高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题限时集训14电学实验(2021学年)

20１8版高考物理二轮复习第１部分专题整合突破专题限时集训14 电学实验
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专题限时集训(十四) 电学实验
(对应学生用书第143页)
(限时:40分钟)
1.（8分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rｘ约为3 Ω，实验室备
有下列实验器材：
Ａ.电压表V(量程3 Ｖ,内阻约为3 ｋΩ)
Ｂ.电流表A（量程0.６ A，内阻约为1 Ω)
C.滑动变阻器Ｒ(0～10 Ω,额定电流０.5 A)
D.电源E(电动势为3 Ｖ，内阻约为０．3 Ω)
E.开关Ｓ,导线若干
甲乙
丙丁
图１4­１4
（1)为减小实验误差，应选用图1４­14中______＿＿（选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图.
(2)现用刻度尺测得金属丝长度为6０。

00 cｍ，用螺旋测微器测得其直径示数如图23
丙,则直径为_____＿mm。

图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为__＿＿＿＿Ω·m.(结果保留三位有效数字）
【解析】（1)因错误!＝错误!＝1 ００0,错误!＝错误!=3，
则有错误!>错误!，电流表应选择外接法,因此实验电路应选乙．
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为0。

5 ｍm，可动刻度读数为0．01×10。

8 mm=0.１０8
mm,所以最终读数为0.６08 mｍ。

由图示电压表可知，其量程为3 V,分度值为0。

1 V，示数为1.20 V,由图示电流表可知，其量程为0.6 A，分度值为０.02 A，示数为0.50 A,电阻阻值:Rｘ=错误!=错误!Ω＝2。

４Ω;由R x＝ρ错误!可知,电阻率:ρ=错误!=错误!Ω·m≈１．16×1０－６Ω·ｍ.
【答案】(1)乙（２)0.60８（0.６06~0.60９均正确)
１．16×10－6（1.15×10－6~１。

17×10-6均正确）
2．（8分)(2０17·“超级全能生”26省联考）某同学用下列器材组装的简易欧姆表，如图14。

1５所示．
a.干电池一节：电动势为1.5 V且其内电阻可忽略;
b．电流计一块:量程为0至1 mA,最小刻度0。

１ｍA，内电阻20 Ω；
ｃ．可变电阻一只：阻值范围为100 Ω至2 500 Ω.
(1)测量电阻前,先进行欧姆调零.将可变电阻Ｐ的阻值调节为Ｒ=_____＿＿_,此时电流
计指针指到最大刻度;
(2）欧姆表正确调零后，将待测电阻的两端分别连至红、黑表笔，若电流计的示数为0。

5 mA，待测电阻的阻值R x＝___＿＿___;
(３)若将电流计示数范围限制在０。

1 mA到0.9 mA之间，欧姆表可测量的电阻范围为＿____＿_＿；
（4)如果将r＝20 Ω的电阻与电流计并联,重新调零后,与第（3)问相比，可测量的电阻范围将如何变化?
图14­15
【解析】（１)电流计的读数为１ mA时,全电路的电阻为1．5 V
1×10-3A
=1 5００Ω.所以,
可变电阻的阻值为1 50０Ω－20 Ω＝1 480 Ω。

(2)调零后，可变电阻的阻值为1 ４80 Ω，电流计的示数为０。

5 mＡ时，待测电阻的
阻值为
1。

5 Ｖ
０。

5×１0－3A
－1 480 Ω－２0 Ω=１ 5００Ω(即欧姆表内阻等于中值电
阻）.
（3）电流计示数0.1 mＡ,待测电阻的阻值为错误!－1 4８0 Ω－20 Ω=１3 500 Ω；
电流计示数0。

9 mＡ，待测电阻的阻值为
１。

5 V
０.９×１0－3 A
-１４80 Ω-20 Ω≈167 Ω。

欧姆表可量测的电阻范围１67 Ω~13 5０0 Ω。

（4)可测量的电阻范围将变小,因电流计两端并联与电流计内阻相同的电阻后，电路中的总电流变为原来的两倍，而电池的电动势仍为1。

5 Ｖ,故可测量的电阻范围将变小.
或者:电阻与电流计并联后,调零时，通过电流计的最大电流为1 mA,通过干路的电流为2 mA,全电路的电阻为＼f（1．5 V,２×10-3 A)＝7５０Ω。

所以，可变电阻的阻值为750 Ω-１０Ω=７40 Ω。

电流计示数０.１ mA，待测电阻的阻值为＼f（1。

5 V，０。

2×10－3 A)-74０Ω－10 Ω＝6 750 Ω,
电流计示数0。

９ｍA，待测电阻的阻值为错误!-７40 Ω-１0 Ω≈83 Ω,
欧姆表可量测的电阻范围８3 Ω～６ 750 Ω.
【答案】（１)1 480 Ω(2)１500 Ω (3）167 Ω~135０0 Ω
(4)可测量的电阻范围将变小或者８３Ω～6 75０Ω
3.（9分)(2017·海淀期末）利用如图1４.16所示的电路测量一个满偏电流为30０μA，内
阻r g约为100 Ω的电流表的内阻值,有如下的主要实验器材可供选择：
图１4­16
A.滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω)
B．滑动变阻器(阻值范围0~1 75０Ω）
C.滑动变阻器（阻值范围0~30 ｋΩ）
D.电源(电动势1。

5 V,内阻0。

5 Ω)
Ｅ.电源(电动势8 Ｖ，内阻２Ω）
F．电源(电动势12 Ｖ，内阻3 Ω)
(１）为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器Ｒ应选用____＿___，电源Ｅ应选用_＿＿____＿.（选填器材前面的字母序号) ﻩ
(2）实验时要进行的主要步骤有：
Ａ.断开S2，闭合S1
B.调节R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
Ｃ.闭合S2
D．调节R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二
E．记下此时R′的阻值为１90 Ω
则待测电流表的内阻r g的测量值为_＿_＿__＿_ Ω，该测量值_＿____＿_此电流表内阻的真实值．（选填“大于”“小于"或“等于”）
【导学号:19６241６9】【解析】 (1)在半偏法测电流表的电阻实验中,两次步骤的干路电流为了保持不变，即滑动变阻器尽量选择较大的,电源电压尽量选择较大的，故滑动变阻器R应选用Ｃ;电源E 应选用E,为什么不选F呢？因为如果选择了Ｆ,由于它的电压太大，当变阻器的电阻达到最大时电路中的最小电流I＝错误!=400 μＡ，故不能使电流表满偏；(２）当电流表满偏时,说明干路电流为３00 μA，若使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，即200 μA 时,通过电阻箱Ｒ′的电流就为100 μA，由于电流表与电阻箱的电流之比为２∶１，则它们的电阻之比为1∶2，所以电流表的电阻为190 Ω／２＝95 Ω；该测量值小于电流表的真实值,因为实际干路的电流会比300 μA稍大一些，故电阻箱的电流会比100 μA 稍大一些,所以它的电阻就会稍小一些．
【答案】(１)C E （２)95 小于
4.（9分）(2０17·福州一中模拟)为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约５ V、
内阻约500 Ω),现提供下列器材:
Ａ.待测电源
B．电压表Ｖ（０~3 V，内阻约几千欧)
Ｃ.电流表Ａ（１0 ｍＡ,ＲA=１０Ω）
Ｄ.电阻箱R0(０~9 9９9。

9 Ω)
Ｅ．滑动变阻器R1（0～20 Ω）
F.滑动变阻器R２(0~1 000 Ω）
G.开关及导线
H.干电池若干节(内阻很小)
(1)实验中需要将电压表改装．首先测定其内阻,某同学采用图１4.1７甲所示的电路,电
源为干电池组.开关S闭合前,电阻箱R0的阻值应该调到____＿___（选填“零”或“最大").闭合开关,调节电阻箱,当电压表指针满偏时，阻值为R０1＝2 950 Ω;当电压表指针半偏时，阻值为R02＝８ 9０0 Ω,则电压表内阻RＶ＝___＿____Ω.
图１4。

1７
（2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻.电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V 的电压表，则R0＝_＿___＿__Ω；滑动变阻器应选＿___＿_＿_（选填“R１＂或“R2").
(3)根据实验测得数据,作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知Ｅ＝＿___＿＿＿_Ｖ，r=___＿____Ω．
【解析】 (1）开关Ｓ闭合前,电阻箱R０的阻值应该调到最大．
由Ｕ＋Ｕ
R
V
·R０1＝0。

５U＋错误!·R02解得RＶ=3 ００0 Ω．
(2）根据扩大电压表量程原理，电阻箱R０与电压表串联构成量程为6 V的电压表,则R0＝3 00０Ω;滑动变阻器应选阻值范围大的R2.
（3）由闭合电路欧姆定律,E＝U+Ir，结合图线解得Ｅ＝5。

０V,图线斜率的绝对值等于内阻r＝５00 Ω,所以电源的内阻为４90 Ω．
【答案】(1)最大 3 000 (２)3 000 R2(３）5.0 49０
5．(8分）（201７·揭阳市揭东一中检测)回答下列问题：（１)如图14。

1８甲,是多用电表简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接____＿___,作为欧姆表使用时,选择开关应接__＿_____(填“1”“2”或“３”).使用时,电流一定从_＿＿__＿＿＿（填“Ａ”或“B"）端流入多用电表．
(2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙,调节电阻箱,记录多
组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R。

错误!的图线如图丙．由图丙可求得电动势Ｅ=_＿_＿＿___V,内限ｒ＝___＿_＿＿_Ω。

(结果均保留两位有效数字)忽略偶然误差,本
实验测得的E测、r测与真实值比较：E测__＿_＿__＿E真，ｒ测_＿＿_＿__＿r真(选填“<”“＝＂或“〉”).
【导学号:19６２4170】
图1４。

1８
【解析】 (1)由图所示可知,作为电压表使用时,选择开关应接位置３;作为欧姆表使用时,选择开关应接2，内部电源被接通,构成欧姆表,可测量电阻;使用时,电流一定从红表笔流入,即从A端流入.
(2)根据闭合电路欧姆定律得:Ｅ=IR+Iｒ，解得:R＝错误!E－ｒ,
可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻,则有：E=6+1.2
2。

5
V＝2.9 V,内阻
为:r=１。

２Ω。

将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有：R=错误!Ｅ－（R A+r)，则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和,测量值偏大．而电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确.
【答案】 (１)3 2 A（２)2。

９ 1．２＝〉
(２０17·曲靖一中月考）如图所示的光学黑箱中,有两只电阻,定值电阻Ｒ0＝8 Ω,另一为未知电阻R x;由箱内抽出三根引线A、B、Ｃ.当开关S与C闭合时，电流表的示数为1 Ａ,电压表示数8 V；当开关S与D闭合时,电流表示数为1 Ａ，电压表的示数为1０Ｖ。

(1)请在黑箱中画出两个电阻和A、B、C的连接图；
（2)由图可知Ｒx＝_＿____＿_Ω.
【解析】 (1）由分析的思路可知,电阻R0和Ｒx是串联在A、B之间的.当S、C闭合时，电压表示数为8 V、电流表示数为1 A，而定值电阻R０的阻值正好是错误!＝8 Ω；因此与C点连接的导线位于R0、R x之间,且Ｒ０与A端相连,Ｒx与B端相连,作图如下:
(２）由题意及（１）题图可知：Ｕ0＝8 V,I＝1 Ａ,U=１0 V
所以R x＝＼f（U-Ｕ0,I)=错误!=2 Ω.
【答案】（１）电路图见解析（2)2
6．(8分）二极管是一种半导体元件,它的符号为“”，其特点是具有单向导电性.电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．
(１)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线，因二极管外壳所印的标识模糊,为判断该二极管的正、负极,他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻.其步骤是：将选择开关旋至合适倍率,进行欧姆调零.将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时,指针偏角比较小．然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量,指针偏角比较大,由此判断___＿＿___(选填“左”或“右”)端为二极管的正极.
（2)厂家提供的伏安特性曲线如图14.19,为了验证厂家提供的数据,该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘,可选用的器材有：
图1４。

19
Ａ．直流电源E:电动势3 V,内阻忽略不计
Ｂ.滑动变阻器R：0~20 Ω
C.电压表V1:量程５ V，内阻约50 kΩ
Ｄ.电压表V２:量程3 V，内阻约2０kΩ
E.电流表Ａ:量程0。

6 A,内阻约0.5 Ω
F．电流表mＡ：量程５0 mA,内阻约5 Ω
G.待测二极管Ｄ
H．单刀单掷开关Ｓ，导线若干
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用＿＿__＿＿_＿，电流表应选用__＿__＿__(填序号字母).
（3)为了达到测量目的,请画出正确的实验电路原理图．
(４）为了保护二极管,正向电流不要超过２5 ｍＡ，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议:_＿__＿___。

【解析】 (１)欧姆表内部有电源，电源正极接在负接线柱上,当红表笔接触右端时,说明红表笔接入电源的负极;此时指针偏角较小,说明电阻较大,故说明接入了反向电压,故二极管右端应为正极.
(2)电源电压为3 V,故电压表应选3 V量程进行测量;而由坐标可知,电路中电流较小,故
电流表应选50 ｍA的即可.
(3)为了得出完整的图象,应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法,原
理图如图．
(4）为了防止超过最大电流,可以在电路中串接保护电阻;同时也可以通过实验方法,即慢慢调节滑动触片，注视电流表,使电流表示数不得超过2５ mA。

【答案】(1）右（2）ＤＦ (3)见解析 (4）可能的答案：a.在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用．b。

闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行,同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过２5 mA(只要回答合理均可).
7.（１0分)（２0１7·武汉十一中模拟）用伏安法测量一电池的内阻.已知该待测电池的电动
势E约为9 V，内阻约数十欧,允许输出的最大电流为50 mＡ,可选用的实验器材有：
电压表V1(量程5 V)；
电压表V2(量程10 V)；
电流表A1（量程５0 mA)；
电流表Ａ2(量程１０0 mA);
滑动变阻器R(最大电阻3００Ω)；
定值电阻R1(阻值为2００Ω,额定功率为＼f(１,8) W）;
定值电阻Ｒ２(阻值为220 Ω，额定功率为1 W）;
开关S；导线若干．
测量数据如图1４.２0坐标纸上U­Ｉ图线所示．
（1)画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号.
(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是＿_＿______＿_＿___________＿．
(３)由U。

I图线求得待测电池的内阻为_＿_＿__＿＿Ω。

（4)在你设计的电路中,产生系统误差的主要原因是_____＿＿_.
【导学号:1９６2４171】
图１4。

2０
【解析】（1）应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压,电流表测电路电流,电路图如图所示：
（２）定值电阻R1在电路中的最大功率：P１＝Ｉ2R1＝(0。

０５）2×2００ W＝0.5 W>＼ｆ(1,８) Ｗ，定值电阻R2在电路中的最大功率：P2＝I2R2＝(0．05)２×２2０W=0.55 W<１ W，为保护电路安全，则定值电阻应选择R2。

(3)由图示图象可知，电源内阻r＝错误!＝错误!Ω=５０Ω.
(４)由实验电路图可知,相对于电源电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表所测电流小于电路电流，电压表分流是造成系统误差的原因.
【答案】(1）电路原理图如解析图所示
(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过错误!Ｗ，R2的功率满足实验要求
(3)50 （4)电压表分流
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