金版教程高考物理二轮复习训练1513 电学实验b.docx

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金版教程高考物理二轮复习训练1513电学实验b

1．[2019·南昌一模]某同学在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，其主要实验步骤为：

①用多用电表测量该合金丝的电阻②用刻度尺测出合金丝的长度，用螺旋测微器测出其直径③再用伏安法测合金丝的电阻

回答下列问题：

Ⅰ.用多用电表测量合金丝的电阻

（1）开始选用“×10”倍率的电阻挡测量发现多用表指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至________倍率的电阻挡。

（填“×1”或“×100”）

（2）每次换挡后，需重新________，再进行测量。

（3）测量合金丝的电阻表的指针位置如图1所示，则该合金丝的电阻测量值是________Ω。

点击观看解答视频

Ⅱ.用伏安法测合金丝的电阻并得出电阻率

（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（0～50Ω），电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω），电压表（0～3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干。

为了减小测量误差，实验电路应采用图2中的________。

（选填“甲”或“乙”）

（2）实验得到的合金丝电阻率ρ测________合金丝的真实电阻率ρ真。

（选填“大于”“小于”或“等于”）

答案Ⅰ.

（1）×1

（2）欧姆调零（3）7.0

Ⅱ.

（1）甲

（2）小于

解析Ⅰ.用×10挡，欧姆表指针偏转角度过大，说明电阻阻值较小，应该换用×1挡，换挡之后需要欧姆调零，读数为7.0Ω。

Ⅱ.为了减小电流表的分压作用，要选用甲。

甲的电阻测量值偏小，由电阻定律公式可知，ρ测<ρ真。

2.[2019·太原一模]为测量电阻Rx（约600Ω）的阻值，实验室可供选择的器材有：

A．电流表Ⓖ（0～3mA，内阻Rg＝100Ω）

B．电流表Ⓐ（0～10mA，内阻未知）

C．定值电阻R1（300Ω）

D．定值电阻R2（30Ω）

E．滑动变阻器R（0～20Ω）

F．直流电源（E＝3V，内阻不计）

G．开关S及导线若干

某同学用图（a）的电路进行测量，回答下列问题：

（1）定值电阻应选择________（选填“R1”或“R2”）。

（2）按图（a）的电路将图（b）的实物连成实验电路（图中已画出部分电路）。

（3）实验中，正确接入定值电阻后，闭合开关S，多次移动滑动触头，分别记录电流表Ⓖ、电流表Ⓐ的示数I1、I2如下表：

I1/mA

0.92

1.26

1.75

2.12

2.52

2.98

I2/mA

3.00

4.02

5.60

6.80

8.04

9.60

在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________。

（保留两位有效数字）

（4）根据图线求得Rx＝________Ω。

（保留两位有效数字）

答案

（1）R1

（2）如图（b）所示（3）如图（c）所示；3.2

（4）5.6×102

解析

（1）按图（a）可知，电流表G满偏时并联部分的电压为U＝Ig（Rg＋Rx）＝3×10－3（100＋600）V＝2.1V，而R定＝

＝300Ω，因此定值电阻应选择R1；

（2）连接电路实物图时注意电流由电流表正接线柱流入，负接线柱流出。

电流表A的负接线柱连接滑动变阻器的滑动端接线柱；（3）根据表格中数据在坐标系中描点，然后用直线拟合各数据点，在图线中找出两点，计算出斜率k＝3.2；（4）由串并联规律可知：

＝

⇒I2＝（

＋1）I1，由（3）得：

＋1＝3.2⇒Rx＝560Ω。

3．[2019·廊坊质监]某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。

实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。

他用到的实验器材有：

待测水果电池组（电动势约4V，内阻约50Ω）、双向电压表（量程为2V，内阻约为2kΩ）、电阻箱（0～9999Ω）、滑动变阻器（0～200Ω）、一个单刀双掷开关及若干导线。

（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先利用半偏法测出了电压表的内阻。

请完善测量电压表内阻的实验步骤：

①将R2的滑片滑至最左端，将S拨向1位置，将电阻箱R1阻值调为0；

②调节R2的滑片，使电压表示数达到满偏；

③保持________不变，调节R1，使电压表的示数达到________；

④读出电阻箱的阻值，记为R1，则电压表的内阻RV＝________。

（2）若测得电压表内阻为2kΩ，可分析此测量值应________真实值。

（填“大于”“等于”或“小于”）

（3）接下来测量电源电动势和内阻，实验步骤如下：

①将开关S拨至________（填“1”或者“2”）位置，将R2的滑片移到最________端，不再移动；

②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；

③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。

（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出

－

图象。

则可消除系统误差，如图所示，其中横轴截距为b，斜率为k，则电动势的表达式为：

________，内阻的表达式为：

________。

答案

（1）③R2半偏（或1V）④R1

（2）大于（3）①2左（4）

解析

（1）开关掷向1，电阻箱调零，调节滑片位置使电压表满偏2V；然后保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表半偏即1V，根据串联分压规律确定电压表内阻RV＝R1。

（2）调节电阻箱阻值由零开始增大到R1时，电路总电阻增大，路端电压增大，即电压表所在支路两端电压大于2V；而电压表两端电压为1V，则电阻箱两端电压大于1V，由串联分压原理可知，电压表内阻测量值（电阻箱示数）大于电压表实际内阻，故测量值偏大。

（3）用电阻箱和电压表测电源电动势和内电阻实验中，电压表测量电源的路端电压，故开关应掷于2位置，滑动变阻器滑片移到最左端。

（4）由闭合电路欧姆定律可知，路端电压U＝

·R⇒

＝

＋

·

⇒

＝

·（

－

），由题意知，

＝k，

＝b，解得：

E＝

，r＝

。

4．[2019·衡水一调]二极管是一种半导体元件，它的符号为“

”，其特点是具有单向导电性。

电流从正极流入时电阻比较小。

而从负极流入时电阻比较大。

（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线，因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。

其步骤是：

将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零。

将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小。

然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断________（填“左”或“右”）端为二极管的正极。

（2）厂家提供的伏安特性曲线如图，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：

A．直流电源E：

电动势3V，内阻忽略不计

B．滑动变阻器R：

0～20Ω

C．电压表V1：

量程5V，内阻约50kΩ

D．电压表V2：

量程3V，内阻约20kΩ

E．电流表A：

量程0.6A，内阻约0.5Ω

F．电流表mA：

量程50mA，内阻约5Ω

G．待测二极管D

H．单刀单掷开关S，导线若干

为了提高测量结果的准确度，电压表应选用________，电流表应选用________。

（填写各器材前的字母代号）

（3）为了达到测量目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图。

答案

（1）右

（2）DF（3）如图

解析

（1）电流从红表笔流入，黑表笔流出，由于欧姆挡的电源在表内，因此，黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极。

当黑表笔接触二极管左端，红表笔接右端时，指针偏角较小，读数很大，将红、黑表笔对调后，再测，指针偏角较大，读数很小，正向导通，所以右端为二极管的正极。

（2）对加正向电压时的伏安特性曲线进行描绘，由于电源电动势3V，因此电压表应选用V2，应选D。

从厂家提供的伏安特性曲线图可知，正向电流最大30mA左右，因此电流表应选F。

（3）为达到测量二极管伏安特性曲线的目的，滑动变阻器必须用分压式，由厂家提供的伏安特性曲线可知，R＝

≈50Ω，与电压表V2电阻20kΩ比较是小电阻，应用电流表的外接。

5．[2019·厦门质监]某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某种小灯泡L1（6V2.5W）的伏安特性曲线，设计了如图甲所示的电路，要求多次测量，尽可能减小实验误差，备有下列器材：

A．直流电源

B．电压表V

C．电流表A

D．滑动变阻器R1（0～20Ω，5A）

E．滑动变阻器R2（0～200Ω，1A）

F．开关与导线若干

请回答以下问题：

点击观看解答视频

（1）滑动变阻器应选择________（填选项前的字母）。

（2）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路实物图连接完整。

（3）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。

（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）

（4）如图丙所示为该种小灯泡的UI图象，现将两个这种小灯泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻R连成如图丁所示的电路，电源的内阻为r＝2.5Ω，开关S闭合后，小灯泡L1与定值电阻R的电功率恰好均为P，则P＝________W，电源的电动势E＝________V。

答案

（1）D

（2）如图所示（3）A端（4）0.26

解析

（1）绘制伏安特性曲线，要求小灯泡两端电压由零开始连续调节，故滑动变阻器采用分压式电路，因此选择阻值较小的滑动变阻器，选D。

（2）小灯泡电阻较小，测量电路采用电流表外接。

（3）为确保闭合开关时，小灯泡两端电压最小，滑动变阻器滑片应置于A端。

（4）L1与电阻R并联，电压相等、功率相等，故此时小灯泡L1的电阻为5Ω，由伏安特性曲线可知，此时小灯泡L1两端电压为1V，通过的电流为0.2A，所以功率P＝UI＝0.2W；由并联电路知识可知，通过L2的电流为0.4A，由伏安特性曲线可知，L2两端电压为4V；故电路的路端电压为5V；由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知，E＝U＋Ir＝5V＋0.4×2.5V＝6V。

6．[2019·江西质检]

（1）某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测。

使用多用电表欧姆挡时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，再进行________，使指针指在欧姆刻度的“0”处。

若该同学将选择旋钮置于“×1”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示，则所测量的值为________Ω。

（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：

A．电流表（量程15mA，内阻未知）

B．电流表（量程0.6A，内阻未知）

C．电阻箱（最大电阻99.99Ω）

D．电阻箱（最大电阻999.9Ω）

E．电源（电动势3V，内阻1Ω）

F．单刀单掷开关2只

G．导线若干

乙同学设计的电路图如图乙所示，现按照如下实验步骤完成实验：

①调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R1，仅闭合S1，使电流表指针有较大的偏转且读数为I；

②调节电阻箱，保持开关S1闭合，闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I。

a．根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择________，电阻箱应选择________。

（填器材前字母）

b．根据实验步骤可知，待测电阻Rx＝________（用题目所给测量量表示）。

（3）利用以上实验电路，闭合S2，调节电阻箱R，可测量出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了

－R图象如图丙所示。

若图象中纵轴截距为1A－1，则电流表内阻RA＝________Ω。

答案

（1）欧姆调零18.0

（2）②ADR2－R1（3）2

解析

（1）在使用多用电表欧姆挡测电阻时，换挡必进行欧姆调零。

所测电阻值为18.0Ω。

（2）因电源的电动势为3V，要求电流表指针有较大的偏转，故电流表选用A，电阻箱选用D。

根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律，对步骤①可得：

E＝I（r＋R1＋Rx）；对步骤②可得：

E＝I（r＋R2），联立可得：

Rx＝R2－R1。

（3）根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律，E＝I（r＋R＋RA），可得：

＝

＋

R，即

＝1A，RA＝2Ω。

7．[2019·郑州质监]为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。

光控开关可采用光敏电阻来控制。

光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。

（1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。

由图象可求出照度为1.0lx时的电阻约为________kΩ。

照度/lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻/kΩ

5.8

3.7

2.8

2.3

—

1.8

（2）如图所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。

为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________（填“AB”或“BC”）之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件。

（3）用多用电表“×10Ω”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图所示，则线圈的电阻为________Ω。

已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。

图中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：

R1（0～10Ω，2A）、R2（0～200Ω，1A）、R3（0～1750Ω，1A）。

要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________（填R1、R2、R3）。

为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________（填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。

答案

（1）2.0（误差允许范围内均对）

（2）AB如图

（3）140R3减小

解析

（1）由描点绘测的图象可以找出照度为1.0lx时光敏电阻的阻值为2.0kΩ；

（2）电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来。

当受光照作用较强时，光敏电阻阻值较小，通过电磁铁的电流较大，对衔铁磁力增大，与触点C接通，此时应使路灯不亮，故路灯应接在AB之间；（3）多用电表读数为14，乘以倍数“×10”，故线圈电阻为140Ω。

由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻达到3kΩ时，电路接通，故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级，故滑动变阻器选择R3。

天色更暗，光敏电阻阻值增大，为使路灯此时点亮，则滑动变阻器电阻应减小。

8．[2019·石家庄模拟]如图甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，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12V，内阻忽略不计）。

在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，具体实验步骤如下：

①闭合S，调节滑动变阻器R和电阻箱R1，使A2示数I2＝0.20A，记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1；

②重复步骤①且使A2示数仍为I2＝0.20A，测量多组R1和I1值；

③将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。

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（0～3mA，内阻为2.0Ω）

B．电流表（0～3mA，内阻未知）

C．电流表（0～0.3A，内阻为10Ω）

D．电流表（0～0.3A，内阻未知）

请根据实验过程判断A1应选用________，A2应选用________（填写选项字母）。

（2）在图乙中的坐标纸上画出R1与

的关系图。

（3）根据以上实验数据得出Rx＝________Ω。

答案

（1）DC

（2）如图所示（3）40

解析

（1）根据所给数据以及Rx和R1的电阻值差距不大，在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，两电流表均选用量程为0.3A的电流表；由串并联电路的特点，可知：

（Rx＋RA2）I2＝（R1＋RA1）I1，可得：

R1＝（Rx＋RA2）I2

－RA1，在R1

图象中，图线的斜率k＝（Rx＋RA2）I2，因此需要知道RA2的阻值，故电流表A1选用D，电流表A2选用C。

（3）由k＝（Rx＋RA2）I2，可得：

Rx＝

－RA2＝40Ω。