2021届高考一轮(人教)物理：电学实验含答案

2021届高考一轮（人教）物理：电学实验含答案专题：电学实验1、某中学为了探究额定功率为4 W、额定电压为4 V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：A．电压表V1(量程0～1 V，内阻2 kΩ)B．电压表V2(量程0～15 V，内阻15 kΩ)C．电流表A(量程0～1 A，内阻约1 Ω)D．定值电阻R1＝6 kΩE．定值电阻R2＝16 kΩF．滑动变阻器R(阻值范围0～10 Ω，允许最大电流2 A)G．学生电源(直流5 V，内阻不计)H．开关、导线若干(1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________，二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)(2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，在方框中画出满足要求的电路图；(3)根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U与电压表读数U V的关系，即U ＝________.若小灯泡的电功率为P，则关系图线可能正确的是________．2、物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑片P与电阻丝始终接触良好。

实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U-I图像和如图丙所示的UI-x图像的数据描点。

则：(1)电源的电动势E＝________ V；内阻r＝________ Ω。

(结果保留两位有效数字)(2)已知电阻丝的横截面积S＝0.12×10－6 m2，电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m，电流表内阻为________ Ω。

(结果保留两位有效数字)(3)此实验用了图像法处理数据，优点是直观，但是不能减少或者消除________(填“偶然误差”或“系统误差”)。

3、某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度计，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水绝缘材料，标准温度计，PTC热敏电阻R T(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为R T＝a＋kt，a＞0，k>0)．设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作．(1)按电路图连接好实验器材．(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表________，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5 ℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关．请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式：I＝________(用题目中给定的符号表示)．(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表．根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？________(选填“是”或“否”)．4、某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图8－2－22甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。

图中R1和R2为定值电阻，S为开关。

回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。

(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”)。

(3)表笔A应为________色(选填“红”或“黑”)。

(4)定值电阻的阻值R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。

(结果取三位有效数字)图8－2－225、某种新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在8～10 Ω之间，为了测量该导电材料电阻率，实验室提供了以下实验器材：图1图22．A.20分度的游标卡尺B．螺旋测微器C．电流表A1(0～100 mA，内阻约为10 Ω)D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)E．电压表V1(0～3 V，内阻约为3 kΩ)F．电压表V2(0～15 V，内阻约为15 kΩ)G．直流电源E(4 V，内阻不计)H．滑动变阻器R(0～10 Ω，2 A)I．开关及导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图1所示，其读数为_______ mm；用螺旋测微器测得该样品的外径D，其示数如图2所示，其读数为_______mm.(2)本次实验的电流表选用的是________，电压表选用的是________(填写所提供器材前的字母)．图3(3)测量新型圆柱形的导电材料电阻R是采用图3的_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图．6、一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5 Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d.(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm，则所测金属管线外径D＝5.167 mm.(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材：A．电流表(0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)；B．电流表(0～3 A，内阻约0.01 Ω)；C．电压表(0～3 V，内阻约10 kΩ)；D．电压表(0～15 V，内阻约50 kΩ)；E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流为0.6 A)；F．滑动变阻器(0～100 Ω，额定电流为0.3 A)．为准确测出金属管线阻值，电流表应选A，电压表应选C，滑动变阻器应选E.(均填器材前的字母)(3)如下图所示，请按实验要求将实物图中的连线补充完整．2021届高考一轮（人教）物理：电学实验含答案专题：电学实验1、某中学为了探究额定功率为4 W、额定电压为4 V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：A．电压表V1(量程0～1 V，内阻2 kΩ)B．电压表V2(量程0～15 V，内阻15 kΩ)C．电流表A(量程0～1 A，内阻约1 Ω)D．定值电阻R1＝6 kΩE．定值电阻R2＝16 kΩF．滑动变阻器R(阻值范围0～10 Ω，允许最大电流2 A)G．学生电源(直流5 V，内阻不计)H．开关、导线若干(1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________，二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)(2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，在方框中画出满足要求的电路图；(3)根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U与电压表读数U V的关系，即U ＝________.若小灯泡的电功率为P，则关系图线可能正确的是________．【答案】(1)A D (2)如图所示 (3)4U V C解析：(1)由于小灯泡的额定电压为4 V ，若选15 V 量程，则量程太大，所以应选A ，并进行改装，使其为U m ＝4 V 量程的电压表；根据欧姆定律和串并联规律应有U m ＝UV 1＋UV 1RV 1R ，解得R ＝6 kΩ，所以定值电阻应选D ；(2)实验要求电压从零开始调节，说明滑动变阻器应采用分压式接法；由于改装后电压表内阻已知，所以电流表应采用外接法，电路图如图所示；(3)根据串联电路特点知，灯泡电压与电压表示数间的关系为U ＝U V ＋U 1＝U V ＋U V R V R 1，整理得U ＝R V ＋R 1R VU V ＝4U V ，由于灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，根据灯泡的功率P ＝U 2R ，在P －U 2图象中，斜率逐渐变小，所以只有选项C 可能是正确的．2、物理学习小组在测定某电源的电动势E 和内阻r 时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab 替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R 0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑片P 与电阻丝始终接触良好。

实验时闭合开关，调节P 的位置，测得aP 的长度x 和对应的电压U 、电流I 数据，并分别绘制了如图乙所示的U-I 图像和如图丙所示的U I -x 图像的数据描点。

则：(1)电源的电动势E ＝________ V ；内阻r ＝________ Ω。

(结果保留两位有效数字)(2)已知电阻丝的横截面积S ＝0.12×10－6 m 2，电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m ，电流表内阻为________ Ω。

(结果保留两位有效数字)(3)此实验用了图像法处理数据，优点是直观，但是不能减少或者消除________(填“偶然误差”或“系统误差”)。

解析 (1)U-I 图线与纵坐标的交点等于电源的电动势，从图上可得E ＝3.0 V 。

在图像中找出两个清晰的点，读出对应的数据，然后根据公式r ＋R 0＝ΔU ΔI ≈3.0 Ω，得r ＝1.0 Ω。

(2)电阻丝电阻R ＝U I ＝ρx S ＋R A ，U I -x 图像的斜率k ＝ρS ＝8－20.6Ω·m －1＝10 Ω·m －1，电阻率ρ＝kS ＝10×0.12×10－6 Ω·m ≈1.2×10－6 Ω·m ；由U I ＝ρS x ＋R A 可知，函数U I -x 图线纵截距为2.0 Ω，它表示电流表的内阻为2.0 Ω。

(3)图像法可以减小因为读数带来的偶然误差；但是对于由于电路选择等引起的系统误差却不能减小或消除。

答案 (1)3.0 1.0(0.80～1.0均可) (2)1.2×10－62．0 (3)系统误差3、某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度计，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E ，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水绝缘材料，标准温度计，PTC热敏电阻R T(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为R T＝a＋kt，a＞0，k>0)．设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作．(1)按电路图连接好实验器材．(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表________，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5 ℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关．请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式：I＝________(用题目中给定的符号表示)．(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表．根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？________(选填“是”或“否”)．解析：(2)根据实验的原理可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，以保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路．(3)当温度为t时，热敏电阻的阻值为：R T＝a＋kt，根据闭合电路的欧姆定律可得，I＝ER＋R T ＝ER＋a＋kt.(4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的．答案：(2)a c满偏(3)ER＋a＋kt(4)右否4、某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图8－2－22甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。