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2019-2020年高考物理一轮复习 专题12 电学实验检测题（8分）现给出两个阻值不同的电阻R1和R2，用多用电表按正确的操作程序分别测出它们的阻值，测量R1时选用“100”欧姆挡，其阻值如下图中指针所示，R1= ；测量R2时选用“10”欧姆挡，其阻值如下图中指针所示，R2= 。将某一小量程的电流表改装成大量程的电流表，其中改装后量程较大的是电流表与 （填“R1”或“R2”） 联（填“串”或“并”）的。2（10分）如下图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20的电阻，测量步骤如下：（1）调节 ，使电表指针停在指针对准 的“0”刻线（填“电阻”或“电流”）。（2）将选择开关旋转到“”档的 位置。（填“1”、“10”、“100”或“1k”）（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“”插孔，并将两表笔短接，调节 ，使电表指针对准 的“0”刻线（填“电阻”或“电流”）。（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如下图乙所示，该电阻的阻值为 。（5）测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。3 （8分）如下图所示是电子拉力计的示意图，金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1之间的摩擦不计）。定值电阻R0；电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的（类似于滑动变阻器），其长度为10cm，阻值R1=300，电源电动势E=3V，内阻不计。理想电流表的量程为0100mA。当拉环不受拉力时，触头P刚好不与电阻R1接触（即电路断开）。弹簧的劲度系数为10000N/m。（1）电路中连入的R0阻值至少应为 。（2）设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值，那么在原电流表的40mA处应改为 N。分析可知，拉力计的刻度是否均匀 。（填写“均匀”或“不均匀”）（3）为了使拉力计的量程增大应采用的措施是（只填写一条） 。4（6分）某待测电阻Rx（阻值约20）。现在要较准确地测量其阻值，且测量时要求两电表的读数均大于其量程的1/3，实验室还有如下器材：A电流表A1（量程150mA，内阻r1约为10）B电流表A2（量程20mA，内阻r2=30）C定值电阻R0（100）D滑动变阻器R（010）E直流电源E（电动势约4V，内阻较小）F开关S与导线若干（1）在右图中虚线框内画出测量电阻Rx的电路图，并将图中元件标上相应符号；（2）用已知量和一组直接测得的量写出测量电阻Rx的表达式为 。5（8分）（1）为了测量电源的电动势和内阻，在实验室里我们通常采取下图甲电路测量，请根据电路图甲连接实物图。（2）由于电压表和电流表内阻的影响，下图甲所示电路存在系统误差，为了消除这一影响，某同学设计了如下的实验方案：选择两块量程合适的电压表V1和V2，一个满足实验要求的电阻箱R，电键若干。设计如下图乙所示的测量电路，该同学进行了如下的主要测量步骤：闭合电键S2，断开电键S1、S3，记下此时电压表V2的读数闭合S3，断开S1，S2，调节电阻箱R，当电压表V2的读数与步骤的读数相同时，读出电阻箱的阻值为R0闭合S1、S2，断开S3，记下V1的示数U1再断开S1，记下V1和V2的示数U1和U2请利用以上的测量数据写出该电源的电动势和内阻的测量值表达式E= ，r= 。 6（6分）如下图所示为一电学实验的原理图。该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值（约500）。实物图所给两电流表量程相同，内阻都很小。实验步骤如下：（1）调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端；（2）合上开关S；（3）将滑动变阻器的滑动头向左端滑动， 使两个电压表指针都有明显偏转；（4）记下两个电流表和的读数I1和I2；（5）多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下和的多组读数I1和I2；（6）求Rx的平均值。回答下面问题：（1）不计电流表内阻的影响，用I1、I2和R0表示Rx的公式为Rx= 。（2）考虑电流表内阻的影响，用I1、I2、R0、的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx= 。7（8分）一微安表的刻度盘只标注了表示量程Ig=100A的刻度线，尚未标注其他分刻度线，请用下列全部器材测量微安表的内阻：待测微安表：内阻Rg约为2k毫伏表：量程250mV，最小分度5mV，内阻约为1k滑动变阻器R1：050滑动变阻器R2：03k直流电源E：电动势E=1.5V，内阻r约为1单刀单掷开关S，导线若干（1） 在如右图所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器。（2）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上：第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、R2的触头分别置于合理的位置；第二步：闭合S，分别调节R1和R2至适当位置， 。（3）用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg= 。8（8分）某同学设计如下图所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA。（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到 。（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 （选填“1”或“2”）方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0235.030.025.020.015.0（3）根据实验数据描点，绘出的-R图象是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E ，内阻r 。（用k、b和RA表示）9（10分）测量“水果电池”的电动势和内电阻的实验中，将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测定电流约为3mA。现有下列器材：待测“水果电池”电流表：满偏电流3mA，电阻约10电压表：量程01.5V，电阻约1000滑动变阻器R1：030滑动变阻器R2：030k开关、导线等实验器材（1）本实验选用上面所示的实验原理图，应该选用哪种规格的滑动变阻器？ 。（填写仪器代号）（2）在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，得到UI图象如上图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势E V，内电阻r 。（3）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较，电动势E （选填“偏大”或“相等”或“偏小”），内电阻r （选填“偏大”或“相等”或“偏小”）。10（8分）一个标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，有下列器材可供选择：A电压表V（03V，内阻RV=3k）B电流表G（0500A，内阻RG=600）C电阻箱R1（099.99）D滑动变阻器R2（10，2A）E滑动变阻器R3（1k，0.5A）F电源（直流4V，内阻不计）（1）为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要 （均用器材对应的字母填写）（2）根据你设计的实验电路，完成上面实物图的连线。（3）根据你的设计，若从仪表盘上读到的数据分别为U、IG，则小灯泡在该条件下的功率表达式为 （均用字母表示）。表达式中除U、IG外，其他符号的意义为 。11（10分）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3V、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。（1） 请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整。（2）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，U1）、（I，U2），标到UI坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如下图所示，则电池组的电动势E V、内阻r 。（结果保留两位有效数字）（3）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 （结果保留两位有效数字）。 12（10分）测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度的器材如下：A待测螺线管L（符号）：绕制螺线管金属丝的电阻率为，电阻RL约为100B螺旋测微器C电流表A1：量程100A，内阻RA1500 D电流表A2：量程0.6A，内阻RA2=15E电压表V1：量程6 V，内阻RV14 kF电压表V2：量程3V，内阻RV22kG定值电阻：R050H滑动变阻器R：全电阻约为1kI电源E：电动势9V，内阻忽略不计J开关S一个，导线若干（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如上图所示，其示数为d mm。（2）根据所给实验器材，电流表选用 ，电压表选用 （填写实验器材前面的字母）。（3）根据所给实物图，在右侧方框中作出实验原理图。 （4）若测得的金属丝直径用d表示，电流表G的读数用I表示，电压表V的读数用U表示，则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L 。1【命题立意】本题考查多用电表读数以及电表改装。【思路点拨】欧姆档读数时需要乘以倍率。【答案】（每空2分）900 300 R2 并 【解析】用面板读数乘以倍率即为读数，故R1=900，R2=300。把小量程的电流表改装成大量程电流表，需要并联一个小电阻。2【命题立意】本题考查多用电表的使用。【思路点拨】使用多用电表测量电阻，注意倍率选择和欧姆调零。【答案】（除标注外，每空2分）（1）调零螺丝 电流 （2）1 （3）调零旋钮 （1分） 电阻 （1分）（4）19.0 【解析】使用多用电表欧姆档，先机械调零。中值电阻为15，测量20的电阻时，要使用1的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0。3【命题立意】本题考查传感器相关知识。【思路点拨】根据欧姆定律和胡克定律解答。【答案】（每空2分）（1）30 （2）850 不均匀 （3）更换劲度系数更大的弹簧 【解析】（1）当P移动到R1的最右端时，电流表恰好满偏，则有。（2），解得x=8.5cm，F=kx=850N；由于电流与拉力不成正比，所以刻度不均匀。（3）换劲度系数更大的弹簧，弹簧伸长相同的长度时，需要的拉力更大。4【命题立意】本题考查电阻的测量。【思路点拨】本题没有电压表，要把电流表改装成电压表使用。【答案】（1）如右图所示（4分）（2）（2分）【解析】从题给出的器材中知，这里对电阻Rx的测量可用伏安法来设计电路。由于题给出的器材中没有电压表，而电流表A2的内阻r2已知，因此电压表可由电流表A2和固定电阻R0（100）串联。通过计算我们不难发现，这种设计完全符合题中的测量要求。考虑到题给出的其它器材规格与要求，控制电路宜采用分压式控制电路。完整的实验电路设计成如右图所示。进行实验时在某次合适的测量中，记下A1表与A2表的示数分别为I1 与I2，则有（I1-I2）Rx=I2（r2+R0），故。5【命题立意】本题考查电源电动势的测量。【思路点拨】根据实验电路，连接实物图。根据欧姆定律列方程求解电动势和内阻。【答案】（1）如右图所示（4分）（2）（2分）；（2分）【解析】（1）略（2）设电源的电动势为E、内阻为r，电压表V2的电阻为R。由步骤可知，电压表V1的电阻为R0。由步骤可知电压表V1和电源构成闭合电路，则。由步骤可知，电压表V1、电压表V2和电源构成闭合电路，则，联立解得；。6【命题立意】本题考查电流表内阻的测量。【思路点拨】根据欧姆定律和并联知识求解。【答案】（1）（3分）（2）（3分）【解析】（1）若不计电流表内阻，则有：I1R0=I2Rx，故（2）若考虑电流表内阻，则有：I1（r1+R0）=I2（r2+Rx），故有：7【命题立意】本题考查电表内阻的测量。【思路点拨】微安表只有满偏电流刻度线，必须使微安表满偏从而测电流。把毫伏表与微安表串联，从而测量微安表两端的电压。需要注意两个滑动变阻器，一个作粗调，一个作细调。【答案】（1）如右图所示（3分）（2）使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U （2分）（3）（3分） 【解析】（1）微安表内阻比较大，因而把阻值较小的滑动变阻器用作分压接法，从而粗调电压；而阻值较大的滑动变阻器用作限流接法，从而微调电压。而微安表和毫伏表的内阻比较接近，因而两者并联，所作电路图如右图所示。（2）因要使用微安表的刻度，故而必须使微安表满偏，记下此时毫伏表的示数。（3）根据欧姆定律可知，微安表的内阻为。8【命题立意】本题考查测量电源的电动势和内阻的实验。【思路点拨】在闭合开关时需要保护电流表不被烧坏，因而需要调节电阻箱，使其阻值最大。根据欧姆定律，把表达式变换成题中需要的函数形式，在根据数学知识求解即可。【答案】（每空2分）（1）最大值 （2）2 （3） 【解析】（1）为保护电流表，将电阻箱的电阻调到最大值；（2）实验时，若电阻箱的阻值太大，电流很小，实验误差大，所以比较合理的是方案2；（3）由闭合电路的欧姆定律有：，整理得，所以，解得，。9【命题立意】本题考查电源电动势和内阻的测量，同时考查误差分析。【思路点拨】根据教材上测量电源内阻和电动势的原理分析，但是要注意电流表和电压表的位置关系。【答案】（每空2分）（1）R2 （2）1.5V 500 （3）相等 偏大【解析】（1）“水果电池”电动势约为1.5V，电流约为3mA，估算其内阻约为500，要使电路电流变化范围大一些，需要选用与电源内阻接近的滑动变阻器，故选用R2。（2）根据图象可知：纵截距表示电动势，斜率绝对值表示内阻。故电动势为1.50V，内电阻为500。（3）根据欧姆定律可得，由此可知电动势E测量值等于真实值，而内电阻测量值大于真实值，因为还包含电流表内阻。10【命题立意】本题考查实验器材的选取、实物图的连接和功率的计算。【思路点拨】根据小灯泡的额定电压和电流确定电压表和电流表，再根据题意确定滑动变阻器的选择。【答案】（1）ACD（2分）（2）实物连线图如右图所示（4分）（3） （2分）；其中RG、RV分别是电流表G、电压表V的内阻，R1是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻（2分）【解析】（1）由于要测量小灯泡在不同电压下的电功率，需要测量小灯泡的电压和电流，但电流表量程太小，需要并联电阻箱改装，故选A、C。电压要从0开始变化，滑动变阻器采用分压接法，选用阻值较小的，故选D。（2）控制电路采用滑动变阻器分压接法，测量电路由于小灯泡电阻较小，改装后的电流表采用外接法。实物电路图如上图所示。（3）电压表和小灯泡并联，故通过小灯泡的电流为，故小灯泡的功率为。11【命题立意】本题考查双测电路，既能测量电源电动势和内阻，又能测量小灯泡的伏安特性曲线。【思路点拨】在双测电路中有两种形式：一种是通过单刀双掷开关实现，其本质就是两个测量电路测量不同的物理量；另一种形式就是通过多个电表测量多个物理量，然后根据电路知识得到不同的物理量。在具体解答时根据不同题目选择解题思路。【答案】（每空2分）（1）如右图所示；（2）4.5 1.0 （3）0 56% 【解析】（1）先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为2.5V，且电阻较小，故伏特表直接与小灯泡并联，而电压表则测量路端电压，电路如右图所示。（2）根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小。据此可知电动势E4.5V，r1.0（3）由图象可知，小灯泡两端电压为2.5V，电源内电压为2V，故滑动变阻器连入电路阻值为0。电源的效率为100%=56%。12【命题立意】本题考查实验器材的选取、螺旋测微器读数和电阻的测定。【思路点拨】根据电阻定律可得导线的长度。【答案】（1）1.1250.001（2分）（2）C（1分） E（1分）（3）如右图（4分）（4） （2分）【解析】（1）读数为1.1250.001 （2）由于电源电动势为9V，故电压表采用E。估算电流最大为0.09A，故电流表选C。（3）实验原理如右图所示（4）电压表V通过的电流为，