高三物理（第04期）好题速递分项解析汇编 专题20 电学实验（含解析）

专题 20 电学实验 1.【湖北省华中师范大学第一附属中学 2017 届高三上学期期中考试】现有一电池，电动势 E 约为 9V，内阻 r 在 3555 范围内，允许通过的最大电流为 50mA。为测定该电池的电动势 和内阻，某同学利用如图（ a）所示的电路进行实验。图中 R 为电阻箱，阻值范围为 09999； R0为保护电阻。 （1）可备选用的定值电阻 R0有以下几种规格，本实验应选用( ) A20，2.5W B50，1.0W C150，1.0W D1500，5.0W （2）按照图（ a）所示的电路图，接好电路，闭合电键后，调整电阻箱的阻值，记录阻值 R 和相应的电压表示数 U，取得多组数据，然后作出 01RU图像，如图( b)所示，由图中 所给的数据可知，电源的电动势 E= V， r= (结果保留两位有效数字) 【答案】（1）C（2）8.3 ，50 考点：测定电源的电动势和内阻 2.【辽师大附中 20162017 学年上学期期中考试】在做测量电源电动势 E 和内阻 r 的实验 时，提供的器材是：待测电源一个，内阻为 RV的电压表一个（量程略大于电源的电动势） ， 电阻箱一个，开关一个，导线若干。为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻 R，读出 电压表的相应示数 U，以 1为纵坐标， R 为横坐标，画出 U1与 R 的关系图象,如图所示。由 图象可得到直线在纵轴上的截距为 m，直线的斜率为 k，试根据以上信息 (1)在虚线框内画出实验电路图。 (2)写出 E、的表达式， _ ； r_ 【答案】 【答案】电路图如右图所示： 1VEkR， Vrkm 解得： VkRE1， kmrV； 考点：测定电源的电动势和内阻。 3.【福建省厦门第一中学 2017 届高三上学期期中考试】为了测量某种材料制成的特种电阻 丝 xR的电阻率，提供的器材有： A电流表 G，内阻 120g，满偏电流 3gImA B电流表 A，内阻约为 10，量程为 100mA C螺旋测微器，刻度尺 D电阻箱 0R（0999，0.5A） E滑动变阻器 R（5，1A） F电池组 E（6V，0.05） G一个开关 S 和导线若干 某同学进行了一下操作 （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“1”档时发现指针偏转角度过小，说明电阻较 _（填“大”或“小” ）应换为“10”档，并重新进行_，测量时指针位置如 图 1 所示 （2）把电流表 G 与电阻箱串联改装成量程为 6V 的电压表，则电阻箱的阻值应调为0R =_。 （3）请用改装好的电压表设计一个测量电阻 xR阻值的实验，根据提供的器材和实验需要， 请将图 2 中电路图补充完整。 （4）电阻率的计算：测得电阻丝的长度为 L，电阻丝的直径为 d，电路闭合后，调节滑动变 阻器的滑片到合适位置，电流表 G 的示数为 1I，电流表 A 的示数为 2I，请用已知量和测量量 的字母符号*（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式 =_。 【答案】 （1）大；欧姆调零（2） 08R（3）如图所示（4） 2104gdIRL （3）滑动变阻器 R（5，1A） ，电源电压为 6V，所以滑动变阻器使用限流式，从图 1 中可 得被测电阻大约 70，所以电流表内阻和被测电阻相接近，所以采用电流表外接法，如图所 示 （4）由电阻定律可知，电阻为： 2()LRdS，则电阻率为： 24dRL ，根据欧 姆定律有： 102g IUR ，所以电阻率为： 2104gIL 考点：考查了测定金属电阻率实验 【名师点睛】考查欧姆表读数，注意此刻度不均匀，尽量让指针在中央附近，同时乘以倍率； 确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键，测量电阻的方法除了伏安法外，还有 “安安法”（即两个电流表组合）、“伏伏法”（两个电压表组合）等掌握电阻定律，同 时注意利用电流表与电阻的关系，求出电压的方法 4 【福建省厦门第一中学 2017 届高三上学期期中考试】在描绘小电珠的伏安特性曲线实验 中，一组同学用量程 3V 的电压表测量小电珠的电压，用多用电表的 250mA 档测量通过小电 珠的电流。 （1）在图甲电路中，需要将多用电表的两表笔连接到 a、b 两处，其中黑表笔应与_ 连接（填“a”或“b” ） （2）将得到的数据记录在表格中，当电源为 1.50V 时，对应的多用电表指针指示如图乙所 示，其读数为_mA （3）根据表格中的其他数据，在答题卡的坐标纸上绘制出 I-U 曲线 （4）由 I-U 曲线可以看出，随电压，电流的增大，小电珠的电阻_ （5）实验后，某同学用多用电表的欧姆档测量小电珠的电阻，他将选择开关置于电阻 “1”档，调零后将红黑表笔接在小电珠的两极上，已知多用电表内部欧姆档所接电池的 电动势为 1.5V，欧姆档刻度盘的中央刻度示数为 15，则指针位于_区间。 A 10R B 79R C 4.57R D 4.5R 【答案】 （1）b（2）173 或 174（3）如图所示（4）变大（5）D （5）当电压为零时，图象中过 O 点的斜率可以表示常温下的电阻，由图可知，电阻约为：0.12 ；则可知，指针对应的区间应为 D； 考点：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验 5.【山东省实验中学 2017 届高三第一次诊断性考试】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 05 mA，内阻约为 10)； 电压表 V(量程为 03 V，内阻约为 3K)： 最大阻值约为 1的滑动变阻器； 电源 E(电动势约为 3 V)；开关 S、导线若干 (1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图所示的电路试测，读得电压表示数大约为 2.5 V，电流表示数大约为 5 mA，则未知电阻 Rx的阻值大约为_ (2)经分析，该电路测量误差较大，需改进请直接在图上改画：在不需要的连线上画 “”表示，补画上需要添加的连线 (3)利用改进的电路进行测量，R x的测量值_真实值(选填“大小” 、 “等于”或“小于”) 【答案】(1) 50 (2)如图是所示： (3)大于 【解析】（1）未知电阻阻值约为： 32.501xVRAUI 考点：伏安法测电阻 6.【河北省石家庄市第二中学 2017 届高三上学期第二期联考】甲和乙两位同学分别设计了 如图甲和乙所示的两个电路来测量某电子产品所用锂电池的电动势和内阻，其中 R 为电阻箱， 定值电阻 0 1.9R。实验时改变 R 的阻值以及对应电压表的示数 U，根据记录的数据得 到如图丙和丁所示的关系图线。 （1）可以判断图线丙是利用图 中的实验数据描出的； （2）甲同学得到的图线横截距为 0.5，纵截距为 0.27，则甲同学测得该锂电池的电动势为 V，内阻为 （计算结果保留两位小数） 。 【答案】乙；3.70；0.10 考点：闭合电路的欧姆定律 7.【大庆中学 20162017 学年上学期期中考试高三物理试题】在测定金属丝电阻率的实验 中，用螺旋测微器测量金属丝的直径时的刻度位置如图所示： （1）从图中读出金属丝的直径为_mm。 （2）实验中为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用图示电路： 闭合电键 S1，将 S2接 2，调节滑动变阻器 R1和 R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出此 时电压表和电流表的示数 U1和 I1； 将 S2接 1，读出这时电压表和电流表的示数 U2和 I2。则金属丝电阻 Rx_。 （3）若金属丝的长度为 L，直径为 D，电阻为 Rx，则该金属丝电阻率的表达式为 _。 【答案】 （1）0.620（2） 12XRI（3） 24xRl 考点：考查了测定金属电阻率实验 8.【河南省南阳市第一中学 2017 届高三上学期第三次月考】在测定一节干电池的电动势和 内电阻的实验中，备有下列器材： A待测的干电池（电动势约为 1.5V，内电阻小于 1.0） B电流表 A1（量程 03mA，内阻 1gR10） C电流表 A2（量程 00.6A，内阻 20.1） D滑动变阻器 R1（020，10A） E滑动变阻器 R2（0200，lA） F定值电阻 R0（990） G开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲 所示的（a） 、 （b）两个参考实验电路，其中合理的是_图所示的电路；在该电路中，为 了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_（填写器材前的字母代号） 。 （2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的 I1-I2图线 （I 1为电流表 A1的示数，I 2为电流表 A2的示数，且 I2的数值远大于 I1的数值） ，则由图线 可得被测电池的电动势 E_V，内阻 r_。 （结果保留小数点后 2 位） 【答案】 （1）B，D；（2）1.50；1. 00； 考点：考查了测量电源电动势和内阻实验 9.在把电流表改装成电压表的实验中，把量程 Ig=300A，内阻约为 100 的电流表 G 改装 成电压表，需要测量电流表 G 的内阻 Rg。采用如图所示的电路测量电流表 G 的内阻 Rg，可 选用的器材有： A电阻箱：最大阻值为 999.9； B电阻箱：最大阻值为 9 999.9； C滑动变阻器：最大阻值为 2 000； D滑动变阻器：最大阻值为 50k； E电源：电动势约为 6V，内阻很小； F开关、导线若干 为提高测量精度，在上述可供选择的器材中，可变电阻 R1应该选择 ；可变电阻 R2应该 选择 ；（填选用器材的字母代号） 测电流表 G 的内阻 Rg的实验步骤如下： a连接电路，将可变电阻 R1调到最大； b断开 S2，闭合 S1，调节可变电阻 R1使电流表 G 满偏； c闭合 S2，保持 R1不变，调节可变电阻 R2使电流表 G 半偏，此时可以认为电流表 G 的内阻 Rg=R2 设电流表 G 的内阻 Rg的测量值为 R 测 ，真实值为 R 真 ，则 R 测 R 真 （选填“大于”、 “小于”或“等于”） 【答案】 （1）D；A；（2）小于 【解析】 （1）利用半偏法测量电流表 G 的内阻，要保证总电流基本不变，则 R1的阻值远大于 R2的阻值，故可变电阻 R1应该选择 D，可变电阻 R2应该选择 A； （2）由于并联 R2后，总电阻减小，则总电流增大，所以通过 R2的实际电流大于通过电流表 G 的电流，则 R2的阻值小于电流表 G 的阻值，所以电流表 R 测 R 真 考点：测量电流表的内阻 10.【河北省沧州市第一中学 2017 届高三 11 月月考】小勇在探究标有“3V 1.5W”字样的 小灯泡的伏安特性曲线，试验室除了导线，电键，内阻不计、电动势为 3V 的电池组和待测 小灯泡外，还有如下的实验器材供选择： A电流表（00.6A、内阻为 1 ） B电流表（03A、内阻为 0.2） C电压表（03V、内阻约为 2k） D. 电压表（010V、内阻约为 4.5k） E.滑动变阻器（0100） F滑动变阻器（020） （1）为了减小实验误差，电流表应选 ; 电压表应选 ；滑动变阻器应选 （填器材 前面的字母代号）小勇利用所选用的实验器材描绘了小灯泡的伏安特性曲线，如图甲所示， 则该小灯泡的阻值随两端电压的升高而 （选填“增大” 、 “减小”或“”不变） （2）连接完整的实物图如图乙所示 （3）如果该小勇在进行操作时，误将 a、b 间的导线接在在 a、c 间，在闭合开关后，无论 小勇如何移动滑动变阻器的滑动触头，小灯泡始终发光，则小灯泡在该过程中所消耗的电功 率的最小值为 W 【答案】 （1）A；C；F； 增大；（2）如图所示；（3）0.32 【解析】 （1）电压表选择 03V 量程的 C;电表量程应略大于电路中最大电值，灯泡的额定电 流 .5I，故电流表选择 A；因本实验采用分压式接法，故滑动变阻器选 F；根据 U-I 图象可知，随着灯泡两端电压的升高灯泡电阻增大； （2）滑动变阻器采用分压接法；而由于灯泡内阻较小，故灯泡采用电流表外接法；实物图 如图所示； 考点：探究小灯泡的伏安特性曲线 11.【黄冈市黄冈中学 2017 届高三上学期期中考试】测量电阻有多种方法 （1）若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是 A测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果 C测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 D测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 （2）若用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r，又能同时描绘 小灯泡电阻的伏安特性曲线 A电压表 V1（量程 6V、内阻很大） B电压表 V2（量程 4V、内阻很大） C电流表 A（量程 3A、内阻很小） D滑动变阻器 R（最大阻值 10、额定电流 4A） E小灯泡（2A、5W） F电池组（电动势 E、内阻 r） G开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1的示数增大，则电压表 V2 的示数减小 请将设计的实验电路图在图 1 中补充完整 每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表 V1和电压表 V2的示数，组成两个坐标点 （I，U 1） 、 （I，U 2） ，标到 UI 坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图 2 所 示，则电池组的电动势 E= V、内阻 r= （结果均保留两位有效数字） 在 UI 坐标中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 ，电 池组的效率 为 （此空填百分数，保留一位小数） 【答案】 （1）AC；（2）电路图如图所示；4.5；1.0；0；55.6% （2）伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器 接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流， 灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表 V1的示 数增大，则电压表 V2的示数减小，则 V1测路端电压，V 2测灯泡两端电压，电路图如图所 示 电源的 U-I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 E=4.5V，电源内阻4.52.1.0UVrIA 由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 UL=2.5V，此时电路电流 I=2.0A， 电源电动势 E=Ir+UL+IR 滑 ，即 4.5V=2.0A1+2.5V+2.0AR 滑 ，则 R 滑 =0 电池组的效率 2.510%10.6%4E； 考点：电阻的测量；测量电源的电动势及内阻 12.【温州中学 2017 届高三 11 月选考模拟考试】实验室有一破损的双量程电压表，两量程 分别是 3V 和 15V，其内部电路如图所示.因电压表的表头 G 已烧坏，无法知道其电学特性， 但两个精密电阻 R1、R 2完好，测得 R1=2.9k，R 2=14.9k.现有两个表头，外形都与原表头 G 相同，已知表头 G1的满偏电流为 1mA，内阻为 70；表头 G2的满偏电流 0.5mA，内阻为 100，又有两个定值电阻 r1=40，r 2=30.若保留 R1、R 2的情况下，对电压表进行修复， 则： （1）原表头 G 满偏电流 I=_，内阻 r=_. （2）用于修复电压表的器材有：_ （填器材符 号）. （3）在虚线框中画出修复后的电路. （4）在利用修复的电压表，某学习小组用伏安法测量一未知电阻 Rx的阻值，又提供器材及 规格为：电流表 A 量程 05mA，内阻未知；最大阻值约为 100 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，学习小组为较精确测出 未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补完整电路连接，正确连线后读得电压表 示数为 2.0V,电流表示数为 4mA，则未知电阻阻值 Rx为_； 【答案】 （1）mA；100 （2）G 1和 r2 （3）电路如图；（4）500 【解析】 （1）由图示电路图可知，电压表量程：I g（r g+R1）=3V，I g（r g+R2）=15V， 代入数据解得：I g=1mA，r g=100； （2）修复电压表，表头满偏电流为，I g=1mA，电阻应为：r g=100，需要的实验器材为： G1、r 2即将 G1、r 2串联在电路中使用，即可得到 100 的内阻； 考点：伏安法测电阻 13.【江西省吉安市第一中学 2017 届高三上学期期中考试】有一标有“6.0V，1.0A”的小型 直流电动机转子是由铜导线绕制的线圈组成，其电阻率几乎不随温度变化，阻值约为 0.8某同学想设计一个电路测量电动机线圈的电阻已知当电压低于 0.5V 时，电动机不 转动，现提供的器材除导线和开关外还有： 直流电源 E：8V（内阻不计）； 直流电压表 V1：03V（内阻约为 5k）； 直流电压表 V2：015V（内阻约为 15k） 直流电流表 A2：03A（内阻约为 0.1） 滑动变阻器 R1：010，2A 标准电阻 R2：3 （1）需要选用的电流表是 ，电压表是 （2）根据要求在虚线框中将需要测量的电路图补充完整 （3 若某一次实验中电压表的示数为 2.0V，电流表的示数为 0.50A，电动机线圈电阻为 （4）另一个小组的同学将电动机与一个电阻箱并联，并用电动势为 12.0V，内阻为 3 的电 源为其供电，电路如图所示，当电阻箱示数为 5.0 时，电源输出功率恰好达到最大，此时 电动机的输出功率是 W. 【答案】 （1）A 1 V1（2）如图；（3）1 （4）4.16 【解析】 （1）测电动机线圈电阻，应控制电动机不转，测出电动机两端电压与通过电动机的 电流，电动机不转时，通过电动机的电流与电动机两端电压都很小，电流表选 A1，电压表选 V1； 考点：测量电动机线圈的电阻