高中物理训练专题【电学实验与创新】

限时规范训练(十五)电学实验与创新

建议用时45分钟，实际用时________

1．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．

解析：(1)将选择开关拨到欧姆挡前，先要进行机械调零．方法是调节机械定位螺丝，使电表指针指在电流等于零的刻线位置．

(2)用多用电表测20 Ω的电阻时，要把选择开关旋转到“Ω”挡“×1”的位置．

(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．调节欧姆调零旋钮，使指针指在“Ω”挡的零刻线上．

(4)由乙图读出该电阻的阻值为19.0 Ω.

答案：(1)定位螺丝电流(2)×1(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19.0

2．(2020·湖南五校联考)如图甲所示是一种测量电容器电容的实验电路图，实验是通过对

高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压为U 时所带电荷量Q ，从而求出待测电容器的电容C .某同学在一次实验时的情况如下：

A ．按图甲所示的电路图连接好电路；

B ．闭合开关S ，调节电阻箱R 的阻值，使电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I 0＝490 μA ，电压表的示数U 0＝8.0 V ；

C ．断开开关S ，同时开始计时，每隔5 s 测量一次电流i 的值，将测得的数据填入表格，并标在图乙的坐标纸上(时间t 为横坐标，电流i 为纵坐标)，如图乙中小黑点所示．

(1)在图乙中作出i -t 图线；

(2)图乙中图线与坐标轴所围面积的物理意义是________________________；

(3)该电容器的电容为________F(结果保留两位有效数字)；

(4)若某同学实验时把电压表接在F 、D 两端，则电容的测量值比它的真实值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．

解析：(1)用平滑的曲线连接各点，作出的图线如图所示．

(2)由ΔQ ＝I Δt 知，i -t 图线与坐标轴所围的面积表示电荷量，即电容器开始放电时所带电荷量．

(3)算出格子数，可得i -t 图象与坐标轴所围的面积Q ＝8.0×10－3 C ，

则C ＝Q U ＝Q U 0＝8×10－38.0

F ＝1.0×10－3 F. (4)若把电压表接在F 、D 两端，则电容器放电时，有一部分电荷量会从电压表中流过，使得通过电流表的电荷量小于电容器带的电荷量，从而使电容的测量值比它的真实值偏小．

答案：(1)见解析图 (2)电容器所带电荷量

(3)1.0×10－3(4)偏小

3．(2020·湖北四地七校联考)在测定两节干电池的电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表，一个电阻箱，一个定值电阻(R0＝15 Ω)，一个开关S，两节干电池，若干导线，其实验原理图如图甲所示．

(1)在图乙的实物图中，部分电路已正确连接，请用笔画线代替导线将余下部分电路连接好．

(2)改变电阻箱的阻值R，用电压表(量程0～1.5 V)测出定值电阻两端的电压U.下列三组电阻箱阻值R的调节范围方案中，比较合理的方案是________．

A．15～75 Ω

B．150～750 Ω

C．1 500～7 500 Ω

(3)开关S断开，调节电阻箱，读出其阻值R1，开关S闭合，读出电压表的示数U1；如此反复实验，测得多组正确的数据R2和U2，R3和U3，……使用测得的数据，在坐标纸上作

出电压表示数的倒数1

U与电阻箱的阻值R的关系图线如图丙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势E＝________，内阻r＝________.(结果用a、b和R0表示)

丙

(4)用这个方法测得的内阻和真实值相比________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)．

解析：(1)如图所示．

(2)根据欧姆定律，电路中的最大电流约为I max＝1.5 V

R0

＝0.1 A，所以电路中的最小电阻约

为R min＝E

I max ＝3

0.1Ω＝30 Ω，电压表的偏转角度一般大于量程的三分之一，故电路中的最大

电阻约为R max ＝E I min ＝E 13I max ＝90 Ω，所以电阻箱的最大阻值约为(90－15) Ω＝75 Ω，最小阻值等于定值电阻的阻值，所以合理的方案是A.

(3)根据闭合电路欧姆定律有I ＝E R 0＋R ＋r

，I ＝U R 0，得1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0，结合题图丙有1ER 0＝b a ，R 0＋r ER 0＝b ，解得E ＝a bR 0

，r ＝a －R 0. (4)利用欧姆定律求出的电流只是R 0中的电流，由于电压表的分流作用，所以内阻的测量值偏小．

答案：(1)见解析图 (2)A (3)a bR 0

a －R 0 (4)偏小 4．(2020·山东日照上学期期末)电阻温度计是根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的．铂电阻温度计是最精确的温度计，因为铂的化学惰性，成为－272.5 ℃至961.78 ℃范围内的首选材料，其电阻与温度成一次函数关系．某实验小组利用如图甲所示的电路探究铂金属的温度特性．所用器材有：铂金丝R Pt ；电源；电流表；滑动变阻器R 1；电阻箱R 2；单刀开关S 1，单刀双掷开关S 2.

实验步骤如下：

①按电路图甲，连好实物图乙；

②将R Pt 置于冰水混合物中，开关S 2与1接通，闭合S 1，调节R 1的滑片位置，使电流表的读数为I 0；

③保持R 1的滑片位置不变，将R 2置于最大值，开关S 2与2接通，调节R 2，使电流表的读数仍为I 0；

④断开S 2，记下此时R 2的读数100.0 Ω；