江苏省南京化学工业园区高考物理复习电学实验专题训练

电学实验1利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U I关系图线 实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围010）、滑动变阻器B（阻值范围0100）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路 如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V则此时小灯泡的电功率为 W，电源的内阻为 2在“测定电池的电动势和内阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组电压和相应电流值，某同学的实验数据如表所示，与预想的实验结果不一致U/V0.600.700.800.901.001.10I/A0.180.210.250.270.300.33 由实验数据来分析，他所连接的电路可能是下列电路图中的_ 如图为某同学根据正确的电路图做出的U I 图线，由该图线可得被测干电池的电动势E = _V，内阻r = 3某同学准备探究一未知元件Q的伏安特性曲线，他设计了如图甲所示的电路图请回答下列问题： 清将图乙中的实物连线按电路图补充完整 该同学正确连接实验电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头P，发现电流表和电压表的指针始终不发生偏转在不断开电路的情况下，他使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“+”、“-”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是 排除故障后，该同学测得实验数据如表所示，请在坐标纸上作出该元件的U I图线 通过实验可以得出，该元件的阻值随所加电压的增大而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）4现有如下所示的实验器材（示意图），要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验110电阻箱+A+V+ 请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接 若测得的实验数据如下表，请用作图法求出干电池的电动势和内阻电压U / V1.481.441.381.301.201.08电流I /A0.050.100.150.250.350.50 若上图中所给的电流表已被损坏，用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻？如能的话，请选定器材并给出电路图5某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：电流表A（量程为05mA内阻约为10）；电压表V（量程为03V内阻约为3k）；最大阻值约为50的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干 由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图电路试测，读得电压表示数大约为2.0V电流表示数大约为4.0mA，则未知电阻阻值Rx大约为 ； 经分析，该电路测量误差较大，需要作改进请在方框内画出改进后的测量原理图； 用改进后的电路进行测量，其测量值 （填“等于”、“小于”、“大于”）真实值6一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详用欧姆表粗测其阻值，其结果如图所示现有下列器材，试选择合适的器材及适当的电路，较精确地测定该电阻的阻值A电流表，量程0500A，内阻约150 B电流表，量程010mA，内阻约10C电压表，量程03V，内阻约5K D电压表，量程015V，内阻约10KE干电池两节，每节电动势为1.5V F直流稳压电源，输出电压12V，额定电流1A10G滑动变阻器，050，0.5A H电键一只，导线若干 欧姆表测得的电阻值约为 ； 电流表应该选择 ，电压表应该选 择 ，电源应该选择 （填字母代号）； 请在下列实验电路图中选择合适的电路图 ARABPARxSERABPCSERxRABPDRxSEARABPBSEVRxVVAVA7 某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为200m）如图所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱容器内表面长a = 40cm，宽b = 20cm，高c = 10cm将水样注满容器后，进行以下操作： 分别用多用电表欧姆挡的“1k”、“ 100”两档 粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图所示，则所测水样的电阻约为 + 为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实 验室中找到如下实验器材：A电流表（量程3mA，电阻RA为5）B电压表（量程6V，电阻RV约为10 k）C滑动变阻器（0 20，额定电流1 A）D电源（6V，内阻约1）E开关一只、导线若干 请用笔线作导线完成电路连接 正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在在坐标纸中作出U I关系图线U/V1.11.83.03.84.7I/mA0.500.821.361.732.13 由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 m据此可知，所测水样在电阻率这一指标上 （选填“达标”或 “不达标”）8小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1）； 电流表A1（量程0100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程00.6A，内阻约0.2）； 电阻箱R（0999.9W）； 开关、导线若干小明的实验操作步骤如下：A用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度LF断开开关 小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d = _ mm； 实验中电流表应选择_（选填“A1”或“A2”）；丙R/WL/mL0OR0020251530乙甲abPcA 小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率 =_（用给定的物理量符号和已知常数表示） 若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小（不要求写出分析的过程，只回答出分析结果即可）答：_9某电阻R的额定电压3V，阻值约为100，为准确测量其阻值，提供实验器材如下：A电源：电动势4V，内阻约1B电压表V1：03V，电阻约10kC电压表V2：015V，电阻约50kD电流表A1：030mA，电阻约10E电流表A2：00.6A，电阻约0.5F滑动变阻器R1：010，额定电流1AG滑动变阻器R2：0100，额定电流30mAH电键、导线若干 请按要求回答下列问题 为较准确测量电阻R的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （填器材前面的序号） 在方框中画出实验电路图10现需测量一个电池的电动势E和内电阻r器材有：电流表（量程60mA，内阻约为10）；电压表（量程10V，内阻约为20k）；热敏电阻（80200）；一杯水；一个开关；酒精灯；温度计；导线若干 一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物如图所示，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路；t/20406080100I/mA26.133.340.046.252.2U/V5.485.335.205.084.96 用酒精灯对水加热，表为该同学在不同水温小测得的电流和电压数据，并在U I图中标出，由该图可得电池的电动势E = V，内电阻r = （保留二位有效数字）； 利用以上数据还可以粗略算出热敏电阻的阻值，发现随着温度的升高，热敏电阻的阻值将会变_（选填“小”或“大”）11在实验室，某同学用多用电表粗测一段样品的电阻经正确操作后，用“100”档时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用_档（填“10”档或“1k”）重新测量换档后，在测量前应_12欲用伏安法测定一个阻值约为5左右的未知电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A电池组：3V，内阻1 B电流表：03 A，内阻0.0125C电流表：00.6 A，内阻0.125 D电压表：03 V，内阻3 kE电压表：015 V，内阻15 k F待测电阻G开关、导线 H.滑动变阻器：020，额定电流1 AI滑动变阻器：02 000，额定电流0.3 A 上述器材中应选用的是_（填写各器材的字母代号） 为使通过待测电阻的电流能在00.5 A范围内改变，请在答题卡的虚线框中画出测量待测电阻R的原理电路图，然后根据你设计的电路将给定的器材连成实验电路13某同学从废旧物品上拆卸到一发光二级管 LED，标示额定电流为272mA，其他不详，从网上查到发光二级管的电压不会超过4V，该同学利用学过的知识测试LED在4V以下的伏安特性曲线，粗测时，发现当LED两端电压约为3.3V时，通过的电流约100mA；当两端电压约为3.9V时，通过的电流约400mA；实验室提供以下仪器：A电压表V1：量程5V，内阻约为5k B电压表V2：量程15V，内阻约为15kC电流表A1：量程500mA，内阻约为50 D电流表A2，量程3A，内阻约为0.5E滑动变阻器R1：0100，最大允许电流0.5A F：滑动变阻器R2；020，最大允许电流1AG电源：电动势E = 6V，内阻可忽略不计 H开关一只、导线若干 进行测量应选的电流表为 ，伏特表为 ，滑动变阻器应选 （填仪器代号）； 请你为该同学设计出测量所用的电路图并画在方框内（LED电路符号如图所示）； 请你根据设计的电路图将答题纸中对应的实物图补充完善； 以下为该学生测量的数据及说明，请你帮助他在给出的坐标纸上画出LED的伏安特性曲线电压/V2.53.183.333.443.583.643.773.91电流/mA050100150200250350461说明：2.5V以下电流均为零LED电路符号AV+I/mAU/V43210100200300400500参考答案：1 A 电路如图 0.660.72 22.67 解析：由于小灯泡电阻较小，电路应该设计成电流传感器外接描绘小灯泡伏安特性曲线，设计成滑动变阻器分压接法将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V，在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为0.3A的点，该点纵横坐标的乘积0.3A2.3V=0.69W.，为此时小灯泡的电功率过该点和纵轴上3V的点作一直线，该直线的斜率绝对值等于电源的内阻为2.52 B 1.49V 1.75 解析：从表中实验数据可知所测电流随电压的增大而增大，且电压与电流的比值近似相等，因此，电压表电流表测量的是定值电阻R1的电压和电流，电路图正确的是B由作出的U I图线在纵轴的截距可知被测干电池的电动势E = 1.49V，由图线的斜率可得电池内阻r = 1.753 如图 电流表断路 如图 减小 解析：使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“+”、“-”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明多用电表与电源构成通路，电路故障是电流表断路根据画出的图象，由欧姆定律可知，该元件的阻值随所加电压的增大而减小4 如图 如图 E =1.52V，r = 0.86 能，选择图中电池、电键、电压表和 电阻箱等实验器材解析：根据测得的实验数据，用描点法画出电源的伏安特性曲线，曲线与纵轴的交点纵坐标值等于电源电动势；曲线斜率的绝对值等于电源内阻若所给的电流表已被损坏，可采用电阻箱和电压表测量电源电动势和内阻5 500 如图所示 大于 解析：由欧姆定律，未知电阻阻值Rx大约为R = U/I = 500；该电路为电流表外接，测量误差较大，应该改为电流表内接用改进后的电路进行测量，其测量值大于真实值6 1k（或1000） BDF B 解析： 欧姆表测得的电阻值约为10010=1000； 根据额定功率为0.1W，由P=I2R可得最大电流为0.01A， 电流表应该选择量程010mA的电流表B；电压表应该选择量程015V的电压表D；电源应该选择输出电压12V的直流稳压电源F 由于待测电阻较大，选择电流表内接；由于滑动变阻器阻值范围050，需要设计成分压电路，合适的电路图时B7 1750 电路连接如图a所示 如图b所示 不达标解析： 根据多用电表测量电阻时要尽可能使指针指在中间附近，所以按照左图读数，读数为17.5100=1750 因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又因为电流表内阻已知，则采用电流表内接法，电路连接如图a所示 图a 图b 让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧，如图b所示 由图线斜率可知，总电阻为22005，（理论上R =R总 R A=2195，但由于实验的偶然误差可能比5还要大，因此，电流表电阻可以忽略），根据电阻定律R = L/S，代入数据得 =110.00.3m，由于 200m，因此，不达标8 0.730 A1 d2R0/4L0 不产生影响 解析： 根据螺旋测微器读数规则，该电阻丝直径的测量值d = 0.5mm + 0.230mm = 0.730 mm； 由于电阻丝的电阻约为20，电池组E的电动势为3.0V ，电路中电流小于0.15A，所以实验中电流表应选择A1 由电阻丝接入电路部分电阻R = L/S，S = d2/4，根据闭合电路欧姆定律，E = I(R + R + r)，联立解得：R = E/I r - 4L/d2，对照R L关系图线，可得4L/d2 = R0/L0，可求出这种电阻丝材料的电阻率 =d2R0/4L0 由于电流表内阻的存在不影响图线斜率，所以对电阻率的测量结果不会产生影响9 B、D、F 如图 解析：根据待测电阻的规格，电压表应选量程03V电压表V1，电流表应选量程030mA电流表A1，由于题目要求各电表指针能有较大的变化范围，电路应该设计成滑动变阻器分压接法，电流表外接法，滑动变阻器应选阻值范围010的滑动变阻器R110 所画电路如图 6.0V 20 小 解析：由于是测量电池电动势和内电阻，采用电流表内接在U - I图中标出数据点，过尽可能多的点画出倾斜直线，直线与纵轴的交点坐标值等于电池的电动势，斜率的绝对值等于电池内电阻111k 重新调零 解析：用“100”档时发现指针偏转较小，说明待测电阻阻值较大，他应该换用“1k”档重新测量换档后，在测量前应重新调零12 A、C、D、F、G、H 如图所示解析：由于待测电阻阻值小，所以采用电流表外接电路；由于题中要求“为使通过待测电阻的电流能在00.5 A范围内改变”，所以需要设计成分压电路13 C（A1） A（V1） F（R2） 电路如图所示 实物连接如图所示 LED伏安曲线如图所示5