2020高考物理二轮复习 专题六 物理实验 6.14 电学实验

电学实验

1.2015·新课标全国卷Ⅱ电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：

待测电压表V (量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，

(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．

(2)根据设计的电路，写出实验步骤：________________________________.

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R V′，与电压表内阻的真实值R V相比，R V′________R V(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是________________________________．

解析：(1)由半偏法原理知电压表应串联在电路中，又因电压表量程小于电源电动势，且电压表内阻比滑动变阻器最大阻值大得多，故滑动变阻器应采用分压接法．答案：(1)实验电路图如下图所示

(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻

(3)> 断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V>R V(其他合理说法也可) 2．在“测定金属的电阻率”的实验中，测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示，则金属丝长度的测量值为l＝________ cm，金属丝直径的测量值为d＝________ mm.

甲

乙

解析：由于刻度尺的最小分度为1 mm，读数应估读到0.1 mm.

答案：36.52(36.50～36.54均可) 0.797(0.796～0.799均可)

3．为了测定电流表A1的内阻，某同学采用如图甲所示的实验电路．其中：

A1是待测电流表，量程为30 mA，内阻约为100 Ω；A2是标准电流表，量程是20 mA；R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9 Ω；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为6 V，内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

(1)①实验中滑动变阻器采用了________接法(填“分压”或“限流”)．

②根据电路的实物图，在虚线框中画出实验电路图．

(2)请将该同学的操作补充完整：

①连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调节滑动变阻器R2，使电流表A2的示数是15 mA.

乙

②将开关S2扳到接点b处，____________________，使电流表A2的示数仍是15 mA.

③若此时电阻箱各旋钮的位置如图乙所示，则待测电流表A1的电阻R g＝________ Ω.

(3)上述实验中，无论怎样调节滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3的阻值应选用________．

A．30 Ω B．300 Ω

C．3 kΩ D．30 kΩ

解析：(2)①闭合开关之前，应使滑动变阻器连入电路的阻值最大，滑片移到最左端．②本实验使用替代法测量电流表的内阻，因此开关S2接a和接b时电流表A2的读数应该相同，

开关S2接b时，需保持滑动变阻器R2的滑片不动，调节电阻箱R1.③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻，读数为86.3 Ω.(3)当滑动变阻器R2的阻值为零时，电路中的电流

不能超过两个电流表的量程，由于6 V

20 mA

＝300 Ω，且电流表A1有内阻，R3的阻值可选B.

答案：(1)①限流②如图所示

(2)①左端②保持滑动变阻器R2的滑片不动，调节电阻箱R1③86.3 (3)B

4．在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路．

(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连线．

(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到________(填“a”或“b”)端．

甲

乙

丙

(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，滑动滑片P，记录下几组电压表和电流表的示数；重置滑动变阻器，S2改接图甲中的2位置，滑动滑片P，再记录几组电压表和电流表的示数．在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时，电压表示数U和电流表示数I的图象，如图丙所示．两图线均为直线，与纵轴的截距分别为U A、U B，与横轴的截距分别为I A、

I B.

①S2接1位置时，作出的U－I图线是图丙中的________(填“A”或“B”)线；

②S2接2位置时，干电池电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值．(填“大于”“小于”或“等于”)

解析：(2)为保护电表，闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大，即滑片P调到a端．(3)S2接1位置时，由于电压表的分流，使得电流的测量值偏小，而短路电流(U＝0时的电流，即图线与横轴的截距)不变，故电动势和内阻的测量值都偏小；S2接2位置时，可将电流表内阻等效到电源内阻中，即外电压和干路电流的测量值是准确的，电源电动势的测量值等于电动势的真实值，但电源内阻的测量值等于电源内阻的真实值与电流表内阻的和．答案：(1)如图所示(2)a(3)B等于大于

5.2015·四川理综用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1(量程0～30 mA)；

电流表A2(量程0～100 mA)；

电压表V(量程0～6 V)；

滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)；

滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)；

开关S一个，导线若干条．

某同学的实验过程如下：

Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．

甲