電學(xué)實(shí)驗(yàn)(較難)

1、1法國(guó)科學(xué)家阿爾貝費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，來(lái)研究巨磁電阻的大小與有無(wú)磁場(chǎng)的關(guān)系。請(qǐng)分析回答：（1）斷開S1，閉合S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，測(cè)得兩電表的四組數(shù)據(jù)如下表所示。由此可知，無(wú)磁場(chǎng)時(shí)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(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，測(cè)得兩電表的四組數(shù)據(jù)如下表所示，可計(jì)算出有磁場(chǎng)時(shí)GMR的電阻大??；實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234U/伏1.001.252.002.50I/安2×10-32.5×10-34×10-35×10-3（2）通過(guò)

2、比較上述兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是 ；（3）利用上述的電路并保持原有器材不變，你還可以進(jìn)一步研究與巨磁電阻大小有關(guān)的問(wèn)題是 。2 在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)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(shí)的電阻約為10。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。要求：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變大；連線不得交叉。（2）小宇同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)（圖10乙所示）為_V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向_（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V。（3）小宇同學(xué)繼續(xù)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)

3、的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖10丙所示的IU關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是_W，還可以得出：小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而_（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）小葉同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)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(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出她在實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處是：_；_。3（14分）小明設(shè)計(jì)了如右圖所示的電路，利用它可完成電學(xué)的兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)（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(xué)期的兩個(gè)重要的測(cè)量實(shí)驗(yàn)是： ；實(shí)驗(yàn)原理是： ； ；實(shí)驗(yàn)原理是： 。（2）在完成上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了

4、使測(cè)量更準(zhǔn)確，你認(rèn)為電壓表的量程用 ；電流表的量程用 。（3） 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，變阻器滑片P應(yīng)放在 處。其目的是 。（4）實(shí)驗(yàn)電路接好后，合上開關(guān)時(shí)，一些小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)了電路故障，主要是有下表列的幾種情況，請(qǐng)你根據(jù)現(xiàn)象和檢測(cè)結(jié)果批出故障的可能原因：故障現(xiàn)象故障原因燈較暗，兩表示數(shù)較小，移動(dòng)變阻器滑片，現(xiàn)象不變燈不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)電流表指針向左邊偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)變阻器，發(fā)現(xiàn)燈變亮?xí)r，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減?。?）小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中共得到下表中的ABC三組數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123U/N2.02.52.8I/A0.220.250.26R/P/W 小施同學(xué)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)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(rèn)為小施同學(xué)的做法對(duì)嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由 。小電燈的額定功率為_。4小明和同學(xué)在打掃實(shí)驗(yàn)室時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上有一個(gè)燈泡，燈泡上標(biāo)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(guān)、12V的穩(wěn)壓電源各一個(gè)，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(cè)出了電流表示數(shù)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(dāng)電流為0.5A時(shí)，電阻箱兩端的電壓是 V，燈泡的電阻為 （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)求出小燈泡的額定功率為 W（3）小明的同學(xué)發(fā)現(xiàn)小明記錄的數(shù)據(jù)中有一個(gè)電流值有錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是

6、A（4）小明的同學(xué)認(rèn)為利用圖示器材還能進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，其中無(wú)法完成的是A探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系 B探究小燈泡的亮度與燈泡功率的關(guān)系C測(cè)量小燈泡正常工作時(shí)的電阻 D探究串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)5小剛用如圖甲所示電路來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖像可得，定值電阻R1的阻值是 實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5V不變，當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是 W，此時(shí)，電阻R1在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 J 6（6分）1821年，德國(guó)物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計(jì)串聯(lián)成閉合電路，然后把

7、銅絲和鐵絲的一個(gè)連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個(gè)連接點(diǎn)放在火焰上加熱，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，表明這時(shí)閉合電路中產(chǎn)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(xué)們按上圖所示的電路，模擬塞貝克實(shí)驗(yàn)，探究了決定“熱電流”大小的因素，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得了電流的大小與溫差關(guān)系的一組數(shù)據(jù)：兩接點(diǎn)間的溫差/01100200300500電路中的電流10-1A0.000.010.641.422.294.17請(qǐng)根據(jù)以上資料和數(shù)據(jù)說(shuō)明：（1）產(chǎn)生熱電流的條件是 ； 。（2）根據(jù)熱電流的特點(diǎn)，猜想并寫出熱電偶電路的一種應(yīng)用： 。7小明利用如圖甲所示電路測(cè)量小

8、燈泡的功率被測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10左右實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器（20 0.5A）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）小明測(cè)量小燈泡的額定功率，發(fā)現(xiàn)燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表示數(shù)正常，而電流表示數(shù)很小，如圖乙所示，則電路連接存在的問(wèn)題是。（2）排除電路故障后，閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象如圖丙，則小燈泡的額定功率為 w在多次測(cè)量中，小明還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比（選填“變大”、“變小”或“不變”）（3）小明又取了一個(gè)規(guī)格

9、、型號(hào)完全相同的舊燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時(shí)，燈泡亮度明顯偏暗，小明仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內(nèi)壁變黑燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)發(fā)生（選填物態(tài)變化名稱）而變細(xì)，消耗的實(shí)際功率變的緣故（選填“大”、“小”）8（6分）為防止酒駕事故的出現(xiàn)，有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測(cè)試儀被廣泛應(yīng)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(guān)系如圖甲所示，某種呼氣酒精測(cè)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(shí)，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(cè)試儀電路中

10、的濃度表?yè)p壞了，在將表拆去同時(shí)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(duì)測(cè)試儀進(jìn)行修理請(qǐng)你在虛線框內(nèi)畫出改用電壓表作為濃度表使用時(shí)的電路圖（4）現(xiàn)在國(guó)際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是0.2mg/ml酒精氣體濃度0.8mg/ml.為便于識(shí)別，請(qǐng)將酒精氣體濃度0.2 mg/ml、0.8 mg/ml準(zhǔn)確標(biāo)在如圖丙所示電壓表刻度盤的對(duì)應(yīng)位置上，并將相應(yīng)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(xiàn)再給你一只電壓表，請(qǐng)你想法測(cè)出未知電阻Rx的大?。?）請(qǐng)把電壓表畫在右圖中的合理位置上（2）實(shí)驗(yàn)步驟：a ；b （3）Rx的表達(dá)式：Rx= （4）此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)用的

11、探究方法是 10“測(cè)定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器R1和R2的最大阻值分別為10和50，甲 乙(1)應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 (填“R1”或“R2”)；(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù).發(fā)生故障的原因可能是 .（A）燈泡斷路 (B)燈泡短路 （C)滑動(dòng)變阻器斷路 (D)滑動(dòng)變阻器短路(3)圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U一I圖像，根據(jù)圖像提供的信息可計(jì)算出小燈泡的額定功率為 W；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)過(guò)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(xué)沒(méi)有電壓表，而是利用兩只電流表和一個(gè)阻值已知的電阻R0，其它元件與前面相同，仍然完成了實(shí)驗(yàn). 請(qǐng)?jiān)谔摼€方框內(nèi)畫出該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)接線柱可供使用，如圖所示，裝置內(nèi)電源的電壓和電阻的阻值均未知，現(xiàn)要求測(cè)定此裝置內(nèi)電阻的阻值RRMN(1)下列器材中：a、一個(gè)未知最大阻值的滑動(dòng)變阻器；b、一個(gè)標(biāo)有額定電壓的燈泡；c、一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻；d、一個(gè)量程合適的電流表；e、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)：“ ” 根據(jù)你設(shè)計(jì)的方法，必須選用的器材是 (填字母)(2)簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量方法，并寫出需要測(cè)量的物理量(用字母表示)，并畫出電路圖 (3)寫出計(jì)算電阻

13、阻值的表達(dá)式：R 12實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、阻值已知的定值電阻、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各1個(gè)，電阻箱（電路圖符號(hào)）1個(gè)，已調(diào)零的電壓表1塊，導(dǎo)線若干。在電路中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)控制和改變與其相串聯(lián)的電阻兩端的電壓。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：兩個(gè)電阻R1與R2串聯(lián)時(shí)，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(guān)系式為：U = U2 + b（b為常量）。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。13（6分）如圖示意在物理實(shí)驗(yàn)中常用等效替代法。其中Rx是待測(cè)電阻，R是滑動(dòng)變阻器，R

14、0是電阻箱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diào)到最大;閉合開關(guān)S1前，滑動(dòng)變阻器滑片P置于_端；閉合開關(guān)S1；閉合開關(guān)_，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當(dāng)位置，記下此時(shí)電壓表示數(shù)U；先斷開開關(guān)_，再閉合開關(guān)_，保持_的電阻不變，調(diào)節(jié)_，使電壓表的示數(shù)仍為U；14實(shí)驗(yàn)桌上提供了如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、定值電阻R0一只、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、量程滿足實(shí)驗(yàn)要求的電壓表、電流表各一只；開關(guān)一個(gè)小剛想利用實(shí)驗(yàn)桌上的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求

15、，設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格15有一種半導(dǎo)體材料的電阻值隨著光照射強(qiáng)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(xué)上用“光強(qiáng)”這個(gè)物理量來(lái)表示光強(qiáng)弱的程度，符號(hào)為E，國(guó)際單位為坎德拉(cd)，某光敏電阻的阻值R與光強(qiáng)E之間的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示： (1)分析上表數(shù)據(jù)，根據(jù)光敏電阻的阻值R隨光強(qiáng)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(qiáng)E變化的關(guān)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(guān)、滑動(dòng)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(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為04

16、A時(shí)，電壓表的示數(shù)為36V，此時(shí)，光敏電阻所在處的光強(qiáng)為多大?(3)在上述電路中，隨著電阻的變化，電流可能會(huì)超過(guò)電流表的量程，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓可能會(huì)超過(guò)電壓表的量程若光敏電阻處的光強(qiáng)在20 cd至45cd范圍內(nèi)，為保證不超過(guò)電表量程，求出滑動(dòng)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(lái)控制路燈L，要求當(dāng)光照減弱到一定光強(qiáng)時(shí)，電磁繼電器能接通路燈L，則路燈L所在電路的M、N觸點(diǎn)應(yīng)安裝在銜鐵的 (上方下方)參考答案1（1）500 （2）當(dāng)其他條件相同時(shí)，周圍磁性越強(qiáng)，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(guān)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(shí)開關(guān)沒(méi)有斷開 連接電路時(shí)滑片沒(méi)有置于最大阻值處3（1）測(cè)小燈泡的電阻； R=U/I ；測(cè)小燈泡的電功率； P=UI ；（2）03V ； 0 0.6A ；（3）b；防止電流過(guò)大保護(hù)電路 ；（4）變阻器同時(shí)連接在下面的電阻線兩端； 電燈短路； 正負(fù)接反； 電壓表與變阻器并聯(lián)； （5）不對(duì)，隨著電壓增大，燈泡功率增大，燈絲溫度升高，電阻會(huì)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(diǎn)之間有溫度差；（2）制成溫度計(jì)（測(cè)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(cè)出R和R0串聯(lián)時(shí)的電流I1,用電流表測(cè)出只接R時(shí)的電流I2；電路圖如下圖所示：(3)I1 R0/(I2 I1)12（1）實(shí)驗(yàn)電路如下實(shí)驗(yàn)步驟： （1）保持開關(guān)S斷開，電阻箱和滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，按電路圖連接電路。 （2）調(diào)節(jié)電阻箱R2和滑動(dòng)變阻器的阻值為適當(dāng)?shù)淖柚?。閉合開關(guān)S，用電壓表V測(cè)量電阻R1兩端的電壓U1；斷開開關(guān)S，保持電阻箱和滑動(dòng)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(guān)S，用電壓表V測(cè)量R2兩端的電壓U2；斷開開關(guān)S，將電壓表接在電阻R1與R2兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表V測(cè)量電阻R1與R2兩端的總電壓U，將U1、U2 和U的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 （3）斷開開關(guān)S，將電壓表接在電阻R1兩端，調(diào)節(jié)