2021高考物理二轮复习专题6物理实验第2讲电学实验及创新作业含解析202102232118.doc

第2讲电学实验及创新

A组基础能力练

1．(2020·天津卷)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确．

电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)

电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)

滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)

待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)

开关、导线若干

(1)该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是_5__.

(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的_a__端(填“a”或者“b”)

(3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显．为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图像，如图所示．根据图像可知，电池组的电动势为_2.9__V，内阻为_0.80__Ω.(结果均保留两位有效数字)

【解析】(1)因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；(2)开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；(3)由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E＝2.9 V；图线与横轴的交点为短路电流I＝0.50 A，故可得等

效内阻为r ＝E I ＝2.90.5 Ω＝5.80 Ω；又因为在开关和电池负极之间接有5 Ω的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为r ′＝5.80 Ω－5 Ω＝0.80 Ω.

2．(2020·湖南怀化模拟)某一小型电风扇额定电压为 5.0 V ，额定功率为 2.5 W ．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A ．电源E (电动势为6.0 V)

B ．电压表V(量程为0～6 V ，内阻约为8 kΩ)

C ．电流表A 1(量程为0～0.6 A ，内阻约为0.2 Ω)

D ．电流表A 2(量程3 A ，内阻约0.05 Ω)；

E ．滑动变阻器R 1(最大阻值5 kΩ，额定电流100 mA)

F ．滑动变阻器R 2(最大阻值25 Ω，额定电流1 A)

(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_C__滑动变阻器应选用_F__(填所选仪器前的字母序号)．

(2)请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在图甲中的虚线框内(小电风扇的电路符号如图甲所示)_见解析图__．

(3)操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5 V 时电风扇没启动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_2.5__Ω，正常工作时的发热功率为_0.625__W ，机械功率为_1.875__W.

【解析】 (1)电风扇的额定电流I ＝P U ＝2.55.0

A ＝0.5 A ，从读数误差的角度考虑，电流表选择C ，电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为25 Ω的误差较小，即选择F .(2)

因为电压、电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻为R ＝U 2P ＝52

2.5 Ω＝10 Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如图所示．(3)电

压表读数小于0.5 V 时电风扇没启动．根据欧姆定律得：R ＝U I ＝0.50.2

Ω＝2.5 Ω，正常工作时电压为5 V ，根据图像知电流为0.5 A ，则电风扇发热功率为：P ＝I 2R ＝0.52

×2.5 W＝0.625 W ，则机械功率P ′＝UI －I 2R ＝2.5 W －0.625 W ＝1.875 W.

3．(2020·广西岑溪市期中)某同学欲测量量程为300 μA 的微安表头G 的内阻．可供选择的实验器材有：

A ．微安表头G(量程300 μA，内阻约为几百欧姆)

B ．滑动变阻器R 1(0～10 kΩ)

C ．滑动变阻器R 2(0～50 kΩ)

D ．电阻箱(0～9 999.9 Ω)

E ．电源E (电动势约为9 V)

F ．开关、导线若干

该同学先采用如图所示的电路测量G 的内阻，实验步骤如下：

①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置；

②断开S 2，闭合S 1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G 满偏；

③闭合S 2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G 的示数为200 μA，记下此时电阻箱的阻值．

回答下列问题：

(1)实验中滑动变阻器应选用_R 2__(填“R 1”或“R 2”)．

(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R ，则G 的内阻R g ＝ 12

R . 【解析】 (1)闭合S 2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S 2时电路总电阻变小，电路电流增大，而电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S 2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，滑动变阻器应选择阻值较大的R 2；(2)闭合开关S 2

时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的23，则流过电阻箱的电流为满偏电流的13

，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则R g ＝12

R . 4．(2020·江西联考)小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力．他设计了如图甲所示的实验装置，其中MN 是一条长20 cm 、电阻为20 Ω的均匀电阻丝．电阻不计的金属弹簧下端与

滑动接触头P 相连，上端连有接线柱．将电阻丝固定在竖直位置，当弹簧被拉长时，P 可沿MN 自由的滑动．直流电源的电动势为4.5 V ，内阻可忽略．将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P 刚好触及电阻丝的端点M ，此时让接入的电压表读数为零．

甲

乙

(1)为达到实验目的，请你帮他完成实物连线图(导线要接在接线柱上)；

(2)当P 触及端点N 时，电压表的读数为_1.50(1.5也对)__V ；

(3)已知该弹簧的伸长量x 与拉力F 关系图线如图乙所示，则弹簧拉力F 与电压表读数U

的关系式为 F ＝803

U . 【解析】 (1)直流电源的电动势为4.5 V ，所以电压表选3 V 挡，电路如图所示：

(2)当P 触及端点N 时，电压表测MN 两端的电压，电压表的读数为：

UR 1＝IR 1＝E R 1＋R 2R 1＝ 4.520＋40

×20 V＝1.50 V. (3)由图可知：F ＝200x ，电压为：

U ＝E R 1＋R 2R 1＝ 4.520＋40×20×x 0.20

V ，