高中物理课堂检测试题(二十三) 电学实验

课堂达标测试（二十三）电学实验
1．某学习小组欲探究小灯泡(3 V、1.5 W)的伏安特性，可提供的实验器材如下：
A．电池组：电动势约4.5 V，内阻可不计；
B．双量程的电压表(V1：量程为0～3 V、内阻约为3 kΩ；V2：量程为0～15 V、内阻约为15 kΩ)；
C．双量程的电流表(A1：量程为0～0.6 A、内阻约为1 Ω；A2：量程为0～3 A、内阻约为0.1 Ω)；
D．滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω、允许通过最大电流为2 A；
E．开关 S，导线若干。

在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：
(1)根据以上器材，用笔画线代替导线将实物图甲连接成完整电路；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到________端(选填“A”或“B”)；
(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在图乙所示的坐标纸上画出小灯泡的U­I图线。

(4)根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为__________ Ω(结果保留2位有效数字)。

解析：(1)因待测灯泡的阻值较小，故采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到A 端；
(4)作出过原点的切线，常温下的电阻为过原点的切线的斜率；故R ＝0.280.1
Ω＝2.8 Ω。

答案：(1)连线如图甲所示 (2)A
(3)如图乙中曲线所示(正确、平滑可得分)
(4)2.8(2.6～3.0)
2．实验室新进了一批低电阻的金属丝，已知金属丝的电阻率ρ＝1.7×10－8
Ω·m 。

课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度。

他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。

在实验中，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围。

(1)应从下图所示的A 、B 、C 、D 四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻。

(2)请把下面的实物按照原理图连接起来，要求导线不能交叉。

(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为________mm。

(4)测出电压表示数为2.0 V时，电流表示数为0.5 A ，根据金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为________ m。

(结果保留两位有效数字) 解析：(1)要获得较大的电压调节范围，滑动变阻器选择分压式接入法，排除A、C。

由于待测电阻较小，根据大内偏大小外偏小的原则，电流表选择外接法，选项B错D对。

(2)连线需要注意滑动变阻器的分压式接法。

(3)螺旋测微器的读数有固定刻度和可动刻度两部分构成，固定刻度读出半毫米的整数倍即0 mm，可动刻度估读一位乘以精确度即26.0×0.01 mm＝0.260 mm，最终的读数为0 mm ＋26.0×0.01 mm＝0.260 mm。

(4)根据伏安法计算电阻R＝U
I
＝
2 V
0.5 A
＝4 Ω，依据电阻R＝ρ
L
S
＝ρ
L
π
⎝
⎛
⎭⎪
⎫D
2
2
，根据测出
的金属丝直径和已知的电阻率、电阻，带入计算可得L≈12 m。

答案：(1)D (2)如图所示
(3)0.260 (4)12
3．(2018·成都检测)在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V,0.3 A”。

合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。

(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。

①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)。

A．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________。

A．A灯丝断开 B．B灯丝断开
C．d、e间连线断开 D．B灯被短路
(2)接着练习使用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，
①测试前，一定要将电路中的开关S________；
②测c 、d 间和e 、f 间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为______Ω，此时测量的是________间电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω。

解析：(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V ，电压表量程应选10 V ，B 正确。

②灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c 、d 端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c 、d 间以外其他部分电路接通，电压表接e 、f 时无示数，说明c 、d 间灯泡断路，A 正确。

(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”。

②温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)。

欧姆表读数应该为6 Ω。

由于A 灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6 Ω，
说明测量的应该是e 、f 间电阻。

由R ＝U I
可求得电阻为12.7 Ω。

答案：(1)①B ②A (2)①断开 ②6 e 、f 12.7
4．某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻。

(1)在使用多用表时指针位置如图甲，若电表的选择开关指在“×10”挡，则读数结果为________Ω；若多用表的选择开关指在“2.5 V ”挡，然后直接接在电源两极，则电源电动势约为________V 。

(2)为了更准确地测量电源的电动势和内电阻，他用多用表的“直流100 mA ”挡设计了
如图乙的测量电路，在方框里画出实验电路图。

(电流表符号“○A ”，电阻箱符号“”)
(3)将多用电表的选择开关从OFF 旋转至“直流100 mA ”挡，调节电阻箱到合适的值并记录其读数R ，合上开关从多用表上读出相应的示数I 。

(4)重复(3)获得多组数据，根据数据作出了如图丙所示的R －1I
图线。

(5)由图线得干电池的电动势E ＝________ V(保留三位有效数字)，内阻r ＝______ Ω(取整数)。

解析：(1)多用电表的读数为14.0×10＝140 Ω，测量电压时，量程选2.5 V ，则最小
分度为0.05，故读数为1.30 V 。

(5)根据闭合回路欧姆定律可得E ＝IR ＋Ir ⇒R ＝E 1I
－r ，故有E ＝k ＝34＋830
V ＝1.40 V ，－r ＝－8，即r ＝8 Ω。

答案：(1)140 1.30(1.3也可) (2)如图所示
(5)1.45(1.40～1.48均可) 8
5．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻(二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大)。

完成下列测量步骤：
(1)检查多用电表的机械零点。

(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两个极分别记作a 和b ，将红表笔接a 端时，表针几乎不偏转，接b 端时偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的________(填“a ”或“b ”)端。

(3)将选择开关拨至电阻“×100”挡位，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。

为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量。

则该同学应选择__________(“×10”或“×1 k ”)挡，然后_________，再进行测量。

测量后示数如图所示，则测量结果为__________。

(4)测量完成后，将选择开关拨向________挡位置。

解析：(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两个极分别记作a 和b ，将红表笔接a 端时，表针几乎不偏转，说明电阻很大，二极管反向接入，接b 端时偏转角度很大，说明电阻很小，二极管正向接入，则a 端为二极管的正极，b 为二极管的负极，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的a 端。

(3)将选择开关拨至电阻“×100”挡位，进行正确的测量步骤后，表针偏角较小，说明所选挡位太小，为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量
程进行测量，则该同学应选择×1 k 挡，然后重新进行欧姆调零，再进行测量。

测量后示数如图所示，则测量结果为：30×1 k ＝30 k Ω。

(4)测量完成后，将选择开关拨向OFF 或交流电压最高挡位置。

答案：(2)a (3)×1 k 重新调零 30 k Ω (4)OFF
6.某研究性学习小组采用如图1所示的电路测量某干电池的电动势
E 和内电阻r ，R 为电阻箱，V 为理想电压表，其量程略大于电源电动势。

实验中通过多次改变电阻箱的阻值R ，从电压表上读出相应的示数U ，
该小组同学发现U 与R 不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的
倒数如下表所示。

回答下列问题：
(1)根据表中的数据和实验原理可知，你认为 ________(填序号)组数据是错误的， 原因是_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)根据实验数据，请在图2所给的坐标系中绘出1U ­1R
关系图线； (3)由图像可知，该干电池的电动势E ＝________ V, 内阻r ＝________ Ω。

(结果保留两位有效数字)
解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得路端电压U ＝E －Ir ＝E －E R ＋r
r ，所以外电阻减小，路端电压逐渐减小。

根据表中的数据和实验原理，第3组数据是错误的，随电阻倒数的增大路端电压的倒数应增大，即随着电阻的减少路端电压应逐渐减小。

(2)根据描点法绘出1U ­1R
的关系曲线如图所示。

(3)由实验原理：E ＝U ＋Ir ＝U ＋U R r ，变形得：1U ＝r E 1R ＋1E ，由此可知1U 与1R
成线性关系。

图像的纵轴截距等于1E ，斜率大小等于r E ，由图可知图像的纵截距为0.35，即1E
＝0.35，解得电动势E ＝2.9 V ，图像的斜率等于r E ，则有r E ＝1.58－0.355.00
＝0.246，解得内阻r ＝0.71 Ω。

答案：(1)3 随着电阻的减小路端电压应逐渐减小
(2)图线见解析 (3)2.9 0.71
7．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。

(1)如图甲，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈迅速插入副线圈中，电流计指针将__________(填“向右偏”或“向左偏”)；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将__________(填“向右偏”或“向左偏”)。

(2)在“探究金属丝电阻与其影响因素的关系”的实验中，用螺旋测微器测待测金属丝直径，如图乙当螺杆快要接触到被测物体时，要停止使用粗调旋钮，改用________(填“⑤”或“⑥”)旋钮，当听到“咔咔”响声时，停止转动，并拧紧固定旋钮。

如图丙，读数是________mm 。

解析：(1)原线圈迅速插入副线圈对应穿过副线圈的磁通量增大，而开关闭合过程的磁通量也是增大，故两种情况对应的感应电流方向相同，指针右偏；滑动变阻器迅速右移，对应的磁通量减小，感应电流的方向相反，指针左偏。

(2)⑥为微调旋钮，读数为0.5 mm ＋0.01 mm ×11.8＝0.618 mm 。

答案：(1)向右偏 向左偏 (2)⑥ 0.618(0.616～0.619均正确)。