1、 电学实验 1(2012 全国新课标).（10 分） 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过测量通电导线在磁场中 所受的安培力， 来测量磁场的磁感应强度大小、 并判定其方向.所用部分器材已在图中给出， 其中 D 为位于纸面内的 U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为 电阻箱；A 为电流表；S 为开关.此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线. （1）在图中画线连接成实验电路图. （2）完成下列主要实验步骤中的填空 按图接线. 保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1. 闭合开关 S，调节R的值使
2、电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D_； 然后读出_，并用天平称出_. 用米尺测量_. （3）用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出B=_. （4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反 之，磁感应强度方向垂直纸面向里. 答案： 重新处于平衡状态, 电流表的示数I, 此时细沙的质量m2 D 的底边长L （3） IL gmm B 21 （4） 12 mm 解析：根据实验目的和电磁天平的原理，将电源、开关、电阻箱、电流表及 U 形金属框串联 起来，连接成电路图.设金属框质量为 M，托盘质量为 m0，第一次操作中未接通电源时由平 衡条件：M
3、g(m0m1)g，第二次接通电源后，加入适量细沙 m2D 重新处于平衡状态， 然后读出电流表的示数 I， 并测量出金属框底部的长度 l， 若金属框受到的安培力竖直向下， 由平衡条件： gmmMgBIl 20 ，两式联立解得： g Il mm B 12 ；若金属框受到的 安培力竖直向上，则 g Il mm B 21 ，综上 B= g Il mm B 12 ，若 m2m1，则由左手定则 可知磁感应强度方向垂直纸面向外，反之，磁感应强度方向垂直纸面向里. 2.（2012 广东卷）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻. 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的
4、示数如图 15（a） 和图 15（b）所示，长度为_cm，直径为_mm. 按图 15（c）链接电路后，实验操作如下： （a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_处（填“大”或“小” ） ；将S2拨向接点 1，闭合 S1，调节R1，使电流表示数为I0； （b）将电阻箱R2的阻值调至最_（填“大”或“小” ） ；将S2拨向接点2；保持R1不变， 调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280； 由此可知，圆柱体的电阻为_. 答案： （1）5.01 5.315 （a）大 （b）大 1280 解析：(1)游标卡尺的精度为 0.1 mm,所以 L=(50+10.1)mm=5.01 cm, 数为 d=(
5、5+31.60.01) mm=5.316 mm. 为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中 的电阻. 3. （2012 北京高考卷） （18 分） 在 “测定金属的电阻率” 实验中， 所用测量仪器均已校准 待 测金属丝接入电路部分的长度约为 50cm （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图 1 所示，其读数应为 _mm（该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器材为：电池组(电动势为 3V，内阻约 1)、 电流表(内阻约 0.1)、 电压表(内阻约 3k)、 滑动变阻器R(020， 额定电流 2A)、 开关、
6、 导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图 2 中的_图(选填“甲”或“乙”) （3）图 3 是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变 阻器的一端请根据图(2)所选的电路图，补充完成图 3 中实物间的连线，并使闭合开关的瞬 间，电压表或电流表不至于被烧坏 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图 4 所示，图中已标出了测量数据 对应的 4 个坐标点 请在图 4 中标出第 2、 4、 6 次测量数据坐标点， 并描绘出UI图线 由 图线得到金属丝的阻值Rx=_(保留两位有效数字)
7、 （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前的符号) A110 -2m B110-3m C110-6m D110-8m 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 V A R S Rx R S 图 2 乙 甲 V A Rx P Rx 图 3 0 I/A 图4 U/V 0. 1. 2. 2. 1. 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 （6）任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误
8、差的说法中正 确的选项是_(有多个正确选项) A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案： （1） （0.395-0.399 均可） （2）甲 （3）如答图 3 （4）如答图 4 （4.3-4.7 均可） （5）C （6）CD 解析： （1）固定刻度读数为 0，可动刻度读数为 39.7，所测长度为 0+39.7 0.01=0.397mm.(0.3950.399). （2）由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的
9、电阻Rx约 5. P Rx 答图 3 0 I/A 答图4 U/V 0. 1. 2. 2. 1. 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 则有50 1 . 0 5 A x R R ，600 5 3000 x V R R 比较Rx为小电阻应该采用外接法测量误差小. 由（3）知是用伏安特性曲线来测量电阻的，就要求电压电流从接近 0 开始调节，所以应该 采用分压接法（甲）. （3）注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接 分压接法（甲）那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为 0.先连外接法（线 1）再连分 压法（线 2 和 3） ，此时滑片P必
10、须置于变阻器的左端. （4）描绘出第 2、4、6 三个点后可见第 6 次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后作出U-I 图线.其中第 4 次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有5 . 4 220. 0 00. 1 x R(4.3 4.7). （5） 根据电阻定律 S l Rx有 6 62 105 . 4 5 . 0 10397. 014. 35 . 4 l SRx m， 估算出的金属丝电阻率是 C. （6）用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差；由于电流表和 电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案 C D. 5.（2012 山东卷） （2）在测量金属丝电阻率的试验中，
11、可供选用的器材如下： 待测金属丝： x R（阻值约4 ，额定电流约0.5A） ； 电压表：V（量程3V，内阻约3k ） ； 电流表： 1 A（量程0.6A，内阻约0.2 ） ； 2 A（量程3A，内阻约0.05 ） ； 电源： 1 E（电动势 3V，内阻不计） 2 E（电动势 12V，内阻不计） 滑动变阻器：R（最大阻值约20 ） 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线. 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm. 2 若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应 选 （均填器材代号） ，在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图. 答案： （2）1 1.77
12、3【1.771-1.775 均正确】 2 A1；E1；电路图如右. 解析：1773【17711775 均正确】 电压表量程 3V，所以电源应选 E1，通过待测金属丝的最 大电流约为 75. 0 4 3 x R E I A，所以电流表应选 A1.电路 图如右. 6.（2012 四川卷） (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲线，可供选用的器 材如下： 小灯泡 L，规格“4.0V0.7A” ； 电流表 A1，量程 3A，内阻约为 0.1; 电流表 A2，量程 0.6A，内阻r2=0.2; 电压表 V，量程 3V，内阻rV=9k； 标准电阻R1，阻值 1； 标准电阻R2，阻值 3 k;
13、 滑动变阻器 R，阻值范围 O 10,； 学生电源 E，电动势 6V，内阻不计； 开关 S 及导线若干. 甲同学设计了如图 1 所示的电路来进行测量， 当通过 L 的电流为 0.46A 时，电压表的示数如图 2 所 示，此时 L 的电阻为_. 乙同学又设计了如图 3 所示的电路来进行测量， 电压表指针指在最大刻度时，加在 L 上的电压值是 _V. 学习小组认为要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路.请你 在乙同学的基础上利用所供器材， 在图 4 所示的虚线框内补画出实验电路图， 并在图上标明 所选器材代号. 答案：(2)5（3 分） ； 4（3 分） ； 解析：电压表示数 2.3V，5 46. 0 3 . 2 R.4)30009000( 9000 3 L UV.准确地 描绘出 L 完整的伏安特性曲线， 需要将电流电压调节达到小灯泡的额定值.测量准确 3A 电流 表不能使用，3V 电压表和 0.6A 电流表量程不够必须改装；将电压表和 2 R串联，刚好满足 4 V量程（小灯泡额定） ；电流的 2 A与 1 R并联即可将电流量程扩至 0.72 A（额定为 0.7 A）. 两表改装完毕之后，再考虑内、外接的问题.由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定 电压， 也就不适于将改装后的安培表内接了， 否则电压表会超量程的.这里最好采用外接法， 即答图 1.
