2010届高三物理电学实验

学生实验实验十观察电容器的充、放电现象【实验目的】1.知道电容器充、放电的原理。

2.了解电容器充、放电过程中,电路中电流大小及方向和电容器两端电压的变化情况。

【实验原理】甲1.电容器的充电过程:如图甲所示,当开关S接1时,电容器接通电源。

(1)在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动,正极板因失去电子而带电,负极板因获得电子而带电,电荷在移动的过程中形成电流。

充电完成后,正、负极板带的异种电荷。

(2)在充电开始时,电流比较 (填“大”或“小”),之后随着极板上电荷的增多,电流逐渐 (填“增大”或“减小”),当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动,电流I=0。

(3)在充电过程中,由电源获得的储存在电容器中。

乙2.电容器的放电过程:如图乙所示,当开关S接2时,将电容器的两极板直接用导线连接起来。

(1)电容器正、负极板上电荷发生,在电子移动过程中,形成电流。

(2)放电开始时,电流较 (填“大”或“小”),随着两极板上的电荷量逐渐减小,电路中的电流逐渐(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零。

(3)放电完成后,两极板间不再有电场,转化为其他形式的能量。

【实验器材】直流电源、单刀双掷开关、电容器、灵敏电流计、电压表、定值电阻【实验步骤】1.按图连接好电路;2.把单刀双掷开关S接1,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中;3.将单刀双掷开关S 接2,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中;4.记录好实验结果,关闭电源。

【注意事项】1.实验要在干燥的环境中进行。

2.电流表要选用小量程的灵敏电流计。

3.实验中,要选择容量大些的电容器。

4.在做放电实验时,要在电路中串联一个阻值较大的电阻,以免烧坏电流表。

【问题与讨论】1.在电容器充、放电过程中,极板间的电场强度如何变化?2.为了便于观察,可以采用哪些办法延长充、放电的时间?【巩固练习】1.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是 ( )A.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电B.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电C.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带正电D.开头接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电2.据某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机在几分钟内充满电。

2010年【物理】高考预测试题：电学实验适用：全国通用1.两位同学在实验室利用如图〔a 〕所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．并根据数据描绘了如图〔b 〕所示的两条U —I 直线．回答如下问题：〔1〕根据两位同学描绘的直线，可知图线(填“甲〞或“乙〞)是根据电压表V 1和电流表A 的数据所描绘的。

〔2〕图象中两直线的交点表示〔 〕A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．在本电路中该电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为0．5WD ．在本电路中该电源的效率达到最大值〔3〕根据图〔b 〕，可以求出定值电阻R 0=Ω，电源电动势E= ________ V ，内电阻r=Ω．【答案】〔1〕甲 〔2〕BC (3)2．0 1．50 1．0【解析】〔1〕由欧姆定律可知：电压表V 1所测得是电源的外电压Ir E U -=1，1U 随着I 的增大而减小，所以图线甲是根据电压表V 1和电流表A 的数据所描绘的。

〔2〕、〔3〕图线乙电压表V 2和电流表A 的数据所描绘的，即是0R 的伏安特性02IR U =，乙图象的斜率表示定值电阻的大小；甲图象与纵轴的交点表示电源电动势的大小，甲图象的斜率的绝对值表示电源内阻的大小。

由图象可求出定值电阻Ω=0.20R ，电源内阻Ω=0.1r ，电源电动势V E 50.1=。

图象中两直线的交点表示此时电路中的电流为A 5.0，电压表V 1的示数V U 0.11=，电压表V 2的示数V U 0.12=，此时R 0上消耗的功率W IU P 5.010==，所以C 正确；由全电路欧姆定律)(0r R R I E ++=可得滑动变阻器的阻值Ω=0R ，因此此时滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，所以A 不正确；电源的输出功率rR r R E R r R E P 4)(222+-=+=外外外外输入）（，r R 与外越接近，电源输出功率最大，当r R =外时电源输出功率最大，而此题中Ω=>+=+=120r R R R R 外，因此当 Ω=0R 时，r R 与外最接近，此时电路中该电源的输出功率最大，所以B 正确；电源的效率外外外外外R r r R R r R I R I +=+=+=11)(22η，外R 越大，η越大，所以当P 滑到了最右端时，外R 最大，η最大，因此D 选项不正确。

2010届高三高考2010年2月理科综合物理实验题〔1〕1．〔8分〕甲、乙两位同学在一次应用伏安法测量电阻R x的实验中进展了如下操作：第一步用万用表粗测电阻R x的阻值，第二步用伏安法测量电阻R x的阻值。

〔1〕第一步中万用表的旋钮位置与指针偏转情况如图一所示，其示数是Ω。

〔2〕第二步中甲、乙两位同学用以下器材测量电阻R x的阻值，他们各自设计的实验电路图如图二所示。

电源〔电动势6V，内阻为0.5Ω〕；电压表〔0—3V，内阻约为3kΩ〕；电流表〔0—10mA，内阻约为30Ω〕；滑动变阻器〔阻值0—10Ω，额定电流2A〕；电键和导线假设干。

你认为按同学的实验方案进行测量比拟准确。

图一图二〔3〕请你用笔画线代替导线，在图三中按照第〔2〕问你所选择的电路连接实验电路。

图三〔4〕甲、乙两位同学各自用自己的设计的电路进展了测量，并分别利用实验中记录的6 组数据画出U—I图线，如图四所示。

请根据你所选择的方案由图线算出被测电阻的阴值R x=Ω。

甲图四乙2．〔18分〕〔1〕用螺旋测微器测量一根电阻丝的直径，测量结果如图，其读数为mm。

用游标为50分度的卡尺测量一工件的直径，测量结果如下列图，此工件的直径为cm。

〔2〕如下列图，在“用双缝干预测光的波长〞的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其它元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是如下四个选项中的。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹〔或暗纹〕间的距离，可采取的方法是。

A．a单缝b滤光片c双缝d光屏B．a单缝b双缝c滤光片d光屏C．a滤光片b单缝c双缝d光屏D．a滤光片b双缝c单缝d光屏〔3〕现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有〔〕A．电源〔电动势3V，内阻0.5Ω〕B．电源〔电动势16V，内阻2ΩC．电流表〔量程0—1mA，内阻250Ω〕D．电流表〔量程0—500μA，内阻500Ω〕E．电压表〔量程0—3V，内阻10KΩ〕F．电压表〔量程0—15V，内阻50KΩ〕G．滑动变阻器〔阻值0—200Ω〕H．开关和导线假设干①实验电路应选取的仪器是〔用字母表示〕；②在下面方框图中画出实验电路图。

实验〔09年全国卷Ⅰ〕22.〔8分〕如下列图的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。

在开关闭合后，发现小灯泡不亮。

现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以与电路中的各点连接。

〔1〕为了检测小灯泡以与3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。

在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡。

〔2〕在开关闭合情况下，假设测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，如此明确___可能有故障〔3〕将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。

答案：〔1〕电压；欧姆；〔2〕开关或连接点5、6；〔3〕①调到欧姆档；②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作；③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,明确小灯泡有故障。

解析：(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档；(2)明确5、6两点可能有故障；(3) ①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,明确小灯泡有故障。

〔09年全国卷Ⅰ〕23.〔10分〕某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。

长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。

在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值； ⑤利用所测数据求出摩擦力f 和斜面倾角的余弦值cos α； ⑥屡次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cos α关系曲线。

〔1〕用测量的物理量完成如下各式〔重力加速度为g 〕：①斜面倾角的余弦cos α=；②滑块通过光电门时的速度v=；③滑块运动时的加速度a=；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=；〔2〕测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如下列图，读得d=。

2010届高三物理总复习电学实验专题演练题（9B）1、“伏安法”测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，而按如图所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除。

（1）请你简要写出还未完成的主要操作步骤，并用字母表达出相应的测量值。

①闭合开关S1、开关S2接2，调节R p和R'P，使电压表读数接近满量程，读出电流表和电压表读数I2、U2。

不变______________。

②保持R（2）请你推导出待测电阻R x的表达式______________。

2、图为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。

（1）为了通过测量得到图所示I—U关系的完整曲线，在图甲和图乙两个电路中应选择的是图_________；简要说明理由：________________________________________________________________________________________________。

（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0—100Ω）。

（2）在图丙电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω。

由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_________V；电阻R2的阻值为____________Ω。

图甲图乙图丙（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：________________________________________________________________________。

3、有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示。

此金属材料质量约为0.1~0.2kg，长约为30cm，电阻约为10Ω。

已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0。

因管线内径太小，无法直接测量。

请根据下列提供的器材，设计一个实验方案测量其内径d。

A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（60mA 10Ω）D．电流表（3A 0.1Ω）E．电压表(3V 6kΩ) F．滑动变阻器(2kΩ0,5A)G．滑动变阻器(10Ω2A) H．直流稳压电源(6V 0.05Ω)I．开关一个,带夹子的导线若干(1)除待测金属材料外,应选用的实验器材有_______________________(只填代号字母)(2)画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路.(3)用已知的物理常量和所测得的物理量,推导出计算金属管线内径d的表达式。

2010年高考物理实验题的“三国演义”江苏省特级教师戴儒京在电视剧《三国》热播之际，有人言必称三国，连世界杯足球赛，也有人写出“世界杯中的三国队”，我也来凑个热闹，戏言2010年高考物理实验题的“三国演义”。

在2010年高考物理实验题中，考到“测电源电动势和内阻”的实验的有3个省市，分别是：江苏省、上海市、广东省。

1.2010年高考江苏省物理卷第10题（8分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到____。

（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是____。

（选填1或2）（3）根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。

若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b和R0表示）【答案】（1）最大值；（2）2；（3）【解析】（1）电阻箱的电阻调到最大值，电流最小，保障了电压表不超过量程及电源的不过载。

（2）若R=300Ω，电流约，若R=60Ω，电流约，后者电流读数大，误差小，所以填2。

（3）电流，=，得，图象的斜率，截距，所以电动势，内阻－R0。

实验检验：用江苏省苏威尔公司引进并汉化的鳄鱼夹仿真实验软件可以模拟这个实验。

模拟电路图如图2：当改变可变电阻的阻值时，电压表会自动显示读数。

把电阻值R及对应的电压表读数U记录下来，输入到Excel，并计算出对应的，如下表：作出U-R和图象，如图3，蓝线是U-R图象，是曲线，红线是图象，是直线。

延长图象交轴于一点，即得截距，再求出该直线的斜率，则根据本题结果，电动势=，内阻－R0=。

本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。

难度：较难。

2．2010年高考上海物理卷第29题（6分）某同学利用DIS，定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图中的图线b。

一、伏安特性曲线1. 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材A．直流电源（6V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）F．定值电阻R0（阻值为1990Ω）G．开关与导线若干①根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）（请画在图1方框内）②在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填写器材前面的字母序号）。

③将上述电子元件R1和另一个电子元件R2接入如图2所示的电路中，他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ob所示，电源的电动势E＝7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为Ω，R3接入电路的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）。

2.(2017·新课标I)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A)、电压表V(量程3V,内阻3Ωk)、电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)、固定电阻R(阻值1000Ω)、滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)、电源E(电动势5V,内阻不计)；开关S；导线若干.(1)实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 _________(填“增大”“不变”或“减小")，灯丝的电阻率______(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E(电动势4V,内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。

物理必修三电学实验全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物理实验在学习物理知识的过程中起着至关重要的作用。

电学实验是物理学习中的重要组成部分。

在物理必修三中，电学实验是不可缺少的一部分。

通过电学实验，我们可以深刻理解电的性质和规律，提高自己的动手能力和实验操作能力。

下面就让我们来一起了解一下物理必修三中的电学实验吧。

一、电压和电流的关系实验1. 实验原理：这个实验是为了研究电压和电流之间的关系。

根据欧姆定律，电压和电流是成正比的关系，即电流大小与电压大小成正比。

实验的过程中我们会通过改变电压大小，观察电流的变化，来验证这一定律。

(1) 直流电源(2) 电流表(3) 电压表(4) 电阻丝(5) 电压表(6) 开关(1) 将直流电源的正负极分别连接到电流表和电压表上。

(2) 将电流表和电压表与电阻丝相连，电阻丝的两端连接开关。

(3) 关闭电源，调节电源的电压大小，观察电流表和电压表的读数。

(4) 改变电压大小，继续观察电流表和电压表的读数。

(5) 将实验数据整理，画出电压与电流的关系图。

二、串联和并联电路实验这个实验是为了研究串联和并联电路的特性。

串联电路是电路中元件依次排列在一条线上，而并联电路是电路中元件并列排列的，不同电路的连接方式会影响电流和电压的分布。

(1) 搭建串联电路：将灯泡依次排列在一条线上，连接电源和开关。

(2) 搭建并联电路：将灯泡并列排列连接到电源和开关上。

(3) 关闭电源，开启开关，观察灯泡的亮度和电压电流的表现。

(4) 拔掉某一个灯泡，观察其他灯泡的表现。

(5) 将实验数据整理，分析串联和并联电路的特性。

通过这个实验，我们可以得出结论：串联电路中电流相等，而电压之和等于总电压；而并联电路中电压相等，电流之和等于总电流。

这说明电路中元件的连接方式会对电流和电压的分布产生影响。

三、电能转换实验这个实验是为了研究电能的转换规律。

电能可以通过不同元件进行转换，例如电阻丝转换为热能，电能转换为光能等。

2010年高考物理试题分类汇编——电学实验1.（全国卷1）23．（16分）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程m I 。

所用器材有：量程不准的电流表1A ，内阻1r =10.0Ω，量程标称为5.0mA ；标准电流表2A ，内阻2r =45.0Ω，量程1.0mA ；标准电阻1R ，阻值10.0Ω；滑动变阻器R ，总电阻为300.0Ω；电源E ，电动势3. 0V ，内阻不计；保护电阻2R ；开关S ；导线。

回答下列问题：（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。

（2）开关S 闭合前，滑动变阻器的滑动端c 应滑动至 端。

（3）开关S 闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表1A 满偏；若此时电流表2A 的读数为2I ，则1A 的量程m I = 。

（4）若测量时，1A 未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出1A 的示数1I = ，2A 的示数2I = ；由读出的数据计算得m I = 。

（保留3位有效数字）（5）写出一条提高测量准确度的建议： 。

2.（全国卷2）23.(13分）如图，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内： ○A 为毫安表，量程6mA ，内阻为数十欧姆；E 为直流电源，电动势约为3V ，内阻很小；R 为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S 为开关。

已知R T 在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。

现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下R T 的阻值。

（1） 在图中画出连线，完成实验原理电路图 （2） 完成下列实验步骤中的填空 ① 依照实验原理电路图连线 ② 调节控温容器M 内的温度，使得R T 温度为95℃ ③ 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全 ④ 闭合开关。

调节电阻箱，记录电流表的示数I 0 ，并记录 。

⑤ 将R T 的温度降为T 1 （20℃＜T 1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数 ,记录 。