高三物理（第02期）好题速递分项解析汇编 专题20 电学实验（含解析）

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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100Ω，可供选择的滑动变阻器有：A阻值0～10Ω，允许通过最大电流2A；B阻值0～50Ω，允许通过最大电流1.5A。可供选择的电阻箱R有：C阻值0-99.9Ω，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0〜3A，内阻约为0.1Ω） C．直流电流表（量程0〜600mA，内阻约为5Ω） D．直流电压表（量程0〜15V，内阻约为15kΩ） E．直流电压表（量程0〜5V，内阻约为10kΩ） F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A） G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，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=1Ω，定值电阻R=9Ω，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】① C；E；F； ②0.80W 【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I﹣U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=　 　Ω，图（a）中定值电阻R0=　 　Ω （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　 　Ω 【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=2Ω； （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= Ω（保留三位有效数字）． 【答案】（1）如图所示（2）最右端（3）2．94； 1．68 【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100Ω，可供选择的滑动变阻器有：A阻值0~10Ω，允许通过最大电流2A；B阻值0~50Ω，允许通过最大电流1.5A。可供选择的电阻箱R有：C阻值0-99.9Ω，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（0～3A，内阻约0.04Ω） B．毫安表（0～300mA，内阻约4Ω） C．电压表（0～10V，内阻10KΩ） D．电压表（0～3V，内阻10KΩ） 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0～10Ω，额定电流1A） H．可变电阻（阻值范围0～50Ω，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： ①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”）． ②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 Ω； 实验次数 1 2 3 4 5 6 /(V-1) 0.80 1.07 1.30 1.47 1.80 2.27 /(Ω-1) 0.2 0.8 1.0 1.5 2.0 ③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）； ④根据图象可知：电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω ．(结果保留三位有效数字) 【答案】①偏小 ② 2 ③ ④1.55~1.75， 1.26~1.40 【解析】 ③在闭合电路中，电源电动势：，则电源电动势的表达式为． ④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=0.81.67≈1.34Ω 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：0～9999 Ω） 一个滑动变阻器R2（阻值范围：0～20 Ω） 一个单刀单掷开关S、另有导线若干 （Ⅰ）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） （Ⅱ）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。 ①请在虚线框中画出你设计的实验电路图． ②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） ③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）①电路图如图；② ③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）①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50Ω）；电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）； 电阻箱R1（0~9999Ω）；滑动变阻器R2（0~100Ω，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 Ω． （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 Ω．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IG－U图线． IG／mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 U／V 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 （3）由作出的IG－U图线求得干电池的电动势E= V，内阻r = Ω． 【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0-0．6A量程，电流表读数为 A; 【答案】（1）6．124mm（0．02mm）；50．90mm（2）2．15V （3）0．16A 【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 Ω） B．电压表V（2 V，内阻为2 kΩ） C．电流表A（0.6 A，内阻约0.3 Ω） D．滑动变阻器R（0～10Ω) E．三个定值电阻（R1 =1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ） 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 2 3 4 5 6 7 8 1 V A a b P （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：① ▲ ；② ▲ ． （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。 ①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 ②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_________Ω。 【答案】①cabe　　②1.4104 【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30Ω 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20Ω　　　　B．电压表V：量程15V，内阻RV约为4kΩ C．学生电源E：可提供0～30V直流电压　　　　　　D．滑动变阻器R1：阻值范围0～10Ω E．滑动变阻器R2：阻值范围0～500Ω　　　　　　F．电键S及导线若干 ⑴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。 S E ⑵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。 ⑶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