高三物理（第02期）好題速遞分項解析匯編 專題20 電學實驗（含解析）

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專題20 電學實驗 一、選擇題 二、非選擇題 1.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三上學期第二次周測】如圖所示電路是測量電流表內阻的實物連接圖，實驗的操作步驟如下： a、將電阻箱R的電阻調到零 b、閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使得電流表示數達到滿偏電流 c、保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節(jié)電阻箱的電阻，使得電流表的示數為 d、讀出電阻箱的電阻可求得電流表的內阻 （1）請在方框中畫出測量電流表內阻的電路圖； （2）電流表的內阻與讀出的電阻箱電阻關系為______。 （3）已知電流表的量程50mA，內阻約為100Ω，可供選擇的滑動變阻器有：A阻值0～10Ω，允許通過最大電流2A；B阻值0～50Ω，允許通過最大電流1.5A?？晒┻x擇的電阻箱R有：C阻值0-99.9Ω，D阻值0-999.9歐姆。為了比較準確地測量出電流表的內阻，應選用的滑動變阻器是_______；應選用的電阻箱R是________。（填儀器前的字母代號） （4）本實驗中電流表的測量值與電流表內阻的真實值相比，有________。 A、 B、 C、 D、可能大于，也可能小于 【答案】（1）見解析 （2） （3）AC （4）A 【解析】 試題分析：（1）電路圖如圖 （4）接入電阻箱后，電流表的支路的電阻增大，因此并聯部分的電阻增大，并聯部分分擔的電壓增大，即： ,所以，即：，故選A。 考點：半偏法測電阻。 【名師點睛】半偏法測電壓表的內阻，應認為電壓表所在的支路電壓不變，當電壓表達到半偏時，所串聯電阻等于待測電壓表內阻．要求滑動變阻器的阻值要?。鴮嶋H情況是因并聯部分電阻變大，會使分壓變大，出現小的誤差。 2.【湖北省孝感高級中學2017屆高三9月調考】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現除了有一個標有“5V，2.5W”的小燈泡、導線和開關外，還有： A．直流電源（電動勢約為5V，內阻可不計） B．直流電流表（量程0?3A，內阻約為0.1Ω） C．直流電流表（量程0?600mA，內阻約為5Ω） D．直流電壓表（量程0?15V，內阻約為15kΩ） E．直流電壓表（量程0?5V，內阻約為10kΩ） F．滑動變阻器（最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為2A） G．滑動變阻器（最大阻值1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A）實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數據． （1）實驗中電流表應選用　 ，電壓表應選用　 ，滑動變阻器應選用　 　（均用序號字母表示）． （2）某同學通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖1所示．現把實驗中使用的小燈泡接到如圖2所示的電路中，其中電源電動勢E=6V，內阻r=1Ω，定值電阻R=9Ω，此時燈泡的實際功率為　 　W．（結果保留兩位有效數字） 圖1 圖2 【答案】① C；E；F； ②0.80W 【解析】 （2）把定值電阻與電源整體看做等效電源，在圖甲所示坐標系內作出電源的U-I圖象如圖所示： 由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓，燈泡電流， 燈泡實際功率； 考點：描繪小電珠的伏安特性曲線 【名師點睛】本題考查了實驗器材的選擇、求燈泡的實際功率，要掌握實驗器材的選擇方法，求燈泡實際功率時要注意圖象法的應用，要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法。 3.【黑龍江省大慶中學2016屆高三上學期期末考試】）用DIS測電源電動勢和內電阻電路如圖（a）所示，R0為定值電阻． （1）調節(jié)電阻箱R，記錄電阻箱的阻值R和相應的電流值I，通過變換坐標，經計算機擬合得到如圖（b）所示圖線，則該圖線選取了 為縱坐標，由圖線可得該電源電動勢為　 V． （2）現有三個標有“2.5V，0.6A”相同規(guī)格的小燈泡，其I﹣U特性曲線如圖（c）所示，將它們與圖（a）中電源按圖（d）所示電路相連，A燈恰好正常發(fā)光，則電源內阻r=　 　Ω，圖（a）中定值電阻R0=　 　Ω （3）若將圖（a）中定值電阻R0換成圖（d）中小燈泡A，調節(jié)電阻箱R的阻值，使電阻箱R消耗的電功率是小燈泡A的兩倍，則此時電阻箱阻值應調到　 　Ω 【答案】（1），4.5； （2）2.5；2； （3）4.80(4.6-4.9均可)； 【解析】 （2）A燈正常發(fā)光的電流為：I=0.6A；則BC兩燈的電流為0.3A，由圖象可知，BC兩燈的電壓為0.5V； 路端電壓為：U=2.5V+0.5V=3V；則內壓為：U內=4.5-3=1.5V；則內阻為： 則定值電阻為：R0=4.5-2.5=2Ω； （3）燈泡與滑動變阻器串聯，故燈泡與電阻中流過的電流相等，而滑動變阻器阻值約為燈泡電阻的兩倍；則滑動變阻器兩端的電壓為燈泡兩端電壓的兩倍，設燈泡兩端電壓為U，則滑動變阻器兩端電壓為2U，則由閉合電路歐姆定律可知：3U+2.5I=4.5,變形得I=1.8-1.2U；在上圖中作出對應的I-U圖象，則與原圖象的交點為符合條件點；由圖可知，I=0.48A，U=1.15V；則電阻箱阻值為：（4.6-4.9均可）； 考點：測電源電動勢和內電阻 【名師點睛】本題考查電源的電動勢和內電阻的測量方法及數據處理；解題的難點在于第三問中的數據處理；要注意圖象法的應用，此題對學生數學知識的應用能力要求較高，應注意訓練. 4.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質量檢查理科綜合】）某同學采用圖（a)所示實驗電路來描繪額定電壓為12V的小燈泡伏安特性曲線。 （1）將圖(b）的實物圖連接完整。 （2）某次實驗時，滑動變阻器的滑片從a向b滑動的過程中，發(fā)現電壓表和電流表原來幾乎沒有示數，直到接近b端時示數急劇增大。經檢查所有電路連線及儀器都完好，則可能原因是： （3）若描繪出的伏安特性曲線如圖（c）所示，則燈泡的額定功率為 W。（保留兩位有效數字） （4）若將兩盞這樣的燈泡與電動勢12V ,內阻4的電源申聯，則燈泡的實際功率為 W。（保留兩位有效數字） 【答案】（1）如圖（2）滑動變阻器阻值遠大于燈泡電阻（3）6.6W（4）2.0W（1.9-2.1W均正確） 【解析】 試題分析：（1）根據原理圖可得出對應的實物圖，由圖可知，電流最大值為0.6A，故電流表量程選擇0.6A；如圖所示； （3）由圖可知，當電壓為12V時，電流為0.55A；故功率為：； （4）將兩盞這樣的燈泡與電源串聯，則燈泡的電流為I，則有：； ；作出對應的伏安特性曲線，二者之間的交點即為燈泡的工作點，則由圖可知，燈泡的電壓為5V，電流為0.4A，則功率為：； 考點：描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗 【名師點睛】描繪小燈泡的伏安特性曲線是高中階段電學實驗考查的重點，是近幾年各地高考題目的出題熱點，本題突出了對于實驗原理、儀器選擇及U-I圖象處理等多方面內容的考查，要重點明確伏安特性曲線的掌握和應用方法． 5.【河南省洛陽市第一高級中學2017屆高三上學期第一次月考】）在做“測量電源的電動勢和內阻”實驗時： （1）某同學連接了實物線路圖1中的部分導線，請幫助他將電壓表正確地連入電路中． （2）檢查電路無誤后，閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片移到最 端（填“左”或“右”）． （3）某實驗小組測得了一系列數據，并在圖2坐標紙上描繪出了該電源的U-I圖線，根據圖線求得電源的電動勢E= V，內電阻r= Ω（保留三位有效數字）． 【答案】（1）如圖所示（2）最右端（3）2．94； 1．68 【解析】 （2）為了讓電流由最小開始調節(jié)，故開始時滑動變阻器應調至最大；故應調至最右端； 考點：量電源的電動勢和內電阻的實驗 【名師點睛】根據實驗原理可確定對應的電路圖，重點明確電壓表的接法以及開關的作用； 根據實驗安全性要求明確滑片的位置；根據閉合電路歐姆定律進行分析，明確圖象截距以及斜率的意義即可正確求解 6.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三上學期第二次周測】）如圖所示電路是測量電流表內阻的實物連接圖，實驗的操作步驟如下： a、將電阻箱R的電阻調到零 b、閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使得電流表示數達到滿偏電流 c、保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節(jié)電阻箱的電阻，使得電流表的示數為 d、讀出電阻箱的電阻可求得電流表的內阻 （1）請在方框中畫出測量電流表內阻的電路圖； （2）電流表的內阻與讀出的電阻箱電阻關系為______。 （3）已知電流表的量程50mA，內阻約為100Ω，可供選擇的滑動變阻器有：A阻值0~10Ω，允許通過最大電流2A；B阻值0~50Ω，允許通過最大電流1.5A。可供選擇的電阻箱R有：C阻值0-99.9Ω，D阻值0-999.9歐姆。為了比較準確地測量出電流表的內阻，應選用的滑動變阻器是_______；應選用的電阻箱R是________。（填儀器前的字母代號） （4）本實驗中電流表的測量值與電流表內阻的真實值相比，有________。 A、 B、 C、 D、可能大于，也可能小于 【答案】（1）如圖所示（2）（3）AC（4）A 【解析】 試題分析：（1）根據實物連接圖，畫出測量電流表的內阻的原理圖如圖： 考點：伏安法測電阻 【名師點睛】測量電阻的方法有多種，關鍵是理解其實驗原理，正確應用串并聯電路的知識進行解答．在應用半偏法測電表內阻實驗中，電源電動勢越大，實驗誤差越小 7.【河北省定州中學2017屆高三上學期周練】為了測定一個“6.3V、1W”的小電珠在額定電壓下較準確的電阻值，可供選擇的器材有： A．電流表（0～3A，內阻約0.04Ω） B．毫安表（0～300mA，內阻約4Ω） C．電壓表（0～10V，內阻10KΩ） D．電壓表（0～3V，內阻10KΩ） E．電源（額定電壓6V，最大允許電流2A） F．電源（額定電壓9V，最大允許電流1A） G．可變電阻（阻值范圍0～10Ω，額定電流1A） H．可變電阻（阻值范圍0～50Ω，額定功率0.5W） I．導線若干根，電鍵一個． （1）為使測量安全和盡可能準確，應選用的器材是 ．（用字母代號填寫） （2）請畫出電路圖．并把圖中所示實物圖用線連接起來． 【答案】（1）BCFGI；（2）電路圖和實物圖如圖所示． 【解析】 （2）由于小電珠電阻較小，滿足，因此電流表應使用外接法，從（1）可知滑動變阻器采用分壓接法，作出電路圖，根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示． 考點：付安法測電阻 【名師點睛】本題考查了實驗器材的選擇，設計實驗電路圖、連接實物電路圖，要掌握實驗器材的選擇原則，確定滑動變阻器與電流表接法是正確設計實驗電路的關鍵，當電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法。 8．【河北省定州中學2017屆高三上學期周練】某物理興趣小組的同學利用實驗探究電池的電動勢和內阻，實驗的主要操作如下： ①先用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，這樣測出的電動勢比真實值___（選填“偏大”或“偏小”）． ②若按圖（甲）所示接好電路進行實驗，記下電阻箱和電壓表對應的一系列讀數R、U ，并將數據記錄在下表中．第2次實驗中，電阻箱的示數如圖（乙）所示，此時電阻箱接入電路的電阻是 Ω； 實驗次數 1 2 3 4 5 6 /(V-1) 0.80 1.07 1.30 1.47 1.80 2.27 /(Ω-1) 0.2 0.8 1.0 1.5 2.0 ③圖（丙）是根據上表中的數據，在坐標紙上畫出的—圖象．若忽略電壓表內阻的影響，當電阻箱、電壓表的示數分別是R、U時，電池電動勢E= （用U、R、r表示）； ④根據圖象可知：電池的電動勢E=________V，內阻r=________Ω ．(結果保留三位有效數字) 【答案】①偏小 ② 2 ③ ④1.55~1.75， 1.26~1.40 【解析】 ③在閉合電路中，電源電動勢：，則電源電動勢的表達式為． ④由，可得：，由圖象可知，截距b=0.6，則電源電動勢：，圖象斜率，，電源內阻r=kE=0.81.67≈1.34Ω 考點：測量電源的電動勢和內阻 【名師點睛】關于測量電源的電動勢和內阻，關鍵掌握其實驗的原理，設法找到的函數關系，然后根據圖線的斜率和截距進行分析。 9.【河北省定州中學2017屆高三上學期第一次月考】實驗室備有以下實驗器材： 一個已校準的電流表A（量程lmA，內阻約幾百歐） 一個標準電壓表V（量程3V） 一個電源E（電動勢約為4 V） 一個電阻箱R1（阻值范圍：0～9999 Ω） 一個滑動變阻器R2（阻值范圍：0～20 Ω） 一個單刀單擲開關S、另有導線若干 （Ⅰ）現要先測出電流表A的內阻，然后將其改裝成量程也為3V的電壓表，最后利用上述標準電壓表對改裝成的電壓表V進行校對，則標準電壓表與改裝的電壓表 。（串聯或并聯） （Ⅱ）若要求只設計一個電路，既可以較精確地測量A表的內阻，又能對改裝后的電壓表進行校對。 ①請在虛線框中畫出你設計的實驗電路圖． ②若在測A表內阻的實驗中，調節(jié)電阻箱R1，使其接入電路中的電阻為R時，讀出A表和V表的示數分別為I和U，則電流表內阻的大小表達式為________。（用I、U和R表示） ③將A表改裝成量程為3V的電壓表后，在進行校對時，發(fā)現改裝后的電壓表的示數總比標準電壓表的示數小，這可能是因為電流表A的內阻測量值比實際值________（填“大”或“小”），應適當調節(jié)電阻箱使其接入的電阻值________（填“增大”或“減小”）。 【答案】（I）并聯（II）①電路圖如圖；② ③??；減小 【解析】 試題分析：（I）利用標準電壓表對改裝成的電壓表V進行校對時，標準電壓表與改裝的電壓表應該并聯；（II）①電路圖如圖； 考點：測量電表的內阻 【名師點睛】本題考查了電路設計、求電流表內阻、實驗誤差分析等問題；知道實驗原理是解題的前提與關鍵，應用串并聯電路特點與歐姆定律可以解題；校準改裝電壓表電壓要從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法。 10.【江蘇省揚州市2015-2016學年度高三第四次模擬測試】實驗室有下列器材： 靈敏電流計G（內阻約為50Ω）；電壓表V（0~3V，內阻約為10kΩ）； 電阻箱R1（0~9999Ω）；滑動變阻器R2（0~100Ω，1.5A）； 舊干電池一節(jié)；導線開關若干． （1）某實驗小組先測靈敏電流計的內阻，電路如圖甲所示，測得電壓表示數為2V，靈敏電流計示數為4mA，電阻箱旋鈕位置如圖乙所示，則靈敏電流計內阻為 Ω． （2）為將靈敏電流計的量程擴大為原來的10倍，該實驗小組將電阻箱與靈敏電流計并聯，則應將電阻箱R1的阻值調為 Ω．調好后連接成如圖丙所示的電路測干電池的電動勢和內阻，調節(jié)滑動變阻器讀出了幾組電壓表和電流計的示數如下表，請在圖丁所示的坐標系中作出合適的IG－U圖線． IG／mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 U／V 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 （3）由作出的IG－U圖線求得干電池的電動勢E= V，內阻r = Ω． 【答案】（1）45（2）5；如右圖所示（3）1.4 ； 15.5 【解析】 （3）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點坐標值為1.4，電源電動勢，電流表內阻，，圖象斜率：，電源內阻：． 考點：測定電源電動勢和內阻實驗 【名師點睛】本題考查了求電流表內阻、電流表改裝、作圖象、求電源電動勢與內阻；電阻箱各旋鈕示數與對應倍率的乘積之和是電阻箱示數，分析清楚電路結構、應用串聯電路特點可以求出電流計內阻；電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源電動勢，圖象斜率的絕對值是電源內阻． 11.【河北省滄州市第一中學2017屆高三上學期第一次月考】回答下列問題：（1）如圖所示，螺旋測微器的讀數為 mm；游標卡尺的讀數為 mm． （2）電壓表接0-3V量程，電壓表讀數為 V; （3）電流表接0-0．6A量程，電流表讀數為 A; 【答案】（1）6．124mm（0．02mm）；50．90mm（2）2．15V （3）0．16A 【解析】 考點：游標卡尺及螺旋測微器的讀數 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀。 12.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質量檢查】利用圖示電路可以較為準確地測量電源的電動勢。圖中a為標準電源，其電動勢為Es，b為待測電源；E為工作電源，R為滑動變阻器，G為零刻度在中央的靈敏電流計，AB為一根粗細均勻的電阻絲，滑動片C可在電阻絲上移動，AC之間的長度可用刻度尺量出。 實驗步驟如下： (1)按圖連接好電路； (2)調整滑動變阻器的滑片至合適位置，閉合開關S1； (3)將S2接1，調節(jié)滑動片C使電流計示數為零，記下______； (4)將S2接2，重新調整C位置，使 ________，并記下________； (5)斷開S1、S2，計算待測電源的電動勢的表達式為Ex=_______. 【答案】（3）AC間的長度L1 ；（4） 電流計示數為零；AC間的長度L2 （5） 【解析】 考點：測量電源的電動勢 【名師點睛】近幾年的物理實驗的考查已不再局限于基本問題的考查，而是更多的進行一些設計性實驗的考查，在解決問題時應注意理解實驗中的原理，再結合學過的實驗內容進行分析解答，本題關鍵明確實驗原理，知道并聯分壓電路，用ES去抵消AC上分得的電壓，使得電流表指針指為零． 13.【江蘇省溧水高級中學2017屆高三暑期考試物理試題】（10分）小張和小明測繪標有“3.8 V 0.4 A”小燈泡的伏安特性曲線，提供的實驗器材有： A．電源E（4 V，內阻約0.4 Ω） B．電壓表V（2 V，內阻為2 kΩ） C．電流表A（0.6 A，內阻約0.3 Ω） D．滑動變阻器R（0～10Ω) E．三個定值電阻（R1 =1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ） F．開關及導線若干 （1）小明研究后發(fā)現，電壓表的量程不能滿足實驗要求，為了完成測量，他將電壓表進行了改裝．在給定的定值電阻中選用 ▲ （選填“R1”、“R2”或“R3”）與電壓表 ▲ （選填 “串聯”或“并聯”），完成改裝． 第10題圖 2 3 4 5 6 7 8 1 V A a b P （2）小張選好器材后，按照該實驗要求連接電路，如圖所示（圖中電壓表已經過改裝）．閉合開關前，小明發(fā)現電路中存在兩處不恰當的地方，分別是：① ▲ ；② ▲ ． （3）正確連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表和電流表的示數改變，但均不能變?yōu)榱悖纱丝梢酝茢嚯娐分邪l(fā)生的故障可能是導線 ▲ （選填圖中表示導線的序號）出現了 ▲ （選填“短路”或“斷路”）． 【答案】(1)R2，串聯（2）安培表不應內接，滑片不應在最右端（3）8，斷路 【解析】 考點：測繪小燈泡的伏安特性曲線 14.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統一練習理科綜合】（18分）（1）在“練習使用多用電表”的實驗中，某同學用多用電表的歐姆檔測量阻值約為十幾kW的電阻Rx。 ①該同學列出了以下可能的操作步驟，其中S為選擇開關，P為歐姆檔調零旋鈕，把你認為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上：_____________。 a．將兩表筆短接，調節(jié)P使表針指向歐姆零點，斷開兩表筆 b．將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆 c．旋轉S至1k位置 d．旋轉S至100位置 e．旋轉S至OFF位置，并拔出兩表筆 ②該同學按正確的步驟測量Rx，表針位置如圖6所示，被測電阻Rx的阻值約為_________Ω。 【答案】①cabe　?、?.4104 【解析】 考點：歐姆表的使用 15.【江西省宜川市宜春中學、樟樹中學、高安中學等五校2017屆高三7月聯考物理試卷】（10分）測定一卷阻值約為30Ω 的金屬漆包線的長度，實驗室提供下列器材： A．電流表A：量程0.6 A，內阻RA約為20Ω　　　　B．電壓表V：量程15V，內阻RV約為4kΩ C．學生電源E：可提供0～30V直流電壓　　　　　　D．滑動變阻器R1：阻值范圍0～10Ω E．滑動變阻器R2：阻值范圍0～500Ω　　　　　　F．電鍵S及導線若干 ⑴為了較準確地測量該漆包線的電阻，滑動變阻器應選擇 （選填“R1”或“R2”），并將方框中的電路圖補畫完整。 S E ⑵根據正確的電路圖進行測量，某次實驗中電壓表與電流表的示數如圖，則電壓表的示數U為 V，電流表的示數I為 A。 ⑶已知這種漆包線金屬絲的直徑為d，材料的電阻率為，則這一卷漆包線的長度L= （用U、、d、表示）。 【答案】(1) R1；如圖；(2)13.5； 0.46；(3) 【解析】 （3）因由電阻定律可知：，漆包線的長度：． 考點：伏安法測電阻