高三物理二轮复习第11练 电学实验

第11练电学实验

[母题探源]——高考真题指明热点

1．(2023·全国甲卷)某同学用伏安法测绘一个额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图甲和乙两个电路图供选择。

(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图丙所示，该同学选择的电路图是图________(填“甲”或“乙”)

(2)若选择另一个电路图进行实验，在图丙上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。

答案：(1)甲(2)见解析图

解析：(1)灯泡电阻R L＝62

3Ω＝12 Ω，由IU图像可知，当U＝6 V时，I＝0.5 A，此时

电阻R＝U

I

＝12 Ω＝R L，可知电表内阻对电路的影响较小，因R V≫R L，则该同学采用电流表外接法，则该同学选择的电路图是题图甲。

(2)若选用另一个电路图即题图乙实验，会有U＝U灯＋IR A，则分别代入电流200 mA、400 mA、500 mA，可知对应的电压分别增加0.30 V、0.60 V、0.75 V，描点连线。

2．(2023·浙江6月选考)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中，

(1)部分连线如图甲所示，导线a端应连接到________(填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正

确连接后，某次测量中电压表指针位置如图乙所示，其示数为________V 。

(2)测得的7组数据已标在如图丙所示UI 坐标系上，用作图法求干电池的电动势E ＝________V 和内阻r ＝________Ω。(计算结果均保留2位小数)

答案：(1)B 1.20 (2)1.50 1.04

解析：(1)电压表测量的电压应为滑动变阻器接入电路中电阻丝两端的电压，开关应能控制电路，所以导线a 端应连接到B 处；干电池电动势约为1.5 V ，电压表选择量程0～3 V ，分度值为0.1 V ，题图乙中电压表读数为1.20 V 。

(2)描线如图所示

根据闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir ，可知UI 图像纵轴截距为电源电动势，可得E ＝1.50 V ，

UI 图像斜率的绝对值等于电源内阻r ＝1.50－1.000.48－0

Ω≈1.04 Ω。 3．(2023·海南卷)用如图甲所示的电路测量一个量程为100 μA 、内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V ，有两个电阻箱可选：

R 1(0 ～ 9 999.9 Ω)，R 2(0～99 999.9 Ω)。

(1)R M应选________，R N应选________；

(2)根据电路图，请把图乙所示实物图连线补充完整；

(3)下列操作顺序合理排列是________；

①将变阻器滑片P移至最左端，将R N调至最大值；

②闭合开关S2，调节R M，使微安表半偏，并读出R M阻值；

③断开S2，闭合S1，调节滑片P至某位置再调节R N使表头满偏；

④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。

(4)如图丙所示的是R M调节后面板，则待测表头的内阻为________，该测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图丁所示位置，则待测电压为_________ V(保留3位有效数字)。

(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中，S 2断开，电表满偏时读出R N 值，在滑片P 不变，S 2闭合后调节电阻箱R M ，使电表半偏时读出R M ，若认为OP 间电压不变，则微安表内阻为_________(用R M 、R N 表示)。

答案：(1)R 1 R 2 (2)见解析图 (3)①③②④

(4)1 998.0 Ω 小于 (5)1.28 (6)R N R M R N －R M

解析：(1)根据半偏法的测量原理可知，R M 与R 1相当，当闭合S 2之后，滑动变阻器上方的电流应基本不变，就需要R N 较大，对下方分压电路影响甚微。故R M 应选R 1，R N 应选R 2。

(2)根据电路图连接实物图如图所示。

(3)根据半偏法的实验步骤应为：①将变阻器滑片P 移至最左端，将R N 调至最大值；③断开S 2，闭合S 1，调节滑片P 至某位置再调节R N 使表头满偏；②闭合开关S 2，调节R M ，使微安表半偏，并读出R M 阻值；④断开S 1、S 2，拆除导线，整理好器材。

(4)根据R M 调节后面板读数为1 998.0 Ω。当闭合S 2后，原电路可看成如下电路

闭合S 2后，相当于R M 由无穷大变成有限值，变小了，则流过R N 的电流大于原来的电

流，则流过R M 的电流大于I 原2

，故待测表头的内阻的测量值小于真实值。 (5)将该微安表改装成量程为2 V 的电压表，则需要串联一个电阻R 0，则有U ＝I g (R g ＋R 0)，此时的电压读数有U ′ ＝I ′(R g ＋R 0)，其中U ＝2 V ，I g ＝100 μA ，I ′ ＝ 64 μA ，联立解

得

U′ ＝1.28 V。

(6)根据题意OP间电压不变，可得

I(R A＋R N)＝(I

2＋

I

2R A

R M)R N＋

I

2·R A，解得

R A＝

R N R M

R N－R M

。

4．(2023·江苏卷)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池(电动势约1.5 V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ；量程0～15 V，内阻约15 kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个；定值电阻(阻值50 Ω)21个；开关1个及导线若干。实验电路如图甲所示。

(1)电压表量程应选用________(填“3 V”或“15 V”)。

(2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(填“B”“C”或“D”)连接，再闭合开关，开始实验。

(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压。某次测量时，电压表指针位置如图丙所示，其示数为________V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图丁中实线所示。