若干。①在实验中，既要满足实验要求，又要减小误差，应选用的实验电路图________。ABCD②请根据所选的实验电路图在实物图上连线。③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。（结果保留3位有效数字）45678④由小灯泡的伏安特性曲线可知：在较低电压区域（0~2V）内，小灯泡的电阻几乎不变；在较高电压区域（7~10V）内，小灯泡的电阻随电压的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”）。它们变化规律不同的原因是________。参考答案1、①“×10”（1分）；两表笔直接接触，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在“0Ω”处（或重新进行欧姆档的调零）（1分）；200（200～205都给分）。（1分）②.测量电路（电流表内接不给分）（2分）；供电电路（用限流接法不给分）（2分）③减小（2分），这是由于电流较大时，通电生热，使热敏电阻的温度升高，阻值变小。（1分）④答案比较开放，只要能用实验说明热敏电阻的温度升高电阻变小即可。如：用欧姆档测热敏电阻的阻值，如果用手握热敏电阻使其温度升高，可以看出热敏电阻随温度升高阻值变小。（2分）注：热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越小。通过热敏电阻的电流很小时，其I-U曲线近于直线，这是由于此刻电流的发热可以忽略，热敏电阻的温度跟环境温度相同，电阻阻值保持不变。环境温度变化时，它的电阻随温度而变化。热敏电阻做为测温元件使用时，要满足通过热敏电阻的电流是很小的限制条件。当通过热敏电阻的电流较大时，由于热敏电阻本身发热，温度升高，其电阻也要变化，热敏电阻的这个特性，常常应用在控制电路中。2、实验题（18分）（1）①D（1分）、F（1分）；②电路图如答图1所示（2分）实验电路如答图2所示（2分）③描点及连线如答图3所示（2分）④18.0(17.5~18.5)（2分）（2）①2.00；（2分）②5.00；（3分）③3.60；（3分）RxREK答图1AV答图2指示灯开关+输出||||||||||V051015||||||||||A051015答图3U/VI/A024680.20.1100.40.30.60.53、（2）①见答图1；（3分）②见答图2；（4分）③0.16±0.02（2分）4、①1.125±0.001（3分）②A（1分）；E（1分）③见答图1（2分）④管线长度L（2分）；RLd4π2（3分）答图2I/AU/V00.51.01.52.00.10.20.30.40.5VRA答图1答图15、①50.15②4.700③220④如右图⑤27.6106、（1）50.75、50.80或50.853分3.774~3.7783分（2）①C2分②答案见下图3分③1.15~1.193分④增大2分小灯泡的电阻随温度升高而增大2分R1SRA2V1