高二物理期末复习作业（二）2015-12
恒定电流》实验班级姓名。
一． 基本概念。
1．螺旋测微器和游标卡尺；
2.伏安法测电阻的条件，误差；伏安特性曲线的描绘。
3.电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法（分压式和限流式的接法）
4.电流表和电压表的改装和读数方法，仪器的选用。
5.伏安法测量电源电动势和内阻，误差分析，作图时的化曲为直。
6.多用电表的构造和原理，使用方法，探索黑箱中的电学元件。
7.等效替代法。
二．实验题。
1.现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。
1)由图读得圆柱体的直径为 mm,长度为 cm。
2)若流经圆柱体的电流为i,圆柱体两端之间的电压为u,圆柱体的直径和长度分别用d、l表示，则用d、l、i、u表示的电阻率的关系式为ρ=
2.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。
1)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，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为 cm,直径为 mm。
2)按图丙连接电路后，实验操作如下：
将滑动变阻器r1的阻值置于最 (选填“大”或“小”)处；将s2拨向接点1,闭合s1,调节r1,使电流表示数为i0。
将电阻箱r2的阻值调至最 (选填“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1 280ω。
3)由此可知，圆柱体的电阻为 ω。
3.如图是测量阻值约几十欧的未知电阻rx的原理图，图中r0是保护电阻(10ω),r1是电阻箱(0～99.9ω),r是滑动变阻器，a1和a2是电流表，e是电源(电动势10v,内阻很小)。
在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：
ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器r调到最大；
ⅱ)闭合s,从最大值开始调节电阻箱r1,先调r1为适当值，再调节滑动变阻器r,使a1示数i1=0.15a,记下此时电阻箱的阻值r1和a2的示数i2;
ⅲ)重复步骤(ⅱ)再测量6组r1和i2值；
ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。
根据实验回答以下问题：
1)现有四只供选用的电流表：
a.电流表(0～3 ma,内阻为2.0ω)
b.电流表(0～3 ma,内阻未知)
c.电流表(0～0.3 a,内阻为5.0ω)
d.电流表(0～0.3 a,内阻未知)
a1应选用 ,a2应选用 。
2)测得一组r1和i2值后，调整电阻箱r1,使其阻值变小，要使a1示数i1=0.15a,应让滑动变阻器r接入电路的阻值 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
3)在坐标纸上画出r1与i2的关系图。
4)根据以上实验得出rx= ω
4.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的p、q间通入电流i,同时外加与薄片垂直的磁场b,在m、n间出现电压uh,这个现象称为霍尔效应，uh为霍尔电压，且满足uh=k,式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。
某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量uh时，应将电压表的“+”接线柱与 (选填“m”或“n”)端通过导线相连。
已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度b=0.10t不变，改变电流i的大小，测量相应的uh值，记录数据如表所示。
根据表中数据在给定坐标纸上画出uh-i图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为 ×10-3v·m·a-1·t-1(保留2位有效数字)。
该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。s1、s2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流自q端流入，p端流出，应将s1掷向 (选填“a”或“b”),s2掷向 (选填“c”或“d”)。
为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中。在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件和。
(填器件代号)之间。
5.为**小灯泡的电功率p和电压u的关系，小明测量小灯泡的电压u和电流i,利用p=ui得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.
0v、1.8w”,电源为12v的电池，滑动变阻器的最大阻值为10ω。
1)准备使用的实物电路如图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)
2)现有ω和50ω的定值电阻，电路中的电阻r1应选 ω的定值电阻。
3)测量结束后，应先断开开关，拆除两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。
4)小明处理数据后将p、u2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图所示。请指出图像中不恰当的地方。
6. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
1)应该选择的实验电路是图1中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0～0.6 a)、开关和导线若干以及以下器材：
a.电压表(0～15 v) b.电压表(0～3 v)
c.滑动变阻器(0～50ω) d.滑动变阻器(0～500ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前的字母)
3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出u-i图线。
4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势e= v,内电阻r= ω
5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数u及干电池的输出功率p都会发生变化。图3的各示意图中正确反映p-u关系的是 。
6.某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势e。
1)先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为 v。
2)然后，用电压表、电阻箱r、定值电阻r0、开关s、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。
根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。
闭合开关s,调整电阻箱阻值r,读出电压表相应示数u。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的r、u数据，并计算出相应的与的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出-图线。
从图线中可求得e= v。
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