黑龙江省实验中学必修3物理 全册全单元精选试卷检测题

黑龙江省实验中学必修3物理 全册全单元精选试卷检测题
一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）
1．我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。

已知地球质量为M ，半径为R ，万有引力常量为G ，将地球视为均质球体，且忽略自转。

(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E ”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r （r >R ）处的引力场强度的表达式2
=G
M E r 引； (2)设地面处和距离地面高为h 处的引力场强度分别为E 引和'
E 引，如果它们满足
'0.02E E E -≤引引
引
，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。

请估算地
球重力场可视为匀强场的高度h （取地球半径R =6400km ）；
(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为=-G M
r
ϕ引（以无穷远处引力势为0）。

请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。

【答案】(1)引力场强度定义式F
E m
=引，推导见解析；(2)h =64976m ；(3)推导见解析. 【解析】 【分析】 【详解】
(1)引力场强度定义式F E m
=
引 2Mm
F G
r = 联立得
2M E G
r =引 (2)根据题意
2M E G
R =引 '
2M E G r
=引 '0.02E E E -=引引
引
h r R R =-=
解得
h =64976m
(3)定义式引力势=
p E m
ϕ引，式中p E 为某位置的引力势能
把某物体从无穷远移动到某点引力做的功
=0-=-p p W E E 引
即
=-p E W 引
则当质量为m 的物体自无穷远处移动到距离地球r 处时，引力做功为W 引 通过计算得
0Mm
W G
r =引＞ 所以
=-p Mm
E G
r =-M G
r
ϕ引
2．如图所示，固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q 和－Q ，A 、B 相距为2d 。

MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p ，质量为m 、电荷量为+q （可视为点电荷，不影响电场的分布。

），现将小球p 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放，小球p 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时，速度为v 。

已知MN 与AB 之间的距离为d ，静电力常量为k ，重力加速度为g 。

求： （1）C 、O 间的电势差U CO ；
（2）O 点处的电场强度E 的大小及小球p 经过O 点时的加速度；
【答案】（1） 222mv mgd q - （22kQ ； 2kQq
g + 【解析】 【详解】
（1）小球p 由C 运动到O 的过程，由动能定理得
2
102
CO mgd qU mv +=
- 所以
222CO
m mgd U q
v -=
（2）小球p 经过O 点时受力如图
由库仑定律得
122
(2)F F d ==
它们的合力为
F =F 1cos 45°+F 2cos 45°=Eq
所以O 点处的电场强度
2=
k Q
E 由牛顿第二定律得：
mg+qE =ma
所以
2
22k Qq
a g md
=+
3．如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L 的,A 、B 两点固定有两个电量均为Q 的正点电荷,C 、O 、D 是AB 连线上的三个点,O 为连线的中点,CO=OD=L/2｡一质量为m 、电量为q 的带电物块以初速度v 0从c 点出发沿AB 连线向B 运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用｡当物块运动到O 点时,物块的动能为初动能的n 倍,到达D 点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O 点｡已知静电力恒量为k,求: (1)AB 两处的点电荷在c 点产生的电场强度的大小; (2)物块在运动中受到的阻力的大小; (3)带电物块在电场中运动的总路程｡
【答案】（1）
（2）（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设两个正点电荷在电场中C点的场强分别为E1和E2，在C点的合场强为E C；则
1
2
()
2
kQ
E
L
＝
；2
2
3
()
2
kQ
E
L
＝
则E C=E1-E2
解得：E C＝
2
32
9
kQ
L
．
（2）带电物块从C点运动到D点的过程中，先加速后减速．AB连线上对称点φC=φD，电场力对带电物块做功为零．设物块受到的阻力为f，
由动能定理有：−fL＝0−
1
2
mv02
解得：2
1
2
f mv
L
＝
（3）设带电物块从C到O点电场力做功为W电，根据动能定理得：
22
00
11
222
L
W f n mv mv
电
＝
-⋅⋅-
解得：()20
1
21
4
W n mv
-
电
＝
设带电物块在电场中运动的总路程为S，由动能定理有：W电−fs＝0−
1
2
mv02
解得：s=（n+0.5）L
【点睛】
本题考查了动能定理的应用，分析清楚电荷的运动过程，应用动能定理、点电荷的场强公式与场的叠加原理即可正确解题．
4．如图所示,一根长为l的不可伸长的细丝线一端固定于O点,另一端系住一个质量为m的带电小球.将此装置放在水平向右的匀强电场E中,待小球稳定后,细丝线与竖直方向夹角为α.求:
(1)小球带什么电,电荷量为多少?
(2)剪断绳子后小球做什么运动？
【答案】(1)正电，
tan
mg
q
E
α
= (2)做初速度是零的匀加速直线运动
【解析】
【详解】
（1）对小球进行受力分析：由于小球所受电场力水平向右，E的方向水平向右，所以小球带正电．小球受力如图所示，有：qE=mgtanα
即：
tan
mg
q
E
α
=
（2）剪断细绳后，小球受重力和电场力，其合力方向沿细绳方向斜向下，则小球将沿细绳的方向做初速度是零的匀加速直线运动．
5．如图所示，高为h的光滑绝缘直杆AD竖直放置，在D处有一固定的正点荷，电荷量为Q。

现有一质量为m的带电小球套在杆上，从A点由静止释放，运动到B点时速度达到最大值，到C点时速度正好又变为零，B、C和D相距分别为
1
3
h和
1
4
h，静电力常量为k，重力加速度为g，求：
(1)小球的电荷量q和在C点处的加速度；
(2)C、A两点间的电势差。

【答案】(1)
2
9
mgh
q
kQ
=,
7
9
a g
=方向竖直向上(2)
27
4
kQ
h
【解析】
【详解】
(1)小球运动到B点时速度达到最大，说明小球必带正电，在B点应有：
2
()
3
kQq
mg
h
=
得：
2
9
mgh
q
kQ
=
在C点，由牛顿第二定律：
2
(
)4
kQq
mg ma
h -= 得：
7
9
a g =
，方向竖直向上。

(2)设C 、A 两点间的电势差为U ，则A 、C 间的电势差为-U 。

从A 到C 过程，由动能定理：
()04
h
mg h qU --=
得：
274kQ
U h
=
6．在竖直平面内固定一半径为R=0.3m 的金属细圆环，质量为5
m 310kg -=⨯的金属小球(视为质点)通过长为L=0.5m 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．小球带电荷量为
62.510q C -=⨯时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上某点A 处于平衡状态，如图所
示．已知静电力常量9229.010?/k N m C =⨯. 求：
（1）细线的拉力F 的大小；
（2）小球所在处的电场强度E 的大小？
（3）金属细圆环不能等效成点电荷来处理，试应用微元法推导圆环带电量Q 表达式？（用字母R 、L 、k 、E 表示）
【答案】(1) 4510N -⨯ (2) 160/N C (3) 2
54EL
Q k =或322
Q k L R
=- 【解析】
由几何关系：3
cos 5
R L θ==，224sin 5
L R L θ-=
=
,4tan 3θ= ①
（1）对小球受力分析可知：cos mg
F θ
=
② 由①②得：4510F N -=⨯ ③ （2）由平衡条件可得：tan qE mg θ= ④ 由①④得：160/E N C = ⑤ （3）由微元法，无限划分，设每一极小段圆环带电量为q ∆
则：
2
sin q
k
E L θ∆=∑ ⑥ 其中：q Q ∑∆=
由①⑥得：
2
54EL Q k =或322
Q k L R
=- ⑦ 点睛：因2Q
E k
r
=只能适用于真空中的点电荷，故本题采用了微元法求得圆环在小球位置的场强，应注意体会该方法的使用．库仑力的考查一般都是结合共点力的平衡进行的，应注意正确进行受力分析．
二、必修第3册 静电场中的能量解答题易错题培优（难）
7．如图甲所示，极板A 、B 间电压为U 0，极板C 、D 间距为d ，荧光屏到C 、D 板右端的距离等于C 、D 板的板长．A 板O 处的放射源连续无初速地释放质量为m 、电荷量为+q 的粒子，经电场加速后，沿极板C 、D 的中心线射向荧光屏（荧光屏足够大且与中心线垂直），当C 、D 板间未加电压时，粒子通过两板间的时间为t 0；当C 、D 板间加上图乙所示电压（图中电压U 1已知）时，粒子均能从C 、D 两板间飞出，不计粒子的重力及相互间的作用．求：
（1）C 、D 板的长度L ；
（2）粒子从C 、D 板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距离； （3）粒子打在荧光屏上区域的长度．
【答案】（1）L t =2）2102qU t y md =（3）2
10
32qU t s s md
∆== 【解析】
试题分析：（1）粒子在A 、B 板间有2
0012
qU mv = 在C 、D 板间有00L v t =
解得：L t =（2）粒子从nt 0（n=0、2、4……）时刻进入C 、D 间，偏移距离最大 粒子做类平抛运动 偏移距离2012
y at = 加速度1
qU a md
=
得：2
10
2qU t y md
=
（3）粒子在C 、D 间偏转距离最大时打在荧光屏上距中心线最远ZXXK] 出C 、D 板偏转角0
tan y v v θ=
0y v at =
打在荧光屏上距中心线最远距离tan s y L θ=+
荧光屏上区域长度2
10
32qU t s s md
∆==
考点：带电粒子在匀强电场中的运动
【名师点睛】此题是带电粒子在匀强电场中的运动问题；关键是知道粒子在水平及竖直方向的运动规律和特点，结合平抛运动的规律解答．
8．如图，在真空室内的P 点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q ，质量为m 的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab 为P 点附近的一条水平直线，P 到直线ab 的距离
PC=L ，Q 为直线ab 上一点，它与P 点相距L ．当直线ab 以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q 点；当ab 以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab 直线，且它们到达ab 直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q 点．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)a粒子的发射速率
(2)匀强电场的场强大小和方向
(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值
【答案】（1）粒子发射速度为
5
8
BqL
v
m
=
（2）电场强度的大小为2
25
8
qLB
E
m
=
（3）粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值1
2
233
2.20
106
t
t
=≈
【解析】
（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图三所示：由几何知识可得
PC QA
PQ QO
=
代入数据可得粒子轨迹半径
5
8
L
R QO
==
洛仑磁力提供向心力
2
v
Bqv m
R
=
解得粒子发射速度为
5
8
BqL
v
m
=
（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达ab直线的动能相等，可知ab为等势面，电场方向垂直ab向下．
水平向左射出的粒子经时间t到达Q点，在这段时间内
2
L
CQ vt =
= 21
2
PC L at ==
式中qE a m
=
解得电场强度的大小为2
258qLB E m
=
（3）只有磁场时，粒子以O 1为圆心沿圆弧PD 运动，当圆弧和直线ab 相切于D 点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图四所示．据图有
3
sin 5
L R R α-=
= 解得37α=︒
故最大偏转角max 233γ=︒ 粒子在磁场中运动最大时长max
10
360t T γ=
式中T 为粒子在磁场中运动的周期．
粒子以O 2为圆心沿圆弧PC 运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短．据图四有
/24sin 5
L R β=
= 解得53β=︒
速度偏转角最小为min 106γ=︒ 故最短时长min
20
360t T γ=
因此，粒子到达直线ab 所用最长时间和最短时间的比值
max 12min 233 2.20106
t t γγ==≈ 点睛：此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题；掌握类平抛运动的处理方向，在两个方向列出速度及位移方程；掌握匀速圆周运动的处理方法，确定好临界状态，画出轨迹图，结合几何关系求解.
9．一匀强电场足够大，场强方向是水平的．一个质量为m 的带正电的小球，从O 点出发，初速度的大小为v 0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求：
（1）小球运动的加速度的大小是多少？
（2）小球从O 点出发到其运动到最高点时发生的位移大小？ （3）小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差？
【答案】（1）
sin g θ
（2）20sin 2v g θ(3) 22
01cos 2mv θ 【解析】 【详解】
（1）小球做直线运动，所受的合力与速度方向在同一条直线上，
根据平行四边形定则得：sinθ＝mg
ma
解得小球的加速度：sin g
a θ
=
． （2）小球从开始到最高点的位移为：220022v v sin x a g
θ==． （3）因为Eq=mg/tan θ，则小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差等于电场
力做功，即222001cos .cos cos tan 22
P v sin mg E W Eqx mv g θθθθθ∆===
⋅= 【点睛】
本题有两点需要注意，一是由运动情景应能找出受力关系；二是知道小球做匀减速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式求解位移．知道电势能的变化量的等于电场力的功.
10．如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道，一个带负电的小球从斜轨道上的A 点由静止释放，沿轨道滑下（小球的重力大于所受的电场力）．
（1）已知小球的质量为m ，电量大小为q ，匀强电场的场强大小为E ，斜轨道的倾角为α，求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小；
（2）若使小球通过半径为R 的圆轨道顶端的B 点时不落下来，求A 点距水平地面的高度h 至少应为多大？
（3）若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放．假设其能够通过B 点，求在此过程中小球机械能的改变量．
【答案】（1）已知小球的质量为m ，电量大小为q ，匀强电场的场强大小为E ，斜轨道的倾角为α，小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为
；
（2）若使小球通过半径为R 的圆轨道顶端的B 点时不落下来，A 点距水平地面的高度h 至少应为
（3）若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放．假设其能够通过B 点，在此过程中小球机械能的改变量3qER 【解析】 【分析】 【详解】
（1）由牛顿第二定律有（mg ﹣qE ）sinα=ma 得： a=
（2）球恰能过B 点有： （mg ﹣qE ）=
①
由动能定理，从A 点到B 点过程，则有： （mg ﹣qE ）（h 1﹣2R ）=﹣0 ②
由① ②解得h 1=
（3）因电场力做负功，导致机械能减少，电势能增加 则增加量：△E=qE （h 2﹣2R ）=qE （5R ﹣2R ）=3qER 由能量守恒定律得机械能减少，且减少量为3qER
11．如图，ABD 为竖直平面内的绝缘轨道，其中AB 段是长为 1.25L m =的粗糙水平面，其动摩擦因数为0.1μ=，BD 段为半径R =0.2 m 的半圆，两段轨道相切于B 点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小3510/E V m =⨯。

一带负电小球，以速度v 0从A
点沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D 点。

已知小球的质量为
22.010m kg -=⨯，所带电荷量52.010q C -=⨯，g 取10 m/s 2(水平轨道足够长，小球可视
为质点，整个运动过程无电荷转移)，求：
（1）带电小球在从D 点飞出后，首次在水平轨道上的落点与B 点的距离； （2）小球的初速度v 0。

【答案】（1）0.4m ；（2）2.5m /s 【解析】 【详解】
（1）对小球，在D 点，有：
2D
v mg qE m R
-=
得：
1m/s D v =
从D 点飞出后，做平抛运动，有：
mg qE ma -=
得：
25.0m/s a =
2122
R at =
得：
0.4t s =
0.4m D x v t ==
（2）对小球，从A 点到D 点，有：
22011()2222
D mg q
E L mg R qE R mv mv μ---⋅+⋅=
- 解得：
0 2.5m/s v =
12．如图所示，AB 是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数
=0.30μ，BCD 是半径为R =0.2m 的光滑圆弧轨道，它们相切于B 点，C 为圆弧轨道的最低
点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E = 4.0×103N/C ，质量m = 0.20kg 的带电滑
块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB 对应的高度h = 0.24m ，滑块带电荷q = -5.0×10-4C ，取重力加速度g = 10m/s 2，sin37°= 0.60，cos37°=0.80．求：
（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端B 点时的速度大小； （2）滑块滑到圆弧轨道最低点C 时对轨道的压力． 【答案】(1) 2.4m/s (2) 12N 【解析】 【分析】
(1)滑块沿斜面滑下的过程中，根据动能定理求解滑到斜面底端B 点时的速度大小； (2)滑块从B 到C 点，由动能定理可得C 点速度，由牛顿第二定律和由牛顿第三定律求解． 【详解】
(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力：
()cos370.96N f mg qE μ=+︒=
设到达斜面底端时的速度为v 1，根据动能定理得：
()211
sin 372
h mg qE h f
mv +-= 解得：
v 1=2.4m/s
(2)滑块从B 到C 点，由动能定理可得：
()()22
2111=
1cos3722
m mg q v E v m R +︒-－ 当滑块经过最低点时，有：
()2N 2
F mg qE v m R
-+= 由牛顿第三定律：
N N 11.36N F F ==，
方向竖直向下． 【点睛】
本题是动能定理与牛顿定律的综合应用，关键在于研究过程的选择.
三、必修第3册 电路及其应用实验题易错题培优（难）
13．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，现有两个多用电表 A 、B ，某同学使用两个多用电表进行相互测量。

（1）将多用电表 A 的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，两表笔短接后发现指针如图甲所
示，正确的操作应调节哪个部件_______。

（选填“A”或“B”或“C”）
（2）正确调节后，将多用电表B 拨至“0.5mA”档，与多用电表 A 进行相连，如图乙，那么多用电表A 的红表笔与多用电表 B 的_______相接。

(选填“红表笔”或“黑表笔”)（3）正确连接两多用电表后，发现两表指针如图丙所示，那么测得多用电表B 的内阻为______Ω，此时多用电表 A 欧姆档的内部电源的电动势为_____V。

（计算结果保留两位有效数字）
【答案】B 黑表笔 1000 1.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]调整欧姆调零旋钮B，使指针指到欧姆表的0刻度。

(2)[2]电表中的电流都是“红进黑出”，因此电流应从A的黑表笔流入B的红表笔，因此A 的红表笔应接B的黑表笔。

(3)[3]由于欧姆表是倍率档，因此B的内阻
10100Ω1000Ω
R=⨯=
[4]由于欧姆表内阻就是它的中值电阻，为4000Ω，从B表中读出回路电流为0.280mA，根据闭合电路欧姆定律，可得电动势
3
()0.28010(10004000)V 1.4V
E I R r-
=+=⨯+=
14．某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。

他先测量出毫安表G的电阻，然后对表进行改装，最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行检测
具体实验步骤如下：
①按电路原理图a连接线路
②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度
③闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置
④记下R2的阻值
回答下列问题：
（1）如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω，则毫安表G内阻的测量值R g=___Ω，与毫安表内阻的真实值g R'相比，R g____g R'（填“>”、“＝”或“<”）
（2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表，则需要并联一个阻值R=___Ω的电阻
（3）根据图b所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的量程是__mA
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=____
【答案】180 < 20 )32 29 27
【解析】【分析】
（1）[1]由于指针指在三分之一的位置，说明
R
2分得电流为电流计电流的两倍，所以电流计电阻是R2的两倍，为180Ω。

闭合S2后，R2与R g的并联值R并<R g，所以I总>I g，而此时G 的示数为满偏电流的三分之一，所以I R2大于三分之二满偏电流，所以2R2<g R'，即
R g<g R'；
（2）[2]由并联电路分流特点，得
3180
303
g g
g
I R
R
I I
⨯
==
--
Ω=20Ω
（3）[3]标准毫安表的示数为16.0mA时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为32mA；
（4）[4]把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
g g
g
I R
R
I I
=
-
当量程为32mA时，则有
()
3
3
3103
3231029
g g
R R
R
-
-
⨯
==
-⨯
当量程为30mA时，则有
()
3
3
3103
3031027
g g
R R
kR
-
-
⨯
==
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联立解得
29
27
k=
15．为了测量阻值范围在200～300 Ω之间的电阻R x的阻值，实验室提供了如下器材：A．电阻箱R(阻值范围0～999.9 Ω) B．毫安表(量程0～3 mA，内阻约100 Ω)
C．直流电源(电动势约3 V，内阻不计) D．两个单刀单掷开关，导线足量
(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下．
甲乙
①按电路图连好电路，闭合开关S1，记下毫安表的读数．
②断开S1，闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R1.
假设该同学的设计合理，则待测电阻R x＝________．
(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤
①按电路图连好电路，将R 调到最大，然后闭合S 1、S 2，调节R ，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R 2.
②断开S 2，调节R ，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R 3.假设该同学的设计合理，则待测电阻R x ＝________．
(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是________，理由是_______________________________________． 【答案】R 1 R 2－R 3 甲 电流表超程 【解析】 【详解】
(1)[1]根据甲同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻1x R R =． (2)[2]根据乙同学的实验步骤可知23x R R R =+，则23x R R R =-. (3)[3][4]甲电路中，开关接通后，电流表的读数最小值为:
3 A 10mA 300
x E I R =
== 已超过了电流表的量程．故此设计不合理．
16．现要绘制一个额定电压2.5V 、额定功率约0.7W 的小灯泡的伏安特性曲线． ⑴为使绘制的图线更加准确，选择了合适的器材，如图所示．请在图甲中连好实物电路图______．
⑵合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的______(填“左端”或“右端”)．
⑶根据实验数据，描绘出的U-I 图象如图乙所示，某同学将该小灯泡连接在一个电动势为3.0V 、内电阻为6Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为________W ．（结果保留两位有效数字）
【答案】
左端 0.38W
【解析】 【分析】
【详解】
(1)[]1如下图所示，
因小灯泡的内阻较小，电流表采用外接法，要绘制小灯泡的伏安特性曲线，为使绘制的图线更加准确，需要多组电压、电流的实验数据，因此滑动变阻器需要分压式接法，所以实物电路图的连接如上图。

(2)[]2合上开关前，首先检查电路连接是否正确，无误后，为保证实验安全，并且使小灯泡上的电压从零开始变化，滑动变阻器的滑动触头应先置于滑动变阻器的左端。

(3)[]3将该小灯泡连接在一个电动势为3.0V 、内电阻为6Ω的电源上，因该电路的短路电流是0.5A,其U —I 图线如上图直线，两图线的交点坐标，就是小灯泡在电路中的实际工作电压和电流，由上图线得数据：1U =1.6V 1I =0.24A,据电功率公式得
111P U I ==0.38W
故小灯泡实际功率约为0.38W
17．(1)甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量度范围是0~4V的直流电压表。

①她按图1所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r g，其中电阻R0约为1kΩ。

为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用_____，电阻器R1应选用_____，电阻器R2应选用_____（选填器材前的字母）；
A．电源（电动势1.5V）
B．电源（电动势6V）
C．电阻箱（0~999.9Ω）
D．滑动变阻器（0~500Ω）
E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0~5.1kΩ）
F．电位器（0~51kΩ）
②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大，后续的实验操作步骤依次是：_____，_____，_____，_____，最后记录R1的阻值并整理好器材；（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）
A．闭合S1
B．闭合S2
C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
E．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R1的阻值为300.0Ω，则图1中被测电流计G的内阻r g的测量值为
_____Ω，该测量值_____实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）；
④给电流计G_____联（选填“串”或“并”）一个阻值为_____k Ω的电阻，就可以将该电流计G 改装为量程4V 的电压表；
(2)乙同学要将另一个电流计G 改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表0V 、一个电池组E 、一个滑动变阻器R ′和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表G 直接与一个定值电阻R 相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表0V 校准。

请你画完图2方框中的校准电路图_____； ②实验中，当定值电阻R 选用17.0k Ω时，调整滑动变阻器R ′的阻值，电压表0V 的示数是4.0V 时，表G 的指针恰好指到满量程的五分之二；当R 选用7.0k Ω时，调整R ′的阻值，电压表0V 的示数是2.0V 时，表G 的指针又指到满量程的五分之二；
由此可以判定，表G 的内阻r g 是_____k Ω，满偏电流I g 是_____mA ，若要将表G 改装为量程是15V 的电压表，应配备一个_____k Ω的电阻。

【答案】B C F B C A E 300 略小于 串 19.7 3.0 0.50 27.0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①由于要求改装后的电压表量程为0∼4V ，故选B ；
由实验原理知R 1应能读出具体数值，故选C ；
闭合S2，电路中电流I 不能大于200μA ，由20
E I R R =
+代入数据得：R 2≈30KΩ，故选F ； 故答案为：B ；C ；F
②半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合电键S 2，调节滑动变阻器R 2，使表头指针满偏；第三步，闭合电键S 1，改变电阻箱R 1的阻值，当表头指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于表头内阻r g 。

故应选B ；C ；A ；E
故答案为：B ；C ；A ；E
③当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等。

如果所得的R 1的阻值为300.0Ω，则图中被测电流计G 的内阻r g 的测量值为300.0Ω。

实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻。

所以，该测量值“略小于”实际值。

故答案为：300；略小于
④将电流计改装成电压表，应串连接入一分压电阻R，由欧姆定律及串联电路分压规律有：U=I g R g+I g R其中U为改装后电压表的满偏电压，则R=uI g−R g代入数据解得：R=19.7kΩ。

故答案为：串；19.7
(2)①校对改装成的电压表，应使电压表与标准电压表并联，两端的电压从零开始变化，观察两表示数的差值，确定对改装时串接给电流计的分压电阻增大些还是减小些。

所以滑动变阻器应采用分压式接法，校对电路如图3所示。

对电压表，由欧姆定律有：U=25I g（R+R g），带入两次的R、标准电压表示数U解得：
r g=3.0KΩ，I g=0.50mA。

若要改装成量程为15V的电压表，由欧姆定律及串联电路分压规律有：U=I g R g+I g R，代入数据解得，应串联的分压电阻为：R=27kΩ。

18．在“测定金属的电阻率”的实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为5Ω），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为
___________mm.
(2)现有电源（电动势E为3. 0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0～3A，内阻约0. 025Ω）
B．电流表（量程0～0. 6A，内阻约0. 125Ω）
C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A）
E. 滑动变阻器（0～100Ω，额定电流1A）。