人教高中物理专题36 电学实验（解析版）.docx

专题36 电学实验
[题型导航]
题型一 测定金属的电阻率（练****使用螺旋测微器） 1
题型二 描绘小电珠的伏安特性曲线 3
题型三 测定电源的电动势和内阻 6
题型四 练****使用多用电表 10
题型五 电表的改装与应用 13
[考点分析]
题型一 测定金属的电阻率（练****使用螺旋测微器）
（2022•武江区模拟）某学校电工从市场买来一大捆粗铜导线，如图甲所示，他觉得其实际长度与所标的长度相差较大，为此请物理科技兴趣小组同学帮助他通过实验进行检测。
（1）为了得到该铜丝的横截面积S，兴趣小组先用小刀割去铜导线外绝缘皮，再用螺旋测微器测定裸露的铜丝的直径d，如图乙所示，则可读得d＝　2.000　mm；
（2）兴趣小组设计如图丙所示的电路来测定铜丝电阻，请根据电路图丙把图丁实物连接完整。
（3）首先闭合开关S1，把开关S2拨向1，记下电压表的示数为U0，接下来把开关S2拨向2，调节 　电阻箱　，使得电压表的示数为 　U0　，此时电阻箱R0的阻值为2.0Ω；
（4）根据研究小组设计方案，计算铜导线长度的表达式L＝　RSρ　（用铜导线的电阻R、横截面积S、电阻率ρ表示），根据以上测得的数据可计算出该铜导线的长度为 　339　m。（已知铜的电阻率ρ＝1.80×10﹣8Ω•m，结果保留三位有效数字）。
【解答】解：（1）螺旋测微器的精度为0.01mm，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，所以d＝2mm+0×0.01mm＝2.000mm；
（2）按电路图连线如图所示
（3）用单刀双掷开关测导线的电阻，显然是用等效代换的方法达到目的的，由于把S2接1时，待测电阻接入电路，电压表示数为U0，再把S2接2时，电阻箱替代了待测电阻，只有电压不变，则两电阻值就相等；
（4）根据欧姆定律和电阻定律有R＝R0=ρLS=ρLπ(d2)2，
所以导线的长度L=RSρ=πd2R04ρ=3.14×(0.35×10−3)2×604×1.7×10−8m=339m。
故答案为：（1）0.350；（2）见解析；（3）电阻箱，U0；（4）RSρ，339。
（2022•辽宁模拟）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，如图甲所示，则D＝　1.415　mm。
（2）该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻，他进行了如下操作：先用“×100”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用
　×10　（选填“×10”或“×1000”）挡，正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻Rx＝　160　Ω（结果保留三位有效数字）。
（3）若用伏安法测量该金属丝的阻值，电路如图丙所示。除电源（电动势为4V，内阻不计）、电流表A（量程为30mA，内阻约1Ω）、待测金属丝、导线、开关外，电压表应选用 　A　，滑动变阻器应选用 　D　（以上两空均选填以下给定器材前的字母）。电压表的左端应与电路中的 　a　（选填“a”或“b”）点相连。
A．电压表V1（量程为3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V2（量程为15V，内阻约15kΩ）
C．滑动变阻器R1（总阻值为50Ω，额定电流为2A）
D．滑动变阻器R2（总阻值为200Ω，额定电流为2A）
若某次测量中，电压表和电流表示数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、L、U、I）写出金属丝的电阻率ρ的表达式，即ρ＝　πUD24IL　。
【解答】解：（1）由图甲所示螺旋测微器可知，读数D＝1mm+41.5×0.01mm＝1.415mm。
（2）先用“×100”挡测量时指针偏转角度过大，所选挡位太大，应该换用×10挡；由图乙所示可知，该金属丝的电阻Rx＝16×10Ω＝160Ω。
（3）电源电动势为4V，电压表应选择A；待测电阻阻值约为160Ω，滑动变阻器采用限流接法，为测多组实验数据，滑动变阻器应选择D；由题意可知：RVRx=3000160=18.75，RxRA=1601=160，则RxRA＞RVRx，电流表应采用内接法，电压表的左端应与电路中的a点相连。由欧姆定律可知，金属丝电阻R=UI，由电阻定律可知：R=ρLS=ρLπ(D2)2，解得：ρ=πUD24IL
故答案为：（1）1.415；（2）×10；160；（3）A；D；a；πUD24IL。
题型二 描绘小电珠的伏安特性曲线
（2023•历城区校级一模）发光二极管具有耗能少、体积小、亮度高等优点，现已逐步取代传统光源。某同学研究某发光二极管的伏安特性。经正确实验操作后，绘制的U﹣I图