電學實驗(較難)

1、1法國科學家阿爾貝費爾和德國科學家彼得格林貝格爾由于發(fā)現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲了諾貝爾物理學獎。小明設計了如圖所示的電路，來研究巨磁電阻的大小與有無磁場的關系。請分析回答：（1）斷開S1，閉合S2，移動滑動變阻器R2的滑片，測得兩電表的四組數據如下表所示。由此可知，無磁場時GMR的電阻大小為 歐；再閉合S1和S2，保持R1滑片位置不變，移動滑動變阻器R2的滑片，測得兩電表的四組數據如下表所示，可計算出有磁場時GMR的電阻大??；實驗序號1234U/伏1.001.252.002.50I/安2×10-32.5×10-34×10-35×10-3（2）通過

2、比較上述兩次實驗，得出的結論是 ；（3）利用上述的電路并保持原有器材不變，你還可以進一步研究與巨磁電阻大小有關的問題是 。2 在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10。（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大；連線不得交叉。（2）小宇同學閉合開關，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數（圖10乙所示）為_V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑動變阻器的滑片P向_（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2.5V。（3）小宇同學繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應

3、的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖10丙所示的IU關系圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是_W，還可以得出：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而_（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）小葉同學按同一電路連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當之處是：_；_。3（14分）小明設計了如右圖所示的電路，利用它可完成電學的兩個重要實驗（小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約5，電源電壓用二節(jié)干電池組成）（1）利用這電路圖可完成本學期的兩個重要的測量實驗是： ；實驗原理是： ； ；實驗原理是： 。（2）在完成上兩個實驗時，為了

4、使測量更準確，你認為電壓表的量程用 ；電流表的量程用 。（3） 實驗開始時，變阻器滑片P應放在 處。其目的是 。（4）實驗電路接好后，合上開關時，一些小組的同學發(fā)現了電路故障，主要是有下表列的幾種情況，請你根據現象和檢測結果批出故障的可能原因：故障現象故障原因燈較暗，兩表示數較小，移動變阻器滑片，現象不變燈不亮，電流表有示數，電壓表無示數電流表指針向左邊偏轉調節(jié)變阻器，發(fā)現燈變亮時，電流表示數增大，電壓表示數減?。?）小組同學在實驗中共得到下表中的ABC三組數據：實驗次數123U/N2.02.52.8I/A0.220.250.26R/P/W 小施同學分析表中實驗數據后，發(fā)現還能求得小燈泡的電阻

5、，于是他分別算出了所給的三種情況下小燈泡的電阻并取平均值。你認為小施同學的做法對嗎？請說明理由 。小電燈的額定功率為_。4小明和同學在打掃實驗室時，發(fā)現實驗桌上有一個燈泡，燈泡上標明額定電壓為4V，額定功率看不清楚小明很想知道它的額定功率，剛好桌上還有電阻箱、電流表、開關、12V的穩(wěn)壓電源各一個，小明用它們連成了如圖所示的電路，其中R為電阻箱，小明測出了電流表示數隨電阻箱阻值變化的幾組值，并將其記錄在如下的表格中（1）當電流為0.5A時，電阻箱兩端的電壓是 V，燈泡的電阻為 （2）根據表中數據，請求出小燈泡的額定功率為 W（3）小明的同學發(fā)現小明記錄的數據中有一個電流值有錯誤，這個錯誤數據是

6、A（4）小明的同學認為利用圖示器材還能進行下列實驗，其中無法完成的是A探究導體中的電流與電壓的關系 B探究小燈泡的亮度與燈泡功率的關系C測量小燈泡正常工作時的電阻 D探究串聯(lián)電路中電流的特點5小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關系，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數變化關系如圖乙所示，由圖像可得，定值電阻R1的阻值是 實驗時，電源電壓保持5V不變，當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率是 W，此時，電阻R1在10min內產生的熱量為 J 6（6分）1821年，德國物理學家塞貝克發(fā)現了一種奇怪的現象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯(lián)成閉合電路，然后把

7、銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個連接點放在火焰上加熱，發(fā)現靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉，表明這時閉合電路中產生了電流。塞貝克把這種電流叫做“熱電流”，把這種電路叫“熱電偶電路”。某研究小組的同學們按上圖所示的電路，模擬塞貝克實驗，探究了決定“熱電流”大小的因素，通過實驗測得了電流的大小與溫差關系的一組數據：兩接點間的溫差/01100200300500電路中的電流10-1A0.000.010.641.422.294.17請根據以上資料和數據說明：（1）產生熱電流的條件是 ； 。（2）根據熱電流的特點，猜想并寫出熱電偶電路的一種應用： 。7小明利用如圖甲所示電路測量小

8、燈泡的功率被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10左右實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（00.6A 03A）、電壓表（03V 015V）、滑動變阻器（20 0.5A）、開關各一個，導線若干（1）小明測量小燈泡的額定功率，發(fā)現燈泡正常發(fā)光時電壓表示數正常，而電流表示數很小，如圖乙所示，則電路連接存在的問題是。（2）排除電路故障后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖象如圖丙，則小燈泡的額定功率為 w在多次測量中，小明還發(fā)現：當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表的示數之比（選填“變大”、“變小”或“不變”）（3）小明又取了一個規(guī)格

9、、型號完全相同的舊燈泡進行實驗，發(fā)現在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，小明仔細觀察，發(fā)現這只燈泡的玻璃內壁變黑燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時發(fā)生（選填物態(tài)變化名稱）而變細，消耗的實際功率變的緣故（選填“大”、“小”）8（6分）為防止酒駕事故的出現，有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛應用酒精氣體傳感器是一只阻值隨接觸到的酒精氣體濃度變化而變化的電阻，其關系如圖甲所示，某種呼氣酒精測試儀的電路如圖乙所示，圖中電源電壓恒為4V，定值電阻R210求：（1）圖中的濃度表是用 表改裝的（2）酒精氣體濃度越高時，電路中的電流將 （選填“越大”或“越小”）（3）若圖乙所示酒精氣體測試儀電路中

10、的濃度表損壞了，在將表拆去同時又將斷開部分接通后，用一只量程為3V的電壓表改接入電路作為濃度表使用，以對測試儀進行修理請你在虛線框內畫出改用電壓表作為濃度表使用時的電路圖（4）現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml酒精氣體濃度0.8mg/ml.為便于識別，請將酒精氣體濃度0.2 mg/ml、0.8 mg/ml準確標在如圖丙所示電壓表刻度盤的對應位置上，并將相應的刻度線用簽字筆加粗9如圖所示，其中“”是電阻箱，電源電壓恒定但未知，現再給你一只電壓表，請你想法測出未知電阻Rx的大?。?）請把電壓表畫在右圖中的合理位置上（2）實驗步驟：a ；b （3）Rx的表達式：Rx= （4）此實驗過程中運用的

11、探究方法是 10“測定小燈泡的額定功率”實驗的電路圖如圖甲所示.電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為10，可供選用的滑動變阻器R1和R2的最大阻值分別為10和50，甲 乙(1)應該選用的滑動變阻器是 (填“R1”或“R2”)；(2)閉合開關，發(fā)現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數.發(fā)生故障的原因可能是 .（A）燈泡斷路 (B)燈泡短路 （C)滑動變阻器斷路 (D)滑動變阻器短路(3)圖乙是根據實驗數據繪成的U一I圖像，根據圖像提供的信息可計算出小燈泡的額定功率為 W；當滑動變阻器的滑片向左移動過程中，小燈泡的電阻將 .（選填“變大”、“變小”或“不變”） (4)還有一組同

12、學沒有電壓表，而是利用兩只電流表和一個阻值已知的電阻R0，其它元件與前面相同，仍然完成了實驗. 請在虛線方框內畫出該組同學實驗的電路圖.11（4分）有一電源和電阻連接組成的裝置，只有M、N兩個接線柱可供使用，如圖所示，裝置內電源的電壓和電阻的阻值均未知，現要求測定此裝置內電阻的阻值RRMN(1)下列器材中：a、一個未知最大阻值的滑動變阻器；b、一個標有額定電壓的燈泡；c、一個已知阻值為R0的定值電阻；d、一個量程合適的電流表；e、一個單刀雙擲開關：“ ” 根據你設計的方法，必須選用的器材是 (填字母)(2)簡要說明測量方法，并寫出需要測量的物理量(用字母表示)，并畫出電路圖 (3)寫出計算電阻

13、阻值的表達式：R 12實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源、阻值已知的定值電阻、滑動變阻器和開關各1個，電阻箱（電路圖符號）1個，已調零的電壓表1塊，導線若干。在電路中，可以通過調節(jié)滑動變阻器實現控制和改變與其相串聯(lián)的電阻兩端的電壓。請選用上述實驗器材，設計一個實驗證明：兩個電阻R1與R2串聯(lián)時，如果定值電阻R1兩端的電壓保持不變，則電阻R1與電阻箱接入電路中的電阻R2兩端的總電壓U與電阻R2兩端的電壓U2的關系式為：U = U2 + b（b為常量）。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數據記錄表。13（6分）如圖示意在物理實驗中常用等效替代法。其中Rx是待測電阻，R是滑動變阻器，R

14、0是電阻箱。根據實驗電路圖把下列主要步驟中的空白填齊。按電路圖連接好電路，并將電阻箱R0的阻值調到最大;閉合開關S1前，滑動變阻器滑片P置于_端；閉合開關S1；閉合開關_，調節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當位置，記下此時電壓表示數U；先斷開開關_，再閉合開關_，保持_的電阻不變，調節(jié)_，使電壓表的示數仍為U；14實驗桌上提供了如下器材：符合實驗要求的電源一個、定值電阻R0一只、滑動變阻器一個、量程滿足實驗要求的電壓表、電流表各一只；開關一個小剛想利用實驗桌上的器材，設計一個實驗證明：“定值電阻的電功率與電壓的平方成正比”（1）在答題卡中的虛線框內畫出實驗電路圖（2）寫出實驗步驟（3）根據實驗要求

15、，設計一個記錄實驗數據的表格15有一種半導體材料的電阻值隨著光照射強度的變化而明顯改變，用這種材料制作的電阻稱為光敏電阻物理學上用“光強”這個物理量來表示光強弱的程度，符號為E，國際單位為坎德拉(cd)，某光敏電阻的阻值R與光強E之間的一組實驗數據如下表所示： (1)分析上表數據，根據光敏電阻的阻值R隨光強E變化的規(guī)律，填,寫表格空格處的電阻，并歸納出光敏電阻的阻值R隨光強E變化的關系式為R= Q(2)小明將該光敏電阻R、電流表(量程為006A)、電壓表(量程為03V)、開關、滑動變阻器R。(最大阻值為50)和電壓恒為6V的電源組成如圖 所示的電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器使電流表的示數為04

16、A時，電壓表的示數為36V，此時，光敏電阻所在處的光強為多大?(3)在上述電路中，隨著電阻的變化，電流可能會超過電流表的量程，滑動變阻器兩端的電壓可能會超過電壓表的量程若光敏電阻處的光強在20 cd至45cd范圍內，為保證不超過電表量程，求出滑動變阻 器允許連入電路的阻值范圍(4)若用該光敏電阻制作成如圖所示的電磁繼電器來控制路燈L，要求當光照減弱到一定光強時，電磁繼電器能接通路燈L，則路燈L所在電路的M、N觸點應安裝在銜鐵的 (上方下方)參考答案1（1）500 （2）當其他條件相同時，周圍磁性越強，巨磁電阻的電阻越大 （3）巨磁電阻的大小是否與電路中的電流有關2（1）電路圖如圖所示（2）2.

17、2 B （3）0.5 增大 （4）連接電路時開關沒有斷開 連接電路時滑片沒有置于最大阻值處3（1）測小燈泡的電阻； R=U/I ；測小燈泡的電功率； P=UI ；（2）03V ； 0 0.6A ；（3）b；防止電流過大保護電路 ；（4）變阻器同時連接在下面的電阻線兩端； 電燈短路； 正負接反； 電壓表與變阻器并聯(lián)； （5）不對，隨著電壓增大，燈泡功率增大，燈絲溫度升高，電阻會變大 0.6254（1）10 4 （2）3.2W （3）0.22 （4）A510 0.4 606（1）用不同金屬絲組成閉合回路；兩連接點之間有溫度差；（2）制成溫度計（測量溫度）7 電流表的量程選大了； 0.625 變大；

18、 升華 小8（1）電流表；（2）越大；（3）如下圖：（4）如下圖所示：0.2mg/ml0.8mg/ml9（1）（2）見解析（3）R0（4）等效替代法10(1)R2 (2)B (3)0.5 變大 (4)1211 (1)c、d、e；(2)用電流表測出R和R0串聯(lián)時的電流I1,用電流表測出只接R時的電流I2；電路圖如下圖所示：(3)I1 R0/(I2 I1)12（1）實驗電路如下實驗步驟： （1）保持開關S斷開，電阻箱和滑動變阻器阻值調到最大，按電路圖連接電路。 （2）調節(jié)電阻箱R2和滑動變阻器的阻值為適當的阻值。閉合開關S，用電壓表V測量電阻R1兩端的電壓U1；斷開開關S，保持電阻箱和滑動變阻器接入電路中的電阻值不變，將電壓表接在電阻箱R2兩端，閉合開關S，用電壓表V測量R2兩端的電壓U2；斷開開關S，將電壓表接在電阻R1與R2兩端，閉合開關S，用電壓表V測量電阻R1與R2兩端的總電壓U，將U1、U2 和U的測量數據記錄在實驗數據記錄表中。 （3）斷開開關S，將電壓表接在電阻R1兩端，調節(jié)