2016届衡水高考物理二轮复习周测卷：周测卷3 电磁学实验(含答案)

2016万卷周测卷（十九）
电磁学实验
一 、实验题（本大题共5小题 ）
1. 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用小灯泡上标有“3.8V
0.5A”的字样，现有电压表（0～4.5 V 内阻约为3k Ω）、电源、开关和导线若干，以及以下器材：
A ．电流表（0～0.6A 内阻约为1Ω）
B ．电流表（0～3A 内阻约为0.25Ω）
C ．滑动变阻器（0～20Ω）
D ．滑动变阻器（0～500Ω）
（1）实验中如果即满足测量要求，又要误差较小，电流表应选用 ；滑动变阻器应选用 。

（选填相应器材前的字母）
（2）下列给出了四个电路图，请你根据实验要求选择正确的实验电路图
（3）下图是实验所用器材实物图，图中已连接了部分导线，请你补充完成实物间的连
线。

（4）某同学在实验中得到了几组数据，在下图所示的电流—电压（I —U ）坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，根据此电流—电压图线可知，小灯泡的电阻随电压的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”），其原因是
___________________，同时可以根据此图像确定小灯泡在电压为2 V 时的电阻R = Ω
（5）根据此电流—电压图线，若小灯泡的功率是P ，通过小灯泡的电流是I ，下列给出的四个图中可能正确的是 。

2. 某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。

步骤如下：
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为 cm ；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为 mm ；
(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为 Ω。

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R ，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱形导体电阻R
电流表A 1(量程0～4 mA ，内阻约50 Ω) 电流表A 2(量程0～10 mA ，内阻约30 Ω) 电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约10 k Ω) 电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约25 k Ω) 直流电源E (电动势4 V ，内阻不计)
滑动变阻器R 1(阻值范围0～15 Ω，额定电流2.0 A) 滑动变阻器R 2(阻值范围0～2 k Ω，额定电流0.5 A) 开关S ，导线若干
为减小实验误差，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出合理的测量电路图，并标明所用器材的代号。

3. 利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R (最大阻值999.9Ω)，电阻R 0(阻值3.0Ω)，电阻R 1(阻值3.0Ω)，电流表○A (量程为200mA ，内阻为R A =6.0Ω)，开关S ．
丙
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S ；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R ； ③以
I 1为纵坐标，R 为横坐标，作I
1
- R 图线(用直线拟合) ④求出直线的斜率k 和在纵轴上的截距b 回答下列问题：
(1)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻，则1/I 与R 的关系式为 。

(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R =3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k =
11A --Ω，截距b = A -1．
(4)根据图线求得电源电动势E = V ，内阻r = Ω．
4.（1）某照明电路出现故障，其电路如题6图1所示，该电路用标称值12V 的蓄电池为电
源，导线及其接触完好。

维修人员使用已调好的多用表直流50V 挡检测故障。

他将黑表笔接在c 点，用红表笔分别探测电路的a 、b 点。

①断开开关，红表笔接a 点时多用表指示如题6图2所示，读数为 V ，说明 正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）。

②红表笔接b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和题6图2相同，可判断发生故障的器件是 。

（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）
图1
（2）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置。

他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D 的两立柱上，固定点分别为P 和Q ，P 低于Q ，绳长为L （L>PQ ）。

他们首先在绳上距离P 点10cm 处（标记为C ）系上质量为m 的重物（不滑动），由测力计读出绳PC 、QC 的拉力大小T P 、T Q 。

随后，改变重物悬挂点C 的位置，每次将P 到C 的距离增加10cm ，并读出测力计的示数，最后得到T P 、T Q 与绳长PC 的关系曲线如题6图4所示。

由实验可知：
①曲线Ⅱ中拉力最大时，C 与P 点的距离为 cm ，该曲线为 （选填：T P 或T Q ）的曲线。

②在重物从P 移到Q 的整个过程中，受到最大拉力的是 （选填：P 或Q ）点所在的立柱。

③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力为T 0= N ，它与L 、D 、m 和重力加速度g 的关系
为T 0= 。

图
5. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图 (a)、(b)所示，长度为________ cm ，直径为
________ mm.
(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下．
①将滑动变阻器R 1的阻值置于最____处(填“大”或“小”)；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0.
②将电阻箱R 2的阻值调至最______(填“大”或“小”)，S 2拨向接点2；保持R 1不变，调节R 2，使电流表示数仍为I 0，此时R 2阻值为1280 Ω. (3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.
图
PC (c
2016万卷周测卷（二十）答案解析
一 、实验题
6.【答案】（1）A （2分）；C （2分） （2）C （2分） （3）见图（2分） （4）增大（2
分）；电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，
灯丝电阻随温度升高而增大（2分）；
5（2分） （5）D （4分）
7. 【答案】(1) 5.015 (2分) (2) 4.700 (2分) (3) 220 (2分)
(4)如图所示 (4分)(电压表选V 1、电流表选A 2、分压接法、电流表外接各1分)
8. 【答案】(1)
13153r
R I E E
+=+或 ()1101111r A A A R R R R R R R I ER
E R
⎡
⎤++=+++⎢⎥⎣⎦
(2)①0.110 ②9.09 (3)见图(c)答1.0 6.0 (4)3.0
1.0
【解析】(1)由于电流表○A 与电阻R 1并联，且R A =6.0Ω，R 1=3.0Ω，当电流表示数为I 时，电路总电流应为3I 。

根据闭合电路欧姆定律有：E =3I (1
1
A A R R R R ++R 0+R +r )，代入数
据整理得：
13153r R I E E
+=+ (2)根据图（b ）可得电流表示数为110mA=0.110A ；所以1/I=9.09
(3)见图(c)答 (4) 根据和图象可得：
31k E ==，1536r
b E
+==，解得：E =3V r =1.0Ω． 9. 【答案】（1）①11.5V （11.2.V ～11.8V 之间的值均可），蓄电池；②小灯。

（2）①60，T P ；②Q ；③4.30
【解析】(1)①由题图2可知，直流50V 挡的最小分度为lV ，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V 左右。

由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a 、c 两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。

②同理可知，两表笔
接c 、b 时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。

(2)①由题图4可读出，Ⅱ中拉力最大时，c 与p 点的距离为60 cm 。

此时以C 点为研究对象，如图所示，竖直方向12sin sin p Q T T mg θθ+=,水平方向12cos cos p Q T T θθ=。

当P Q T T =时，12cos cos θθ=，即12θθ=，若C 点左移即PC 减小，则1θ增大，1cos θ减小，2θ减小，2cos θ增大，2
1
cos 1cos p Q
T T θθ=
>，即P Q T T >,故Ⅱ为P T 的曲线，Ⅰ为Q
T 的曲线。

②由题图4可知图线I 对应的极值最大，故受到最大拉力的是Q 点所在的立柱。

③曲线I 、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力0T 为4.30 N 。

此时满足关系：0P Q T T T ==
12sin sin P Q T T mg θθ+= 12cos cos P Q T T θθ=
2sin θ=
解得：12θθ= 0T =10.【答案】 (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280。