高二上学期期末复习物理专题强化训练专题10电学基础实验.docx

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高二上学期期末复习物理专题强化训练专题10电学基础实验

2019-2020学年高二上学期期末复习物理专题强化训练

-----专题（10）电学基础实验

1、一同学为测定某种硬金属的电阻率，先用伏安法测出一小段由这种材料做成的圆柱形金属丝的电阻为R＝

Ω，然后用游标卡尺和螺旋测微器分别测定该金属丝的长度和直径，示数如图甲、乙所示。

由图可知游标卡尺的示数为________mm，螺旋测微器的示数为________mm，则这种金属的电阻率为ρ＝________Ω·m（最后一空保留两位有效数字）。

答案：

　11.4　0.920　1.1×10－3

【解析】　游标卡尺的主尺读数为：

11mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为4×0.1mm＝0.4mm，所以最终读数为：

11mm＋0.4mm＝11.4mm。

螺旋测微器固定刻度读数：

0.5mm，可动刻度读数：

0.01mm×42.0＝0.420mm，得：

d＝0.5mm＋0.420mm＝0.920mm（0.919～0.921都正确）。

由电阻定律得：

R＝ρ

金属丝的横截面积：

S＝

πd2

则有：

ρ＝

解得：

ρ＝1.0×10－3Ω·m。

2、如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。

（1）若使用的是0～3V量程的电压表，读数为________V，若使用的是0～15V量程的电压表，读数为________V。

（2）若使用的是0～0.6A量程的电流表，读数为________A。

若使用的是0～3A量程的电流表，读数为________A。

答案：

（1）1.68（1.67～1.69均正确）　8.4（8.3亦可）　

（2）0.46　2.30（2.29～2.31均正确。

）

【解析】　对于电压表，当选取0～3V量程时，每小格为0.1V，读数为1.68V，当选取0～15V量程时，每小格为0.5V，读数为8.4V；对于电流表，当选取0～0.6A量程时，每小格为0.02A，读数为0.46A，当选取0～3A量程时，每小格为0.1A，读数为2.30A。

3、图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。

虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。

该多用电表有5个挡位，5个挡位为：

直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。

（1）图甲中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________________（填正确答案标号）。

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝______Ω。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。

若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。

（结果均保留三位有效数字）

答案：

（1）黑　

（2）B　（3）160　880　（4）1.47mA　1.10×103Ω　2.95V

【解析】　

（1）与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。

（2）R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。

（3）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝

＝160Ω

换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻r＝

＝120Ω，新表头的量程是1mA，所以R4＝

－r＝

Ω－120Ω＝880Ω。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。

若此时B端是与“1”相连的，此时多用电表是量程为2.5mA的电流表，则多用电表读数为1.47mA；若此时B端是与“3”相连的，此时多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为11.0×100Ω＝1.10×103Ω；若此时B端是与“5”连的，此时多用电表是量程为5V的电压表，则读数为2.95V。

4、某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5V　1.25W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：

电压表V1（量程为3V，内阻为3kΩ）；

电流表A1（量程为100mA，内阻为10Ω）；

电流表A2（量程为3A，内阻为0.1Ω）；

滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为2A）；

滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流为0.5A）；

定值电阻R3（阻值为2.5Ω）；

定值电阻R4（阻值为10Ω）；

定值电阻R5（阻值为1kΩ）；

电源E（E＝3V，内阻不计）。

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。

（1）实验中滑动变阻器应选用________，电流表应选用________（均填器材的符号），并________（填“串联”或“并联”）定值电阻。

（2）在图1中的虚线框内画出电路图。

（图中标出选用的器材的符号）

（3）实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2V，内阻为4Ω的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为________W。

（结果保留两位有效数字）

答案：

（1）R1　A1　并联

（2）电路图见解析　（3）0.25

【解析】　

（1）题中要求小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接入电路中，故滑动变阻器应选择总阻值小的R1；灯泡额定电流为：

I＝

＝

＝0.5A＝500mA，电流表A2的量程太大，不能用它测电流，应把电流表A1与定值电阻R3并联扩大其量程之后再测电流。

（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表采用外接法，实验电路图如图所示。

（3）在灯泡IU坐标系内作出电源的IU图线如图所示：

同一坐标系下，小灯泡的伏安特性曲线与电源的IU图线的交点即为小灯泡两端的电压和电流，由图示图线可知：

U＝0.9V，I＝0.28A

灯泡实际功率为：

P＝UI＝0.9×0.28W≈0.25W。

5、某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝的长度，他们查得金属丝电阻率为ρ，并粗测电阻丝的电阻约为5Ω，实验室中有以下供选择的器材：

A．电池组（3V，内阻约1Ω）

B．电流表A1（0～3A，内阻0.0125Ω）

C．电流表A2（0～0.6A，内阻约为0.125Ω）

D．电压表V1（0～3V，内阻4kΩ）

E．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）

F．滑动变阻器R1（0～20Ω，允许最大电流1A）

G．滑动变阻器R2（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）

H．开关，导线若干

（1）为了实验电路更节能，且测量结果尽量准确，测金属丝电阻时电流表应选__________，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________。

（填写仪器前字母代号）

（2）将设计的电路图画在虚线框内。

（3）若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图，则直径d＝__________mm。

（4）若用d表示直径，测得电阻为R，则金属丝的长度为__________。

答案　

（1）C　D　F　

（2）见解析图　（3）0.950　（4）

【解析】　

（1）由于电源电动势为3V，电表读数要达到半偏，则电压表选D；

由I＝

可知电路中最大电流约为0.5A，则电流表选C；

为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太大，选F。

（2）电源电压为3V，由I＝

可知电路中最大电流约为0.5A，为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，由Rx＜

，电流表采用外接法，电路如图所示：

（3）主尺上读数为0.5mm，螺旋尺上读数为45.0×0.01mm，两者和为0.950mm。

（4）由电阻定律：

R＝ρ

而S＝π（

）2得：

L＝

。

6、某兴趣小组在学习了多用电表后，在实验室找到一个电流表G，尝试自己动手改装一个电压表。

（1）先用半偏法测量电流表G的内阻，实验电路图如图所示，准备有下列器材：

A．待测电流表G（量程1mA，内阻约几十欧）

B．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）

C．滑动变阻器（阻值范围0～20kΩ）

D．电阻箱（0～999.9Ω）

E．电阻箱（0～9999Ω）

F．电源（电动势9V，有内阻）

G．开关、导线

①实验中要求有较高的精确度，在以上器材中，R1应选用________，R2应选用________。

②实验要进行的步骤有：

A．闭合开关S1

B．闭合开关S2

C．将R1的阻值调到最大

D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏

E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F．记下R2的阻值并断开S1

G．按图所示连接好实验电路

以上步骤，合理的顺序是____________（用步骤前的英文字母表示）。

③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0Ω，则电流表内阻Rg＝________Ω。

（2）要将该电流表改装成量程是3V的电压表，则应串联一个阻值是________Ω的电阻。

答案　

（1）①C　D　②GCADBEF　③50.0　

（2）2950

【解析】　

（1）①为准确测量电流表的内阻，滑动变阻器的最大阻值应远大于电流表的内阻，这样才可近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流是不变的，所以滑动变阻器R1应选择C；最终电阻箱阻值应调到与电流表内阻相等，为准确测量电流表的内阻，电阻箱R2应选择D。

②先按图所示连接好实验电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1，调节R1的阻值，使电流表指针满偏；闭合开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并断开S1，整理电路。

则合理的顺序为GCADBEF。

③滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流不变。

调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处时，流过R2的电流与流过电流表的电流相等，R2与电流表并联，电流相等，则电阻相等，读得R2的阻值是50.0Ω，则Rg＝R2＝50.0Ω。

（2）将该电流表改装成量程是3V的电压表，应串联电阻的阻值R′＝

－Rg＝

Ω－50Ω＝2950Ω。

7、某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：

置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表○V（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.

实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃.实验得到的R2t数据见下表．

t/℃

25.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

R2/Ω

900.0

680.0

500.0

390.0

320.0

270.0

240.0

回答下列问题：

（1）在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到________（填“a”或“b”）端．

（2）在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线．

（3）由图乙可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性．当t＝44.0℃时，可得RT＝________Ω.

（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃.

答案：

（1）b　

（2）如图所示

（3）450　（4）620.0　33.0

【解析】

（1）闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大．

（3）由图象可知t＝44.0℃时，电阻的阻值为450Ω.

（4）由图丙可得电阻箱阻值为620.0Ω，由图象可得温度约为33.0℃.

8、某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μA，内阻大约为2500Ω）的内阻。

可使用的器材有：

两个滑动变阻器R1，R2（其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Ω）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀开关S1和S2。

C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。

（2）完成下列填空：

①R1的阻值为________Ω（填“20”或“2000”）

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的________端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。

将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________（填“相等”或“不相等”。

）

④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。

待测微安表的内阻为________Ω（结果保留到个位）。

（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：

________。

答案　

（1）连线如图

（2）①20　②左　③相等　④2550（3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程

【解析】　

（2）R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20Ω，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，B、D两点电势相等；将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R2的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变，说明

＝

，则解得RμA＝2550Ω。

（3）要提高测量微安表内阻的精度，可调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。

9、用以下器材可测量电阻Rx的阻值．

待测电阻Rx，阻值约为600Ω；

电源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；

电压表V1，量程为0～500mV，内阻r1＝1000Ω；

电压表V2，量程为0～6V内阻r2约为10kΩ；

电流表A，量程为0～0.6A，内阻r3约为1Ω；

定值电阻R0，R0＝60Ω；

滑动变阻器R，最大阻值为150Ω；

单刀单掷开关S一个，导线若干．

（1）测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的

，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图．

（2）若选择测量数据中的一组来计算Rx，则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx＝________，式中各符号的意义是__________________________________．

（所有物理量用题中代表符号表示）

答案：

（1）图见解析　

（2）

　U1为电压表V1的读数，U2为电压表V2的读数，r1为电压表V1的内阻，R0为定值电阻

【解析】　

（1）电路的最大电流为I＝

＝0.01A，电流表量程太大，可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表，电压表选择V2即可，要求测量多组数据，滑动变阻器需用分压式接法，电路如图所示．

（2）流过被测电阻的电流为I＝

＋

＝

，被测电阻值为Rx＝

＝

.

10、用安安法测定一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材：

电池组E：

电动势3V，内阻不计；

电流表A1：

量程0～15mA，内阻约为100Ω；

电流表A2：

量程0～300μA，内阻为1000Ω；

滑动变阻器R1：

阻值范围0～20Ω，额定电流2A；

电阻箱R2：

阻值范围0～9999Ω，额定电流1A；

开关S、导线若干．

要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：

（1）为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表________（填写器材代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0V的电压表．

（2）在图中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号．

（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.

答案：

（1）A2　9000　

（2）如图所示　

（3）8.0　150　191

【解析】　

（1）把A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为3V，R2＝

Ω－1000Ω＝9000Ω.

（3）由图可知，电流表A1的示数为8.0mA，电流表A2的示数是150μA，待测电阻阻值为

Rx＝

Ω≈191.

11、某同学在练习使用多用电表时连接的电路如甲图所示：

（1）若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________（选填“R1”或“R2”）的电流；

（2）若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是________。

A．R1的电阻B．R2的电阻

C．R1和R2的串联电阻D．R1和R2的并联电阻

（3）将选择倍率的旋钮拨至“×10”的挡时，测量时指针偏转角很大，为了提高测量的精确度，应将选择开关拨至________挡（选填“×100”或“×1”），将两根表笔短接调节调零旋钮，使指针停在0Ω刻度线上，然后将两根表笔分别接触待测电阻的两端，若此时指针偏转情况如图丙所示，则所测电阻大小为________Ω。

（4）乙图是该多用表欧姆挡“×100”内部电路示意图，电流表满偏电流为1.0mA、内阻为10Ω，则该欧姆挡选用的电池电动势应该为________V。

答案：

（1）R1　

（2）C　（3）×1　16　（4）1.5

【解析】　

（1）由电路图可知多用电表与R1串联，所以多用电表作为电流表时，测量的是通过R1的电流。

（2）断开电路的开关，R1和R2串联，多用电表接在其两端，测量的是R1和R2串联的总电阻。

（3）将选择倍率的旋钮拨至“×10”挡时，指针偏转角度过大，说明所选的挡位太大，为准确测量电阻，应该换小挡位的，应选“×1”挡。

挡位选“×1”时，表盘的刻度值就是电阻的阻值，即为16Ω。

（4）将选择倍率的旋钮拨至“×100”挡时，欧姆表的中值电阻为R中＝15×100Ω＝1500Ω，所以电源的电动势为E＝IgR中＝1.0×10－3×1500V＝1.5V。

12、为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：

A．被测干电池一节；

B．电流表1：

量程0～0.6A，内阻rA＝0.3Ω；

C．电流表2：

量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω；

D．电压表1：

量程0～3V，内阻未知；

E．电压表2：

量程0～15V，内阻未知；

F．滑动变阻器1：

0～10Ω，2A；

G．滑动变阻器2：

0～100Ω，1A；

H．开关、导线若干．

伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．

（1）在上述器材中应选择的器材为：

________（填写选项前的字母）；

（2）实验电路图应选择下图中的________（填“甲”或“乙”）；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.

答案：

（1）ABDFH　

（2）甲　（3）1.5　0.7

【解析】　

（1）在上述器材中请选择适当的器材：

被测干电池一节；电流表B的内阻是已知的，故选B，电压表选择量程0～3V的D，滑动变阻器选择阻值较小的F，开关、导线若干，故选ABDFH；

（2）因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则干电池的电动势E＝1.5V，内电阻r＝

Ω－0.3Ω＝0.7Ω.

13、某兴趣小组利用图甲所示电路测定一组干电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池组的电动势约为6V，电池组内阻和待测电阻的阻值都约为10Ω，且不超过10Ω，可供选用的实验器材有：

A．电流表

（量程0～300mA，内阻不计）；

B．电流表

（量程0～3A，内阻不计）；

C．电压表

（量程0～6V，内阻很大）；

D．电压表

（量程0～15V，内阻很大）；

E．滑动变阻器R（阻值0～100Ω）；

F．开关S一个，导线若干．

该实验过程如下：

（1）在连接电路前，先选择合适的器材，电流表应选用______，电压表应选用________．（填所选器材前的字母）

（2）按图甲正确连接好电路后，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小其接入电路的阻值，测出多组U和I的值，并记录相应的数据，以U为纵轴，I为横轴，得到图乙所示的图线．

（3）断开开关S，将Rx改接在B、C之间，A与B用导线直接相连，其他部分保持不变．重复步骤

（2），得到另一条UI图线，其斜率的绝对值为k.

（4）根据上面实验数据结合图乙可得，电池组的内阻r＝________Ω；用k和r表示待测电阻的关系式为Rx＝________.

答案：

（1）A　C　（4）10　k－r

【解析】：

（1）由图乙可知，电流最大为300mA，为了保证实验的安全和准确，电流表应选择A；电源的电动势约为6V，故电压表应选择6V量程的C.

（4）由U＝E－Ir可知，Rx接在A、B之间时图象的斜率绝对值表示电源的内阻，则可知内阻为r＝

＝

Ω＝10Ω；将Rx改接在B、C之间时等效内阻为Rx＋r＝k，解得Rx＝k－r.

14、某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻．

A．待测干电池一节，电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆

B．直流电压表V，量程为3V，内阻非常大

C．定值电阻R0＝150Ω

D．电阻箱R

E．导线和开关

根据如图甲所示的电路连接图进行实验操作．多次改变电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U.在

R坐标系中描出的坐标点如图乙所示．

（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则

与R的关系式为________．

（2）在图乙坐标纸上画出

R关系图线．

乙

（3）根据图线求得斜率k＝________V－1·Ω－1，截距b＝________V－1（保留两位有效数字）．

（4）根据图线求得电源电动势E