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专题20 电学实验一、选择题二、非选择题1.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第二次周测】如图所示电路是测量电流表内阻的实物连接图，实验的操作步骤如下：a、将电阻箱R的电阻调到零b、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使得电流表示数达到满偏电流c、保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为d、读出电阻箱的电阻可求得电流表的内阻（1）请在方框中画出测量电流表内阻的电路图；（2）电流表的内阻与读出的电阻箱电阻关系为_。（3）已知电流表的量程50mA，内阻约为100，可供选择的滑动变阻器有：A阻值010，允许通过最大电流2A；B阻值050，允许通过最大电流1.5A。可供选择的电阻箱R有：C阻值0-99.9，D阻值0-999.9欧姆。为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器是_；应选用的电阻箱R是_。（填仪器前的字母代号）（4）本实验中电流表的测量值与电流表内阻的真实值相比，有_。A、 B、 C、 D、可能大于，也可能小于【答案】（1）见解析 （2） （3）AC （4）A【解析】试题分析：（1）电路图如图（4）接入电阻箱后，电流表的支路的电阻增大，因此并联部分的电阻增大，并联部分分担的电压增大，即：,所以，即：，故选A。考点：半偏法测电阻。【名师点睛】半偏法测电压表的内阻，应认为电压表所在的支路电压不变，当电压表达到半偏时，所串联电阻等于待测电压表内阻要求滑动变阻器的阻值要小而实际情况是因并联部分电阻变大，会使分压变大，出现小的误差。2.【湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）B直流电流表（量程03A，内阻约为0.1）C直流电流表（量程0600mA，内阻约为5）D直流电压表（量程015V，内阻约为15k）E直流电压表（量程05V，内阻约为10k）F滑动变阻器（最大阻值10，允许通过的最大电流为2A）G滑动变阻器（最大阻值1k，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据（1）实验中电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （均用序号字母表示）（2）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图1所示现把实验中使用的小灯泡接到如图2所示的电路中，其中电源电动势E=6V，内阻r=1，定值电阻R=9，此时灯泡的实际功率为 W（结果保留两位有效数字）图1图2【答案】 C；E；F； 0.80W【解析】（2）把定值电阻与电源整体看做等效电源，在图甲所示坐标系内作出电源的U-I图象如图所示：由图示图象可知，灯泡两端电压，灯泡电流，灯泡实际功率；考点：描绘小电珠的伏安特性曲线【名师点睛】本题考查了实验器材的选择、求灯泡的实际功率，要掌握实验器材的选择方法，求灯泡实际功率时要注意图象法的应用，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。3.【黑龙江省大庆中学2016届高三上学期期末考试】）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图（a）所示，R0为定值电阻（1）调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了 为纵坐标，由图线可得该电源电动势为 V（2）现有三个标有“2.5V，0.6A”相同规格的小灯泡，其IU特性曲线如图（c）所示，将它们与图（a）中电源按图（d）所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r= ，图（a）中定值电阻R0= （3）若将图（a）中定值电阻R0换成图（d）中小灯泡A，调节电阻箱R的阻值，使电阻箱R消耗的电功率是小灯泡A的两倍，则此时电阻箱阻值应调到 【答案】（1），4.5； （2）2.5；2； （3）4.80(4.6-4.9均可)；【解析】（2）A灯正常发光的电流为：I=0.6A；则BC两灯的电流为0.3A，由图象可知，BC两灯的电压为0.5V；路端电压为：U=2.5V+0.5V=3V；则内压为：U内=4.5-3=1.5V；则内阻为： 则定值电阻为：R0=4.5-2.5=2；（3）灯泡与滑动变阻器串联，故灯泡与电阻中流过的电流相等，而滑动变阻器阻值约为灯泡电阻的两倍；则滑动变阻器两端的电压为灯泡两端电压的两倍，设灯泡两端电压为U，则滑动变阻器两端电压为2U，则由闭合电路欧姆定律可知：3U+2.5I=4.5,变形得I=1.8-1.2U；在上图中作出对应的I-U图象，则与原图象的交点为符合条件点；由图可知，I=0.48A，U=1.15V；则电阻箱阻值为：（4.6-4.9均可）；考点：测电源电动势和内电阻【名师点睛】本题考查电源的电动势和内电阻的测量方法及数据处理；解题的难点在于第三问中的数据处理；要注意图象法的应用，此题对学生数学知识的应用能力要求较高，应注意训练.4.【福建省三明市2016届普通高中毕业班5月质量检查理科综合】）某同学采用图（a)所示实验电路来描绘额定电压为12V的小灯泡伏安特性曲线。（1）将图(b）的实物图连接完整。（2）某次实验时，滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中，发现电压表和电流表原来几乎没有示数，直到接近b端时示数急剧增大。经检查所有电路连线及仪器都完好，则可能原因是： （3）若描绘出的伏安特性曲线如图（c）所示，则灯泡的额定功率为 W。（保留两位有效数字）（4）若将两盏这样的灯泡与电动势12V ,内阻4的电源申联，则灯泡的实际功率为 W。（保留两位有效数字）【答案】（1）如图（2）滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻（3）6.6W（4）2.0W（1.9-2.1W均正确）【解析】试题分析：（1）根据原理图可得出对应的实物图，由图可知，电流最大值为0.6A，故电流表量程选择0.6A；如图所示；（3）由图可知，当电压为12V时，电流为0.55A；故功率为：；（4）将两盏这样的灯泡与电源串联，则灯泡的电流为I，则有：； ；作出对应的伏安特性曲线，二者之间的交点即为灯泡的工作点，则由图可知，灯泡的电压为5V，电流为0.4A，则功率为：；考点：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验【名师点睛】描绘小灯泡的伏安特性曲线是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，要重点明确伏安特性曲线的掌握和应用方法5.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）在做“测量电源的电动势和内阻”实验时：（1）某同学连接了实物线路图1中的部分导线，请帮助他将电压表正确地连入电路中（2）检查电路无误后，闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到最 端（填“左”或“右”）（3）某实验小组测得了一系列数据，并在图2坐标纸上描绘出了该电源的U-I图线，根据图线求得电源的电动势E= V，内电阻r= （保留三位有效数字）【答案】（1）如图所示（2）最右端（3）294； 168【解析】（2）为了让电流由最小开始调节，故开始时滑动变阻器应调至最大；故应调至最右端； 考点：量电源的电动势和内电阻的实验【名师点睛】根据实验原理可确定对应的电路图，重点明确电压表的接法以及开关的作用； 根据实验安全性要求明确滑片的位置；根据闭合电路欧姆定律进行分析，明确图象截距以及斜率的意义即可正确求解6.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第二次周测】）如图所示电路是测量电流表内阻的实物连接图，实验的操作步骤如下：a、将电阻箱R的电阻调到零b、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使得电流表示数达到满偏电流c、保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为d、读出电阻箱的电阻可求得电流表的内阻（1）请在方框中画出测量电流表内阻的电路图；（2）电流表的内阻与读出的电阻箱电阻关系为_。（3）已知电流表的量程50mA，内阻约为100，可供选择的滑动变阻器有：A阻值010，允许通过最大电流2A；B阻值050，允许通过最大电流1.5A。可供选择的电阻箱R有：C阻值0-99.9，D阻值0-999.9欧姆。为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器是_；应选用的电阻箱R是_。（填仪器前的字母代号）（4）本实验中电流表的测量值与电流表内阻的真实值相比，有_。A、 B、 C、 D、可能大于，也可能小于【答案】（1）如图所示（2）（3）AC（4）A【解析】试题分析：（1）根据实物连接图，画出测量电流表的内阻的原理图如图：考点：伏安法测电阻【名师点睛】测量电阻的方法有多种，关键是理解其实验原理，正确应用串并联电路的知识进行解答在应用半偏法测电表内阻实验中，电源电动势越大，实验误差越小7.【河北省定州中学2017届高三上学期周练】为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：A电流表（03A，内阻约0.04）B毫安表（0300mA，内阻约4）C电压表（010V，内阻10K）D电压表（03V，内阻10K）E电源（额定电压6V，最大允许电流2A）F电源（额定电压9V，最大允许电流1A）G可变电阻（阻值范围010，额定电流1A）H可变电阻（阻值范围050，额定功率0.5W）I导线若干根，电键一个（1）为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是 （用字母代号填写）（2）请画出电路图并把图中所示实物图用线连接起来【答案】（1）BCFGI；（2）电路图和实物图如图所示【解析】（2）由于小电珠电阻较小，满足，因此电流表应使用外接法，从（1）可知滑动变阻器采用分压接法，作出电路图，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示 考点：付安法测电阻【名师点睛】本题考查了实验器材的选择，设计实验电路图、连接实物电路图，要掌握实验器材的选择原则，确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键，当电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法。8【河北省定州中学2017届高三上学期周练】某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）若按图（甲）所示接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U ，并将数据记录在下表中第2次实验中，电阻箱的示数如图（乙）所示，此时电阻箱接入电路的电阻是 ；实验次数123456/(V-1)0.801.071.301.471.802.27/(-1)0.20.81.01.52.0 图（丙）是根据上表中的数据，在坐标纸上画出的图象若忽略电压表内阻的影响，当电阻箱、电压表的示数分别是R、U时，电池电动势E= （用U、R、r表示）；根据图象可知：电池的电动势E=_V，内阻r=_ (结果保留三位有效数字)【答案】偏小 2 1.551.75， 1.261.40【解析】在闭合电路中，电源电动势：，则电源电动势的表达式为由，可得：，由图象可知，截距b=0.6，则电源电动势：，图象斜率，电源内阻r=kE=0.81.671.34考点：测量电源的电动势和内阻【名师点睛】关于测量电源的电动势和内阻，关键掌握其实验的原理，设法找到的函数关系，然后根据图线的斜率和截距进行分析。9.【河北省定州中学2017届高三上学期第一次月考】实验室备有以下实验器材：一个已校准的电流表A（量程lmA，内阻约几百欧）一个标准电压表V（量程3V）一个电源E（电动势约为4 V）一个电阻箱R1（阻值范围：09999 ）一个滑动变阻器R2（阻值范围：020 ）一个单刀单掷开关S、另有导线若干（）现要先测出电流表A的内阻，然后将其改装成量程也为3V的电压表，最后利用上述标准电压表对改装成的电压表V进行校对，则标准电压表与改装的电压表 。（串联或并联）（）若要求只设计一个电路，既可以较精确地测量A表的内阻，又能对改装后的电压表进行校对。请在虚线框中画出你设计的实验电路图若在测A表内阻的实验中，调节电阻箱R1，使其接入电路中的电阻为R时，读出A表和V表的示数分别为I和U，则电流表内阻的大小表达式为_。（用I、U和R表示）将A表改装成量程为3V的电压表后，在进行校对时，发现改装后的电压表的示数总比标准电压表的示数小，这可能是因为电流表A的内阻测量值比实际值_（填“大”或“小”），应适当调节电阻箱使其接入的电阻值_（填“增大”或“减小”）。【答案】（I）并联（II）电路图如图； 小；减小【解析】试题分析：（I）利用标准电压表对改装成的电压表V进行校对时，标准电压表与改装的电压表应该并联；（II）电路图如图；考点：测量电表的内阻【名师点睛】本题考查了电路设计、求电流表内阻、实验误差分析等问题；知道实验原理是解题的前提与关键，应用串并联电路特点与欧姆定律可以解题；校准改装电压表电压要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。10.【江苏省扬州市2015-2016学年度高三第四次模拟测试】实验室有下列器材：灵敏电流计G（内阻约为50）；电压表V（03V，内阻约为10k）；电阻箱R1（09999）；滑动变阻器R2（0100，1.5A）；旧干电池一节；导线开关若干（1）某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为 （2）为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为 调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的IGU图线IGmA3.02.52.01.51.0UV0.80.91.01.11.2（3）由作出的IGU图线求得干电池的电动势E= V，内阻r = 【答案】（1）45（2）5；如右图所示（3）1.4 ； 15.5【解析】（3）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.4，电源电动势，电流表内阻，图象斜率：，电源内阻：考点：测定电源电动势和内阻实验【名师点睛】本题考查了求电流表内阻、电流表改装、作图象、求电源电动势与内阻；电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数，分析清楚电路结构、应用串联电路特点可以求出电流计内阻；电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻11.【河北省沧州市第一中学2017届高三上学期第一次月考】回答下列问题：（1）如图所示，螺旋测微器的读数为 mm；游标卡尺的读数为 mm（2）电压表接0-3V量程，电压表读数为 V; （3）电流表接0-06A量程，电流表读数为 A; 【答案】（1）6124mm（002mm）；5090mm（2）215V （3）016A【解析】考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。12.【福建省泉州市2016届高三第二次（5月）质量检查】利用图示电路可以较为准确地测量电源的电动势。图中a为标准电源，其电动势为Es，b为待测电源；E为工作电源，R为滑动变阻器，G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，滑动片C可在电阻丝上移动，AC之间的长度可用刻度尺量出。实验步骤如下：(1)按图连接好电路；(2)调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关S1；(3)将S2接1，调节滑动片C使电流计示数为零，记下_；(4)将S2接2，重新调整C位置，使 _，并记下_； (5)断开S1、S2，计算待测电源的电动势的表达式为Ex=_.【答案】（3）AC间的长度L1 ；（4） 电流计示数为零；AC间的长度L2 （5） 【解析】考点：测量电源的电动势【名师点睛】近几年的物理实验的考查已不再局限于基本问题的考查，而是更多的进行一些设计性实验的考查，在解决问题时应注意理解实验中的原理，再结合学过的实验内容进行分析解答，本题关键明确实验原理，知道并联分压电路，用ES去抵消AC上分得的电压，使得电流表指针指为零13.【江苏省溧水高级中学2017届高三暑期考试物理试题】（10分）小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：A电源E（4 V，内阻约0.4 ） B电压表V（2 V，内阻为2 k）C电流表A（0.6 A，内阻约0.3 ） D滑动变阻器R（010)E三个定值电阻（R1 =1k，R2=2k，R3=5k） F开关及导线若干（1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装在给定的定值电阻中选用 （选填“R1”、“R2”或“R3”）与电压表 （选填 “串联”或“并联”），完成改装第10题图23456781VAabP（2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是： ； （3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 （选填“短路”或“断路”）【答案】(1)R2，串联（2）安培表不应内接，滑片不应在最右端（3）8，断路【解析】考点：测绘小灯泡的伏安特性曲线14.【北京市昌平区2016届高三第二次（5月）统一练习理科综合】（18分）（1）在“练习使用多用电表”的实验中，某同学用多用电表的欧姆档测量阻值约为十几kW的电阻Rx。该同学列出了以下可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上：_。a将两表笔短接，调节P使表针指向欧姆零点，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S至1k位置d旋转S至100位置e旋转S至OFF位置，并拔出两表笔该同学按正确的步骤测量Rx，表针位置如图6所示，被测电阻Rx的阻值约为_。 【答案】cabe1.4104【解析】考点：欧姆表的使用15.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（10分）测定一卷阻值约为30 的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：A电流表A：量程0.6 A，内阻RA约为20B电压表V：量程15V，内阻RV约为4kC学生电源E：可提供030V直流电压D滑动变阻器R1：阻值范围010E滑动变阻器R2：阻值范围0500F电键S及导线若干为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择 （选填“R1”或“R2”），并将方框中的电路图补画完整。SE 根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图，则电压表的示数U为 V，电流表的示数I为 A。已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为，则这一卷漆包线的长度L= （用U、d、表示）。【答案】(1) R1；如图；(2)13.5； 0.46；(3)【解析】（3）因由电阻定律可知：，漆包线的长度：考点：伏安法测电阻
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