专题分层突破练18 电学实验—2021届高考物理二轮总复习专题检测
高考物理二轮复习专项突破训练：电学实验
电学实验1.某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．图1回答下列问题：(1)在图1虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝______Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)2．有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在8～10 Ω之间，为了测量该导电材料的电阻率，实验室提供了以下实验器材：A．20分度的游标卡尺B．螺旋测微器C．电流表A1(0～100 mA，内阻约为10 Ω)D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)E．电压表V1(0～3 V，内阻约为3 kΩ)F．电压表V2(0～15 V，内阻约为15 kΩ)G．直流电源E(4 V，内阻不计)H．滑动变阻器R(0～10 Ω，2 A)I．开关及导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图2甲所示，其读数为________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径D，其示数如图乙所示，其读数为________mm.图2(2)本次实验的电流表选用的是______，电压表选用的是______(填写所提供器材前的字母)．(3)测量新型圆柱形的导电材料的电阻R.应采用图3中的________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图．图33．某兴趣小组的同学为了测量某电压表的内阻，设计了如图4所示的电路．可供选择的器材如下图4A．待测电压表V1(量程3 V，内阻约为几千欧)B．电压表V2(量程5 V，内阻约为3 kΩ)C．定值电阻R1，阻值为200 ΩD．定值电阻R2，阻值为2 000 ΩE．滑动变阻器R3(阻值范围0～10 Ω)F．滑动变阻器R4(阻值范围0～10 kΩ)G．直流电源，电动势6 V，内阻不计H．开关一个，导线若干实验主要步骤如下：①选择恰当的实验器材，按实验电路将实物图连接好；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，记录V1、V2的读数分别为U1、U2；③移动滑动变阻器的滑片，多次记录V1、V2的读数；④以U1为纵坐标，U 2为横坐标，作出U1－U2关系图象；⑤分析U1－U2关系图象，得到待测电压表的内阻．请回答下列问题：(1)步骤①中定值电阻R0最好选用________；滑动变阻器R最好选用________．(填写器材前面的序号)(2)步骤①中实物图的连接还有两根导线没有连好，请在图5甲中补充完整．图5(3)步骤②中V1示数如图乙所示，则V1的读数为________V.(4)步骤④中得到的U1－U2关系图象如图丙所示．步骤⑤分析得出U1－U2关系图象的斜率为k ，定值电阻的阻值为R 0，则可得待测电压表的内阻为________．4．某同学利用图6甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动．实验器材还有：电源(电动势约为3 V ，内阻可忽略)，电压表V 1(量程为3 V ，内阻很大)，电压表V 2(量程为3 V ，内阻很大)，定值电阻R 1(阻值4 kΩ)，定值电阻R 2(阻值2 kΩ)，电阻箱R (最大阻值9 999 Ω)，单刀双掷开关S ，导线若干，游标卡尺，刻度尺．实验步骤如下：图6A ．用游标卡尺测量玻璃管的内径d ；B ．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L ；C ．把S 拨到1位置，记录电压表V 1示数；D ．把S 拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V 2示数与电压表V 1示数相同，记录电阻箱的阻值R ；E ．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C 、D ，记录每一次水柱长度L 和电阻箱阻值R ；F ．断开S ，整理好器材．(1)测玻璃管内径d 时游标卡尺示数如图乙，则d ＝________mm.(2)玻璃管内水柱的电阻R x 的表达式为：R x ＝________(用R 1、R 2、R 表示)．(3)利用记录的多组水柱长度L 和对应的电阻箱阻值R 的数据，绘制出如图7所示的R －关系图象．自来水的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．1L图7(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将________(填“偏大”“不变”或“偏小”)．5.用下列器材组装一个电路：A．待测电池组B．待测小灯泡(2 A,2.5 V)C．电流表A(量程3 A，内阻非常小)D．电压表V1(量程6 V，内阻非常大)E．电压表V2(量程1 V，内阻1 500 Ω)F．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流4 A)G．定值电阻R1( 3 000 Ω)H．开关一只，导线若干要求：既能测定电池组的电动势E和内阻r，又能同时测绘小灯泡的U－I曲线图8(1)请在图8甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；(2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，经过多次测量换算，最后在U－I坐标系中，描绘出两条图线，且在P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为________Ω；电池组的效率为________(计算结果保留两位有效数字)．6．现有一种特殊的电池，它的电动势E为9 V左右，内阻r大约为40 Ω，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图9所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V，内阻为20 kΩ，R1为电阻箱，阻值范围0～999 Ω，R0为定值电阻．图9(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻A．100 Ω B．1 000 ΩC．2 000 ΩD．20 000 Ω为使实验能顺利进行，R0应选________(填字母序号)．(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记录多组数据，作出了如图10所示的图线．根据图线可求得该电池电动势E为________V，内阻r为________Ω.图107．在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．图11(1)甲同学按图11甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是____________________．由电压表读数U和电流表读数I，画出U－I图线如图乙所示，可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示．由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图丙所示．乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留2位有效数字)8．某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．图12(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1” 欧姆挡测量，示数如图12甲所示，读数为________Ω，据此应选择图中的________(选填“乙”或“丙”)电路进行实验．(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(选填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．(3)图丁是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________(选填“X”或“Y”)是非线性元件．(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图戊所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V，断开S2，电压表读数为1.00 V，结合图丁可算出E＝________V，r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表)9．某同学用如图13甲所示的实验电路来测量未知电阻R x的阻值，将电阻箱接入a、b 之间，闭合开关S，适当调节滑动变阻器R′后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值R，得到多组电压表的示数U与R的数据，并绘出U－R图象如图乙所示．图13(1)用待测电阻R x替换电阻箱，读得电压表示数为5.0 V，利用图乙中的U－R图象可得R x＝________.(保留两位有效数字)(2)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大，若仍使用该装置和图乙中的U－R图象来测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．若仍想使用该电路和图乙中测绘的U－R关系图象来测量电阻，则需要对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调到10 Ω，并接入a、b之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为________V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻．参考答案1.答案 (1)见解析图(2)100 2 910解析 (1)如图所示．(2)接a 时改装成量程为1 mA 的电流表，有I g R g ＝(I －I g )R 1解得R 1＝100 Ω接b 时改装成量程为3 V 的电压表，有U ＝I g R g ＋IR 2解得R 2＝2 910 Ω.2.答案 (1)41.753.627(3.626～3.629均可) (2)D E (3)甲解析 (1)长度为L ＝41 mm ＋15×0.05 mm ＝41.75 mm ；外径为D ＝3.5 mm ＋12.7×0.01 mm ＝3.627 mm.(3)因为电流表内阻和导电材料电阻相接近，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，故选甲图．3.答案 (1)D E(2)如图所示(3)1.90 (4)R 0k1－k 解析 (1)因为待测电压表的内阻约为几千欧，故定值电阻R 0的阻值不能太小，否则分的电压太小，影响实验结果的准确性，故选D ；该实验中，因为要求电压表的示数从0开始，并且要多测几组数据，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，选择E.(2)连接的实物图如图所示．(3)V 1的量程是3 V ，故题图乙中的读数为1.90 V ；(4)定值电阻R 0与V 1串联，电流相等，则有：＝，变形得：U 1＝U 2，U 1R V1U 2－U 1R 0R V1R 0＋R V1由U 1－U 2关系图象可知斜率k ＝，解得：R V1＝R 0.R V1R 0＋R V1k 1－k4.答案 (1)30.00 (2) (3)14 (4)偏大R 1R 2R解析 (2)设把S 拨到1位置时，电压表V 1示数为U ，则此时电路电流为，总电压U U R 1总＝＋U ，当把S 拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V 2示数与电压表V 1示数相同UR x R 1也为U ，则此时电路中的电流为，总电压U 总′＝R 2＋U ，由于两次总电压相等，都等于电U R U R源电压E ，可得＝，解得R x ＝R x R 1R 2R R 1R 2R(3)由题图可知，R ＝2×103 Ω时，＝5.0 m －1，此时玻璃管内水柱的电阻R x ＝＝4 1L R 1R 2R 000 Ω，水柱横截面积S ＝π2≈7.065×10－4 m 2，由电阻定律R x ＝得ρ＝＝4 (d 2)ρL S R x S L 000×7.065×10－4×5 Ω·m≈14 Ω·m(4)若电压表V 1内阻不是很大，则把S 拨到1位置时，此时电路电流大于，实际总电U R 1压将大于U 总＝＋U ，所以测量的R x 将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大．UR x R 15.答案 (1)如图所示(2)0 56%解析 (1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表V 1测路端电压，电流表A 测量电流；测绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表A 测流过灯泡的电流，考虑到电压表V 2量程偏小，可与定值电阻R 1串联增大量程；此时电压表V 2的内阻与R 1之和远大于灯泡内阻，可用电流表外接法，则电路如图所示．(2)电源的U －I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E ＝4.5 V ，电源内阻r ＝＝ Ω＝1.0 Ω.两图象的交点坐标，即灯泡两端电压U L ＝2.5 V ，电路电流I ＝ΔU ΔI 4.5－2.52.02.0 A ，此时电源电动势E ＝Ir ＋U L ＋IR 滑，即4.5 V ＝2.0 A×1.0 Ω＋2.5 V ＋2.0 A×R 滑，则R 滑＝0 Ω；电池组的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈56%.P 出P 总UI EI U L E 2.54.56.答案 (1)D (2)10 41.7解析 (2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍，在闭合电路中，E ＝U 外＋Ir ＝2U ＋r ，则＝＋·，2U R 11U 2E 2r E 1R 1由图象可知，图象截距b ＝＝0.2，斜率k ＝＝＝≈8.33，则电源电动2E 2r E Δ1U Δ1R 1 1.2－0.20.12势E ＝10 V ，r ≈41.7 Ω.7.答案 (1)保护电路 2.8 0.60 (2)3.0 0.50解析 (1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U ＝E －Ir 可知，图象与纵轴的交点表示电源电动势，故E ＝2.8 V ，图象的斜率表示内电阻：r ＝ Ω＝0.60 Ω.2.8－1.62.0(2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图象，则由图象可知，当电压为2.5 V 时，电流为0.5 A ，此时两部分电阻相等，则总电流为I 1＝1 A ；而当电压为2.4 V 时，电流分别对应0.33 A 和0.87 A ，则说明当电压为2.4 V 时，干路电流为I 2＝(0.33＋0.87 A)＝1.2 A ；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5＝E －r,2.4＝E －1.2r解得：E ＝3.0 V ，r ＝0.50 Ω.8.答案 (1)10 乙 (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50解析 (1)使用多用电表粗测元件X 的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如题图甲所示，读数为10 Ω，元件X 的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择题图乙所示实验电路．(2)连接所选电路，闭合S ；滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大；(3)由题图丁可知，元件Y 是非线性元件；(4)根据U －I 图线得出元件X 的电阻R X ＝Ω＝10 Ω；闭合S 1和S 2，电压表读数30.30为3.00 V ；断开S 2，电压表读数为1.00 V ，根据闭合电路欧姆定律得E ＝3＋×r ，E ＝1＋(r ＋21)310110解得：E ＝3.2 V ，r ＝0.50 Ω.9.答案 (1)25 (2)偏小 4.0解析 (1)由题图乙读出当电压U ＝5.0 V 时，电阻约为25 Ω；(2)a 、b 两点间这段电路可以当作一个等效的电源，当等效电源的内电阻变大，外电阻相同时，外电路分得的电压减小，重新作出U －R 图象，如图所示，由图象可知相同的电压表读数，测量值小于真实值；要想进行修正，应让对应的图象与原图象重合，则可知，电阻箱电阻为10 Ω时，对应的电压为4.0 V，故应调节滑动变阻器使电压表示数为4.0 V，然后保持滑动变阻器阻值不变，即可进行测量．。
2021年高考物理二轮复习试卷：电学基础实验(附答案解析)
2021年高考物理二轮复习试卷：电学基础实验
考点一多用电表的使用与读数
1.某学生实验小组利用图1(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有：
图1
多用电表；
电压表：量程5 v，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。
(2)将图(a)中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示，多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和
______v。
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 v。
从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图2所示。
根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________v，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为______kΩ。
图2
2．某同学想测量电压表0～3 v挡的内阻，他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、
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2021届高考物理二轮专题练：电学实验含答案
2021届高考物理二轮优练：电学实验含答案专题：电学实验1、硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某同学根据图甲所示电路，用一定强度的光照射硅光电池，测量硅光电池的电动势E和内阻r.实验室可提供的器材如下．A．硅光电池：电动势约为3 V，内阻约为100 Ω；B．电流表：量程为0.1 mA，内阻为500 Ω；C．电流表：量程为10 mA，内阻为18 Ω；D．定值电阻：内阻为29.5 kΩ；E．定值电阻：内阻为9 Ω；F．滑动变阻器：最大阻值为200 Ω，允许最大电流为1 A：G．开关一个，导线若干．(1)根据器材规格和实验要求，为使实验结果尽可能准确，电流表应选用________，电阻R1应选用________．(填写器材前的字母)(2)调节滑动变阻器，分别读出电流表的示数I1和电流表的示数I2，作出的I1－I2图象如图乙所示，则该电池的电动势为________V、内阻为________Ω.(结果均保留三位有效数字)2、某实验小组用如图甲所示的电路图来测量电流表(量程2 mA，内阻约为200 Ω)的内阻，除待测电流表、1.5 V的电源、开关和导线外，还有下列可供选择的实验器材：A．定值电阻R1B．定值电阻R2C．滑动变阻器R3(最大阻值为20 Ω)D．滑动变阻器R4(最大阻值为1 000 Ω)E．电阻箱R x(最大阻值为999.9 Ω)F．灵敏电流计G(内阻很小可忽略)(1)为确保安全，精准实验．滑动变阻器应选用__ __(填写器材前对应的字母)．(2)用笔画线代替导线，将实物图乙连接成实验电路图．(3)在闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端，然后闭合开关移动滑动变阻器的滑片使待测表的示数适当后再不移动滑片，只调节R x，发现当R x＝400 Ω时灵敏电流计的示数正好为零；将电阻箱和待测电流表位置互换，其他不动，再次调节R x′＝100 Ω时灵敏电流计的示数又正好为零，由此可知待测电流表的内阻为Ω.3、图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)．(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．4、现有一块电流表A1，量程I A1＝300 mA，内阻r1约为5 Ω，要把它改装成较大量程的电流表。
专题分层突破练18 电学实验—2021届高考物理二轮总复习专题检测
专题分层突破练18电学实验1.(2020北京高三一模)同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,如图甲所示。
电路中用到的器材均完好无损。
(1)检查电路时,他们发现在开关闭合前电压表示数不为零,这是由于导线(填写表示导线的字母)连接错误造成的。
改正错误连接后再次闭合开关,他们发现电压表有示数,但改变电阻箱连入电路的阻值时,电压表示数保持不变,原因可能是(写出一条即可)。
(2)排除故障后,他顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的图线,其中U为电压表示数,R为电阻箱连入电路的阻值。
由图知:电池组的电动势E=,内阻r=。
2.(2020浙江高三月考)小明与小红想确定图中滑动变阻器(铭牌丢失)的金属丝的材料,于是进行了如下实验:(1)先用游标卡尺测量了陶瓷桶上未绕金属丝部分的直径d=21.00 mm;后用游标卡尺测量了陶瓷桶上绕有金属丝(金属丝直接紧密地绕在陶瓷桶上)部分的直径D=22.20 mm;再用刻度尺测得滑动变阻器滑线部分的长度L=10.50 cm。
(假设上述测量值均看作多次测量的平均值)(2)小明用欧姆表测得该滑动变阻器全部金属丝的电阻为25 Ω;小红则向实验室借来以下器材测量该金属丝的电阻:A.直流电源3 V(内阻不计)B.直流电流表0~100 mA(内阻约为5 Ω)C.直流电流表0~600 mA(内阻约为1 Ω)D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ)E.滑动变阻器0~10 Ω(允许的最大电流为2 A)F.导线和开关则实验中电流表应选用(填字母)。
(3)请帮小红设计一个最佳实验电路,并将电路图画在下面方框中(待测滑动变阻器就用普通电阻符号表示)。
(4)若该滑动变阻器全部金属丝的电阻用R表示,则金属丝电阻率的表达式ρ=(用本题中字母表示);小红通过正确的操作后测得R=25.4 Ω,请对照表格中几种导体材料的电阻率(20 ℃时)判断该金属丝的材料最有可能为(填字母)。
(最新原创)2021年高考二轮复习物理学案- 电学实验附答案和解释
(最新原创)2021高考二轮复习物理学案（15）电学实验一．典例精析师雪清题型1.（多用电表的使用）如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。
在开关闭合后，发现小灯泡不亮。
现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。
（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。
在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡。
师雪清（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___ 可能有故障（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。
师雪清解析：(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档；(2)表明5、6两点可能有故障；师雪清(3) ①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。
题型2.（多用电表研究二极管）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。
完成下列测量步骤：（1）检查多用电表的机械零点。
师雪清（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。
（3）将红、黑表笔____①_______，进行欧姆调零。
师雪清（4）测反向电阻时，将____②______表笔接二极管正极，将____③_____表笔接二极管负极，读出电表示数（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____④_______（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。
师雪清（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________⑤________________位置。
解析：首先要机械调零.在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过师雪清程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到off档。
2021年高考物理母题题源系列专题18电学实验(含解析)
2021年高考物理母题题源系列专题18电学实验（含解析）【母题来源一】 2021年新课标Ⅰ卷【母题原题】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范畴内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调剂滑动变阻器R的阻值，能够改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S，在R的变化范畴内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。
（结果均保留2位小数）【答案】（1）如图所示（2）增大增大（3）0.39 1.17【名师点睛】电路图要紧是操纵电路、测量电路的连接。
小灯泡阻值为小电阻——外接法，电压从0开始测量——分压式接法。
然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。
第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
【母题来源二】 2021年江苏卷【母题原题】某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻R t，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的操纵，电源E应选用（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用（选填“R1”或“R2”）．（2）实验发觉电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．（3）合上开关S，用调剂好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发觉表笔接入a、b时指针（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针（选填“偏转”或“不偏转”）．（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是．（填写各步骤前的序号）①将热敏电阻接入电路②观看到继电器的衔铁被吸合③断开开关，将电阻箱从电路中移除④合上开关，调剂滑动变阻器的阻值⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω【答案】（1）E2R2（2）C（3）不偏转偏转（4）⑤④②③①【解析】（1）由表格数据知，当温度为30 ℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器的阻值R0=20 Ω，【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的操纵，其中30~80 ℃确实是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．【命题意图】考查电流表量程的改装关键是电压相等，各支路电流之和等于总量程。
高考物理二轮总复习课后习题 专题分层突破练 专题分层突破练17 电学实验
专题分层突破练17 电学实验A组基础巩固练1.(福建漳州三模)某物理小组欲探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。
甲图甲为实验原理图,在原线圈A、B两端连接上电源,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表所示。
请回答下列问题:(1)在图乙中,应将A、B分别与(选填“a、b”或“c、d”)连接。
乙丙(2)根据表中数据得出的实验结论:在实验误差允许的范围内,变压器原、副线圈的电压之比等于。
(3)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可移动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压。
A.一定小于4.0 VB.一定等于4.0 VC.一定大于4.0 V2.(辽宁卷)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。
现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:图(a)a.测得样品截面的边长a=0.20 cm;b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I=0.40 A,读出相应的电压表示数U,断开开关S;e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U-L图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
图(b)回答下列问题:(1)L是丙到(选填“甲”“乙”或“丁”)的距离;(2)写出电阻率的表达式ρ=(用k、a、I表示);(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ=Ω·m(保留2位有效数字)。
3.(山东济宁高三一模)某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻,要求测量结果尽量准确,实验器材如下:电流表A1(量程0~200 μA,内阻为800 Ω);电流表A2(量程0~300 mA,内阻为0.3 Ω);定值电阻R1(阻值为4.0 Ω);定值电阻R2(阻值为9 200 Ω);滑动变阻器R(最大阻值为50 Ω);待测蓄电池一节(电动势约为2 V);开关S一个,导线若干。
高考物理二轮总复习课后习题专题8 物理实验 专题分层突破练17 电学实验
专题分层突破练17 电学实验A组1.(北京海淀高三期末)某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况,连接电路如图所示,实验时,先将开关S与1端相连,待电路稳定后,将开关掷向2端,传感器将信息传入计算机,屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的i-t图线、u-t图线。
(1)由图可知,传感器2应为(选填“电流”或“电压”)传感器。
(2)计算机屏幕上显示的i-t图线可能为下列选项中的,u-t图线可能为下列选项中的。
(3)结合屏幕显示的i-t图线、u-t图线信息,可以估算出。
A.电容器的电容B.电容器储存的电荷量2.(北京东城二模)在“练习使用多用电表”的实验中,某同学进行了如下操作和思考。
(1)利用多用电表测量未知电阻,用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图所示,为了得到比较准确的测量结果,下列选项中合理的步骤为(选填字母代号并按操作顺序排列)。
A.将选择开关旋转到欧姆挡“×1 k”的位置B.将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”(2)该同学想进行如图所示的操作,下列说法正确的是(选填字母代号)。
A.图甲中将选择开关旋转到直流电压挡,选择合适量程可测量小灯泡两端电压B.图乙中将选择开关旋转到直流电流挡,选择合适量程可测量流经小灯泡的电流C.图丙中将选择开关旋转到欧姆挡,选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻D.图丁中将选择开关旋转到欧姆挡,选择合适量程可观察到此时欧姆表示数很小3.(河北衡水二模)某学习小组欲测量某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r(电动势约为4 V,内阻为几欧),他们找到的器材有:电压表V(量程6 V,内阻很大)、定值电阻R0=10 Ω、电阻箱R(0~999.9 Ω)、开关S 一只、导线若干。
(1)请以笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整。
2021届高考物理二轮复习练习：电学实验
2021届高考二轮物理：电学实验含解析专题：电学实验1、某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材．A．被测干电池一节B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻r＝0.3 ΩC．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 ΩD．电压表1：量程0～3 V，内阻未知E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知F．滑动变阻器1：阻值范围为0～10 Ω，允许通过最大电流2 AG．滑动变阻器2：阻值范围为0～100 Ω，允许通过最大电流1 AH．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材，电流表选择________，电压表选择________，滑动变阻器选择________．(填写器材前的字母)(2)实验电路图应选择图________(填“甲”或“乙”)．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.2、要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A．待测电压表V(量程3 V，内阻几千欧)B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)C．定值电阻R(阻值2kΩ，额定电流50 mA)D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)E．多用电表F．开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100倍率，操作方法正确。
若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________ Ω。
(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是________。
其理由是_____________________________________________________________。
2021届高考物理二轮专题复习(考试)专题强化练(十六)电学实验与创新
专题强化练(十六)题组一多用电表原理及使用1．实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器．(1)(多选)如图所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是()A．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示；①若所选挡位为直流10 A挡，则示数为__________A.②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为________Ω.(3)用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约为15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2 kΩ的电阻，在用红黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋至“×100”位置C．把选择开关旋至“×1 k”位置D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(4)(多选)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值R x关系，他们分别画出了如图所示的图象，其中可能正确的是()解析：(1)根据多用电表的构造原理可知，当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A错误；当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D正确．(2)①若所选挡位为直流10 A挡，则示数为4.2 A；②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为19×100 Ω＝1.9×103Ω.(3)用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约为15 Ω 的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2 kΩ的电阻，应该把选择开关旋至“×100”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，然后进行测量．(4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值R x关系，对欧姆表电路，利用闭合电路欧姆定律，I＝ER x＋R＋r，可变换为1I＝1E(R x＋R＋r)，如图所示的图象，其中可能正确的是A、C.答案：(1)CD(2)①4.2②1.9×103(3)BAD(4)AC2．某同学想将一量程为1 mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：(1)他用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻①请在乙图中将实物连线补充完整．②闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0，然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0，若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻R g＝__________Ω.(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3 mA、30mA及倍率为“×1”“×10”的多用电表．若选择电流30 mA量程时，应将选择开关S置于________(选填“a”或“b”或“c”或“d”)，根据题给条件可得电阻R1＝________Ω，R2＝__________Ω.(3)已知电路中两个电源的电动势均为3 V，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40 mA，则所测电阻阻值为__________Ω.解析：(1)①由原理图连线如图：②由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G的内阻R g＝200 Ω.(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b时，表头的并联电阻较小，电流表量程较大，为30 mA，故开关应接b，由电流表的两种量程可知：接c时有：R1＋R2＝200×10－32×10－3Ω＝100 Ω，接b时有：29×10－3R1＝1×10－3×(200＋R2)，联立解得：R1＝10 Ω，R2＝90 Ω.(3)接a时，I max＝30 mA，多用电表的内阻为：R g＝330×10－3Ω＝100Ω，此时流过待测电阻的电流为I＝0.4＋0.4×（90＋200）10＝12 mA，所以总电阻为：R总＝312×10－3Ω＝250 Ω，所测电阻阻值为150 Ω.答案：(1)①图见解析②200(2)b1090(3)1503．(2020·佛山二模)小明手里有一块多用电表A，其功能完好，但刻度值已不清晰．他想通过实验测定该多用表(简称A表，下同)“×10 Ω”挡欧姆调零后的内阻R0和内置电源的电动势E.他找来了另一个多用电表B(简称B表，下同)、一个电阻箱、一个开关和若干导线作为实验的器材．实验的操作如下：(1)小明将A表调到“×10 Ω”挡，将B表调到“mA”挡，准备如图甲将所有的器材串联起来作为实验电路．请你在图中连好剩余的导线．(2)先使用B表的电流挡测量A表“×10 Ω”挡的满偏电流．将电阻箱阻值调为0，将A表调到欧姆挡“×10 Ω”挡位置．几次试测后，确定B表应使用“10 mA”挡，调节A表的欧姆调零旋钮直至A表满偏，此时B表的读数如图乙所示，记录下B表读数为__________mA.(3)断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表__________短接进行欧姆调零，然后重新连入原来电路．(4)调节电阻箱，闭合开关，当B表读数为6.0 mA时，读出电阻箱阻值为R1；继续调节电阻箱阻值，当B表读数为4.0 mA时，读出电阻箱阻值为R2.(5)断开电路，整理器材．根据以上测量数据，可算出A表“×10 Ω”挡内置电源的电动势E＝________V，A表“×10 Ω”挡欧姆调零后的内阻R0＝________Ω，B表量程“10 mA”挡的内电阻R B＝________Ω.(以上3空的结果用R1、R2表示)解析：(1)电路连线如图；(2)因为B表应使用“10 mA”挡，则B表读数为8.0 mA.(3)断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表红黑表笔短接进行欧姆调零，然后重新连入原来电路．(5)设电表A欧姆×10挡的内阻为R0，则有I 0＝E R 0＝8 mA ， 设电表B 量程为10 mA 挡的内阻为R B ，则E R 0＋R B ＋R 1＝6 mA ， E R 0＋R B ＋R 2＝4 mA ， 解得E ＝3（R 2－R 1）250(V)， R 0＝3（R 2－R 1）2(Ω)， R B ＝R 2－3R 12(Ω)． 答案：(1)图见解析 (2)8.0 (3)红黑表笔(5)3（R 2－R 1）250 3（R 2－R 1）2 R 2－3R 12题组二 测电阻为核心的实验4．现测定长金属丝的电阻率．(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm.(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号．电源E (电动势10 V ，内阻约为10 Ω)电流表A 1(量程0～250 mA ，内阻R 1＝5 Ω)电流表A 2(量程0～300 mA ，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式R x＝__________．从设计原理看，其测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．解析：(1)根据螺旋测微器的读数法则可知读数为0.01×20 mm＝0.200 mm.(3)因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则电路图如图由电路图可知流过的电流为I2－I1，电阻两端的电压为I1R1，因此电阻R x＝I1R1 I2－I1该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等．答案：(1)0.200(0.196～0.204均可)(2)图见解析(3)I1R1I2－I1相等5．(2019·江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．图1(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图2中R x为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置．图2图3(4)为测量R x，利用图2所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1-I1关系图象如图4所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA20.040.060.080.0100.022图4(5)由此，可求得电阻丝的R x＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．解析：(1)旋转微调旋钮C.(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值．(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如图甲所示．(4)将所给的5组数据标注在U-I图象中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上．(5)由题意知：U1I1＝R x＋R A＋R0，由U1-I1图线的斜率可得U1I1＝49.0 Ω.U2I2＝R A＋R0，由作出的U2-I2图线的斜率可得U2I2＝25.5 Ω.故R x＝(49.0－25.5)Ω＝23.5 Ω.答案：(1)C(2)不同(3)见图甲(4)见图乙(5)23.5(23.0～24.0都算对)图甲图乙6．(2018·浙江卷)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻R x，小明设计了如图所示的电路．(1)实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接________(选填“a点”或“b点”)，按此连接测量，测量结果____________(选填“小于”“等于”或“大于”)R x的真实值．(2)根据实验测得的6组数据，在图2中描点，作出了2条图线．你认为正确的是________(选填“①”或“②”)，并由图线求出电阻R x＝________Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本不变，说明电压表分流较小，可以忽略，故采用电流表外接法，即c 接a 点；电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为电阻和电压表电流表之和，即电流测量值偏大，根据R ＝U I可得电阻测量值偏小．(2)因为电压表测量的是被测电阻两端电压，所以当其两端电压为零时，电流也为零，故图线②正确；图象的斜率表示电阻，故R x ＝3.000.40Ω＝7.5 Ω.答案：(1)a 点 小于 (2)② 7.5(7.3～7.7均正确)题组三 测电源电动势与内阻为核心7．某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为3 V 的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下．A ．电压表V 1(0～3 V ，R V1＝10 kΩ)B ．电压表V 2(0～15 V ，R V2＝50 kΩ)C ．电流表A 1(0～3 mA ，R A ＝100 Ω)D ．电流表A 2(0～3 A ，内阻约为0.5 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～10 Ω)F ．滑动变阻器R 2(0～1 000 Ω)G ．定值电阻R 3＝0.5 ΩH ．定值电阻R 4＝10 ΩI ．开关S 以及导线若干回答下列问题：(1)在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选________(填器材前的序号)，为了操作方便，滑动变阻器应选________(填器材前的序号)，通过分析可知电流表A 1的量程太小、电流表A 2的量程太大，该小组的同学想将电流表A 1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A 1与定值电阻________(填器材前的序号)________(填“串”或“并”)联，改装后的电流表的量程应为________A.(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图甲所示的虚线框内．(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表A 1的示数为横坐标、电压表的示数为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的UI 图象如图乙所示，则该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留两位小数)解析：(1)电源的电动势约为3 V ，电压表应选A ，为方便实验操作，滑动变阻器应选E ，它的阻值范围是0～10 Ω，电路中最小电流约为0.3 A ，为了扩大电流表A 1的量程，应与A 1并联一个小电阻R 3，改装电流表的满偏电流I ＝I A ＋I A R A R 3＝3×10－3 A ＋3×10－3×1000.5A ＝0.603 A.(2)电路图如图所示：(3)分析可知，改装后电流表的量程是电流表A1量程的201倍，图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，由题图乙读出电源的电动势为E＝2.96 V，图线斜率的绝对值表示电源内阻r，故r＝2.96－2.12201×2.5×10－3Ω＝1.67 Ω.答案：(1)A E G并0～0.603(2)见解析图(3)2.96 1.678．某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S 闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．(2)排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.解析：(1)用多用电表的电压挡测U ab≠0，说明两表笔与电源两极间为通路，问题出在a、b′之间的含有电键的电路部分；若U aa′≠0，说明aa′导线断路，若U aa′＝0，说明导线bb′断开．(2)由于I2≫I1，故可将I2视为干路电流，则有I1(R1＋r1)＝E－I2(r＋R0)则I1＝ER1＋r1－r＋R0R1＋r1·I2，故从图线的截距和斜率可求得E＝1.4 V，r＝0.5 Ω.答案：(1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可) 题组四综合练9．光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示．(1)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件．利用直流电源给电磁铁供电，利用220 V交流电源给路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．(2)用多用电表“×100”Ω挡，测量图中电磁铁线圈电阻时，指针偏转角度太大，为了更准确的测量其阻值，接下来应选用________Ω挡(选填“×1 k”或“×10”)，进行欧姆调零后，重新测量其示数如图丙所示，则线圈的电阻为________Ω.(3)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750 Ω，1 A)要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选________择(选填“R1”“R2”或“R3”)．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地____________(选填“增大”或“减小”)滑动电阻器的电阻．解析：(1)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住，动触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以动触点与A接通．所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间．电路图如图：(2)欧姆表指针偏转角度太大，说明电阻太小，应换作小倍率的“×10”Ω挡；读数是先读出表盘的刻度，然后乘以倍率，表盘的刻度是14，倍率是“×10 Ω”，所以电阻值是14×10 Ω＝140 Ω.(3)天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2 kΩ，电路中的电流是2 mA，R滑＝EI－R光－R＝62×10－3Ω－2000 Ω－140 Ω＝860 Ω，所以要选择滑动变阻器R3，由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小滑动变阻器的电阻．答案：(1)如图所示(2)×10140(3)R3减小10．(2020·玉溪调研)如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下：①按电路图接好实验电路；②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U0＝6.2 V和微安表读数I0＝490 μA；③断开电键S并同时开始计时，每隔5 s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；④根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“×”表示)．请回答下列问题．(1)根据图示中的描点作出图线．(2)图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义是______．(3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0所带的电量Q0＝________，并计算电容器的电容C＝__________．(这两空均保留两位小数)解析：(1)根据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，作出图象，图象如图所示．(2)由ΔQ＝I·Δt知，电荷量为It图象与坐标轴所包围的面积的物理意义为电容器在开始放电时所带的电荷量，即电容器两端电压为U0时所带的电量Q.(3)由图示图象可知，“面积”格数约32～33格．电容器电容为U0时，电荷量Q0＝8.00×10－3C(8.00×10－3C～8.25×10－3C均正确)，电容器的电容C＝QU＝1.30×10－3 F(1.30×10－3～1.33×10－3 F均正确)．答案：(1)如图所示(2)电容器两端电压为U0时所带的电量Q.(3)8.00×10－3C(8.00×10－3～8.25×10－3C均正确) 1.30×10－3 F(1.30×10－3～1.33×10－3 F均正确)莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
2021届高考物理二轮训练：力学和电学实验
2021届高考物理二轮训练：力学和电学实验含答案1、由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究．而今天，即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律，如图是某次实验中获得的质量为m的小球下落时的频闪照片，频闪间隔是130s．根据此照片可知(结果保留三位有效数字)：(1)小球在4.90 cm位置处的速度大小为________m/s；(2)小球下落的加速度大小为________m/s2.A．小灯泡(标称值为“2.5 V,1.25 W”) B．电流表(量程0.6 A，内阻约1 Ω) C．电流表(量程3 A，内阻约0.2 Ω) D．电压表(量程1.5 V，内阻3 KΩ) E．滑动变阻器(0～10 Ω) F．滑动变阻器(0～200 Ω)G．定值电阻(阻值为100 Ω) H．定值电阻(阻值为3 KΩ)I．电源(电动势3 V，内阻很小) J．开关，导线若干备选电路图如下(各电路图中R为滑动变阻器，R0为定值电阻)：为了实现实验测量目标，并使测量结果尽量准确，回答以下问题(填写器材前的字母序号或电路图下的字母序号)：(1)电路图应选择________．(2)电流表应选择________．(3)滑动变阻器应选择________．(4)定值电阻应选择________．(5)如图所示，是此次实验所得出的小灯泡的伏安特性曲线，若把该小灯泡与一个电动势为3 V，内阻为0.8 Ω的电源直接相连接，构成闭合回路，小灯泡________(能、不能)正常发光，理由是灯泡两端电压______2.5 V(填“大于”、“等于”或“小于”)．3、为了测定滑块M与长木板间的动摩擦因数，某同学将长木板的一端通过转轴固定在水平面上，另一端用垫块垫起形成一个倾角θ，在长木板的另一端固定一个定滑轮，在垫块上安装一个光电门，在重物m上固定一个窄挡光条，通过一条轻质细线将重物和滑块连接起来并绕过定滑轮，如图所示．现让重物从某标记位置处由静止释放，它牵引滑块运动，若测得标记处与光电门间的距离为h，宽度为d的挡光条通过光电门的时间为t，且M＝m，则滑块与长木板间的动摩擦因数为μ＝1－sinθcosθ－d2ght2cosθ.实验过程中h越大，实验测量结果(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)；在保持h不变的情况下，调节垫块使倾角θ越大，则实验测量结果(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)．4、某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜面间的动摩擦因数．PQ为一块倾斜放置的木板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)．每次实验时将一物体(其上固定有宽度为d的遮光条)从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.500 m不变．(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同)(1)用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如图乙所示，则d＝cm；(2)该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度v，并作出了如图丙所示的v2-h图象，其图象与横轴的交点为0.25.由此可知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝；(3)若更换动摩擦因数更小的斜面，重复上述实验得到v2-h图象，其图象的斜率将(填“增大”“减小”或“不变”)．5、某同学要测量一个新材料圆柱体的电阻率，进行了如下操作：(1)用游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示，可知其长度为________mm。
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专题分层突破练18电学实验1.(2020北京高三一模)同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,如图甲所示。
电路中用到的器材均完好无损。
(1)检查电路时,他们发现在开关闭合前电压表示数不为零,这是由于导线(填写表示导线的字母)连接错误造成的。
改正错误连接后再次闭合开关,他们发现电压表有示数,但改变电阻箱连入电路的阻值时,电压表示数保持不变,原因可能是(写出一条即可)。
(2)排除故障后,他顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的1−1图线,其中U为电压表示数,R为电阻箱连入电路的阻值。
由图知:电池组的电动势E=,内阻r=。
2.(2020浙江高三月考)小明与小红想确定图中滑动变阻器(铭牌丢失)的金属丝的材料,于是进行了如下实验:(1)先用游标卡尺测量了陶瓷桶上未绕金属丝部分的直径d=21.00 mm;后用游标卡尺测量了陶瓷桶上绕有金属丝(金属丝直接紧密地绕在陶瓷桶上)部分的直径D=22.20 mm;再用刻度尺测得滑动变阻器滑线部分的长度L=10.50 cm。
(假设上述测量值均看作多次测量的平均值)(2)小明用欧姆表测得该滑动变阻器全部金属丝的电阻为25 Ω;小红则向实验室借来以下器材测量该金属丝的电阻:A.直流电源3 V(内阻不计)B.直流电流表0~100 mA(内阻约为5 Ω)C.直流电流表0~600 mA(内阻约为1 Ω)D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ)E.滑动变阻器0~10 Ω(允许的最大电流为2 A)F.导线和开关则实验中电流表应选用(填字母)。
(3)请帮小红设计一个最佳实验电路,并将电路图画在下面方框中(待测滑动变阻器就用普通电阻符号表示)。
(4)若该滑动变阻器全部金属丝的电阻用R表示,则金属丝电阻率的表达式ρ=(用本题中字母表示);小红通过正确的操作后测得R=25.4 Ω,请对照表格中几种导体材料的电阻率(20 ℃时)判断该金属丝的材料最有可能为(填字母)。
材料材料ρ/(Ω·m)ρ/(Ω·m)A.铝B.铜C.含铜合金D.镍铬合金3.(2020山东滨州高三二模)某特种玻璃厂生产的调光玻璃是一款将液晶膜复合进两层玻璃中间,经高温高压胶合后一体成型的夹层结构的新型特种光电玻璃产品。
使用者改变其电压可控制玻璃的透明度。
为了使玻璃的透明度随光照强度变化而变化,可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。
某光敏电阻在不同照度下的阻值如图所示:(1)由图像可以看出,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而(选填“增大”或“减小”);(2)为了当照度上升时,调光玻璃(可视为阻值极大的电阻)两端所加电压变大,请同学根据图中提供的器材,设计并补全下面电路。
为了便于调节,滑动变阻器采用分压式接法;(3)若光敏电阻与定值电阻串联总电压3 V,照度上升至1.0 Lx,要求玻璃两端电压上升至2 V,则定值电阻阻值应为kΩ。
4.(2020山西高三二模)将一个量程在1.5~2.5 mA(标有清晰的刻度但没有标示数)、内阻在150~250 Ω的电流表G改装成一个量程为0~30 V的电压表。
为了正确改装,采用如图甲所示的电路来测量电流表G的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:A.电源(电动势约6 V、内电阻小于1 Ω)B.标准电流表A(量程为0~10 mA,内电阻约为500 Ω)C.电阻箱(阻值范围0~9.9 Ω)D.电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)E.滑动变阻器(阻值范围0~1 kΩ)F.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω)G.开关S和导线若干(1)该实验中电阻箱应选,滑动变阻器应选(填题中仪器前面的字母序号);(2)该同学的实验操作过程为:①将滑动变阻器的滑片P移至最右端,将电阻箱的阻值调至最大;②闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度,记录标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;③再次向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到满刻度,记录第二组标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;④重复步骤3~5次;⑤该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值R数据,画出I-1图像如图R乙所示。
根据图线可以求得电流表G的量程为 A;内电阻为Ω。
(3)将电流表G与一个阻值为Ω的电阻串联就可以组成量程为0~30 V的电压表。
5.(2020辽宁高三一模)某学习小组同学利用图甲所示的实验电路测量平行板电容器的电容。
(1)图甲中电流表A1量程为300 μA,无法满足实验需要,需并联一电阻箱R1使其量程扩大为600 μA。
由于电流表A1内阻未知,无法确定电阻箱R1的阻值,该小组同学设计了图乙所示的电路,已知电流表A2与A1量程相同。
实验操作步骤如下:①按照图乙连接电路,电阻箱R1和滑动变阻器R2的阻值调到最大;②断开开关S1,闭合开关S2。
调节R2,使电流表A1和A2读数均为200 μA;③闭合开关S1,调节R1和R2,保证电流表A2读数不变,则当电流表A1读数是μA时,电流表A1与R1并联即可做量程为600 μA的电流表使用。
(2)完成电流表的改装后,继续测量平行板电容器的电容,具体实验操作步骤如下:①按图甲接好实验电路,请在图丙中将缺失的导线用笔画线补充完整;②先将图丙中开关S4闭合,再将单刀双掷开关S3接“a”,记下此时电压表读数6.2 V;③调节图丙中滑动变阻器的滑片P至阻值最大,将单刀双掷开关S3接“b”同时开始计时,每5 s或10 s 读一次电流表A1的示数i,记录数据;④以电流表A1的示数i为纵轴、时间t为横轴,在坐标纸上绘制点,请用平滑曲线在图丁中画出i-t图线;⑤根据实验结果和图像信息,估算电容器的电容C= F。
(结果保留2位有效数字)6.在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中,操作步骤如下:①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;②闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;④将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。
(1)以上操作的合理顺序是 (只填步骤前数字序号);(2)如图所示,在实验中,两线圈的匝数n 1=1 600,n 2=400,当将n 1做原线圈时,U 1=16 V,副线圈两端电压U 2=4 V;原线圈与副线圈对调后,当U 1'=8 V 时,U 2'=32 V,那么可初步确定,变压器两个线圈的电压U 1、U 2与线圈匝数n 1、n 2的关系是 。
参考答案专题分层突破练18 电学实验1.答案 (1)c 导线a 或导线d 与其他元件连接时接触不好导致断路(2)1a 1 a 2-a1a 1b 1解析 (1)由于电压表与电源直接相连,造成了闭合开关前电压表的示数不为0,故是导线c 接在了开关与电源的正极之间,应该接在开关与电阻箱之间;若闭合开关后发现电压表有示数,但改变电阻箱连入电路的阻值时,电压表示数保持不变,说明电压表测量的一直是电源电压,也就说明与电压表并联的那部分出现了断路,即导线a 或导线d 与其他元件连接时接触不好导致断路;(2)根据闭合电路的欧姆定律E=U+U R r ,即1U =r E ·1R +1E则由图像可知1U −1R 图像的斜率k=r E =a 2-a 1b 1,1E =a 1,解得E=1a 1,r=a 2-a1a 1b 1。
2.答案 (2)B(3)(4)R(D-d)332DL 或R(D-d)332dL或R(D-d)316(D+d)LC解析 (2)电路中能达到的最大电流为I=ER x=325A=0.12 A=120 mA,则直流电流表选择B;(3)因电压表的内阻远大于待测电阻阻值,可知选用电流表外接电路;滑动变阻器电阻小于待测电阻的阻值,则采用分压电路,则电路图如图;(4)待测金属丝横截面的半径r=D-d4金属丝横截面积S=π(D-d)2 16每匝金属丝的长度为πD或者πd、或者πD+d 2则线圈匝数n=L2r=2LD-d金属丝的总长度为2πDLD-d或者2πdLD-d或者πL(D+d)D-d根据R=ρLS可得ρ=RSL=R(D-d)332DL或者ρ=R(D-d)332dL或者ρ=R(D-d)316(D+d)L将R=25.4 Ω,D=22.20 mm,d=21.00 mm,L=10.50 cm代入解得ρ≈6.2×10-7Ω·m由表中数据可知,可能是含铜合金,故选C。
3.答案 (1)减小(2)(3)4.0解析 (1)由图像可以看出,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小;(2)当照度上升时,光敏电阻的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大;根据串联分压可知光敏电阻两端的电压变小,而调光玻璃(可视为阻值极大的电阻)两端所加电压变大,所以调光玻璃与定值电阻并联;题中要求滑动变阻器采用分压式接法,所以电路图如图所示(3)由图像可以看出,照度上升至1.0 Lx时,光敏电阻的阻值为2.0 kΩ,根据串联分压可知光敏电阻两端的电压为1 V,所以定值电阻阻值应为4.0 kΩ。
4.答案 (1)D E(2)⑤2×10-3200(3)14 800解析 (1)因为待测电流表G的估计值为150~250 Ω之间,电源电动势E=6 V,标准电流表A的量程为0~10 mA,内电阻约为500 Ω,故电阻箱应选择D,以获得较大的测量范围,为了保证电表的安全,应限制干路的电流,应选择阻值范围较大的滑动变阻器,故滑动变阻器应选E。
(2)设电流表G的满偏电流为I g,内电阻为R g,根据支路电流之和等于干路电流可得I=I g+I g R g R根据图乙可知I g R g=(10-2)×10-32×10-2V=0.4 V截距I g=2×10-3 A联立可得R g=200 Ω(3)设改装量程为0~30 V的电压表,需要串联的电阻为R',根据欧姆定律可得U max=I g(R g+R')即30=2×10-3×(200+R')解得R'=14 800 Ω5.答案 (1)③100(2)①④⑤1.4×10-3(1.1×10-3~1.5×10-3均可)解析 (1)③把电流表A 1量程为300 μA,需要并联一电阻箱R 1使其量程扩大为600 μA 。
并联的电阻箱的阻值要与电流表A 1内阻相等,电流表A 2读数是200 μA,当电流表A 1读数是100 μA 时,通过电流表A 1和变阻箱的电流相同,两者电阻相等,电流表A 1与R 1并联即可做量程为600 μA 的电流表使用;(2)①根据电路原理图,实物连线如图所示;④以电流表A 1的示数i 为纵轴、时间t 为横轴,在坐标纸上绘制点,请用平滑曲线在图丁中画出i -t 图线如图所示;⑤由分流作用可知,由电流定义式有2i=q t =CU t 整理得C=2it Ui -t 图像与坐标轴所围的面积,即为it 的积则C=2it U =2×34×25×5×10-66.2F≈1.4×10-3 F(1.1×10-3~1.5×10-3均可)6.答案 (1)①③②④(2)U1U2=n1n2解析 (1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤,顺序为①③②④。