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專題 20 電學實驗 1.【湖北省華中師范大學第一附屬中學 2017 屆高三上學期期中考試】現(xiàn)有一電池，電動勢 E 約為 9V，內(nèi)阻 r 在 35~55Ω 范圍內(nèi)，允許通過的最大電流為 50mA。為測定該電池的電動勢 和內(nèi)阻，某同學利用如圖（ a）所示的電路進行實驗。圖中 R 為電阻箱，阻值范圍為 0~9999Ω； R0為保護電阻。 （1）可備選用的定值電阻 R0有以下幾種規(guī)格，本實驗應選用( ) A．20Ω，2.5W B．50Ω，1.0W C．150Ω，1.0W D．1500Ω，5.0W （2）按照圖（ a）所示的電路圖，接好電路，閉合電鍵后，調(diào)整電阻箱的阻值，記錄阻值 R 和相應的電壓表示數(shù) U，取得多組數(shù)據(jù)，然后作出 01RU?—圖像，如圖( b)所示，由圖中 所給的數(shù)據(jù)可知，電源的電動勢 E= V， r= Ω．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】（1）C（2）8.3 ，50 考點：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 2.【遼師大附中 2016—2017 學年上學期期中考試】在做測量電源電動勢 E 和內(nèi)阻 r 的實驗 時，提供的器材是：待測電源一個，內(nèi)阻為 RV的電壓表一個（量程略大于電源的電動勢） ， 電阻箱一個，開關(guān)一個，導線若干。為了測量得更加準確，多次改變電阻箱的電阻 R，讀出 電壓表的相應示數(shù) U，以 1為縱坐標， R 為橫坐標，畫出 U1與 R 的關(guān)系圖象,如圖所示。由 圖象可得到直線在縱軸上的截距為 m，直線的斜率為 k，試根據(jù)以上信息 (1)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。 (2)寫出 E、的表達式， ? ___________ ； ?r_______________ 【答案】 【答案】①電路圖如右圖所示： ② 1VEkR?， Vrkm? 解得： VkRE1?， kmrV?； 考點：測定電源的電動勢和內(nèi)阻。 3.【福建省廈門第一中學 2017 屆高三上學期期中考試】為了測量某種材料制成的特種電阻 絲 xR的電阻率，提供的器材有： A．電流表 G，內(nèi)阻 120g??，滿偏電流 3gImA? B．電流表 A，內(nèi)阻約為 10Ω，量程為 100mA C．螺旋測微器，刻度尺 D．電阻箱 0R（0~999Ω，0.5A） E．滑動變阻器 R（5Ω，1A） F．電池組 E（6V，0.05Ω） G．一個開關(guān) S 和導線若干 某同學進行了一下操作 （1）用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“1”檔時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明電阻較 ______（填“大”或“小” ）應換為“10”檔，并重新進行________，測量時指針位置如 圖 1 所示 （2）把電流表 G 與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為 6V 的電壓表，則電阻箱的阻值應調(diào)為0R =________Ω。 （3）請用改裝好的電壓表設(shè)計一個測量電阻 xR阻值的實驗，根據(jù)提供的器材和實驗需要， 請將圖 2 中電路圖補充完整。 （4）電阻率的計算：測得電阻絲的長度為 L，電阻絲的直徑為 d，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動變 阻器的滑片到合適位置，電流表 G 的示數(shù)為 1I，電流表 A 的示數(shù)為 2I，請用已知量和測量量 的字母符號*（各量不允許代入數(shù)值）寫出計算電阻率的表達式 ?=___________。 【答案】 （1）大；歐姆調(diào)零（2） 08R??（3）如圖所示（4） ?? 2104gdIRL???? （3）滑動變阻器 R（5Ω，1A） ，電源電壓為 6V，所以滑動變阻器使用限流式，從圖 1 中可 得被測電阻大約 70Ω，所以電流表內(nèi)阻和被測電阻相接近，所以采用電流表外接法，如圖所 示 （4）由電阻定律可知，電阻為： 2()LRdS???，則電阻率為： 24dRL??? ，根據(jù)歐 姆定律有： ??102g IUR??? ，所以電阻率為： ?? 2104gIL??? ． 考點：考查了測定金屬電阻率實驗 【名師點睛】考查歐姆表讀數(shù)，注意此刻度不均勻，盡量讓指針在中央附近，同時乘以倍率； 確定滑動變阻器與電流表的接法是正確解題的關(guān)鍵，測量電阻的方法除了伏安法外，還有 “安安法”（即兩個電流表組合）、“伏伏法”（兩個電壓表組合）等．掌握電阻定律，同 時注意利用電流表與電阻的關(guān)系，求出電壓的方法 4． 【福建省廈門第一中學 2017 屆高三上學期期中考試】在描繪小電珠的伏安特性曲線實驗 中，一組同學用量程 3V 的電壓表測量小電珠的電壓，用多用電表的 250mA 檔測量通過小電 珠的電流。 （1）在圖甲電路中，需要將多用電表的兩表筆連接到 a、b 兩處，其中黑表筆應與_______ 連接（填“a”或“b” ） （2）將得到的數(shù)據(jù)記錄在表格中，當電源為 1.50V 時，對應的多用電表指針指示如圖乙所 示，其讀數(shù)為__________mA （3）根據(jù)表格中的其他數(shù)據(jù)，在答題卡的坐標紙上繪制出 I-U 曲線 （4）由 I-U 曲線可以看出，隨電壓，電流的增大，小電珠的電阻_______________ （5）實驗后，某同學用多用電表的歐姆檔測量小電珠的電阻，他將選擇開關(guān)置于電阻 “1”檔，調(diào)零后將紅黑表筆接在小電珠的兩極上，已知多用電表內(nèi)部歐姆檔所接電池的 電動勢為 1.5V，歐姆檔刻度盤的中央刻度示數(shù)為 15，則指針位于_______區(qū)間。 A． 10R? B． 79R? C． 4.57R? D． 4.5R? 【答案】 （1）b（2）173 或 174（3）如圖所示（4）變大（5）D （5）當電壓為零時，圖象中過 O 點的斜率可以表示常溫下的電阻，由圖可知，電阻約為：0.12?? ；則可知，指針對應的區(qū)間應為 D； 考點：描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗 5.【山東省實驗中學 2017 屆高三第一次診斷性考試】某學習小組用伏安法測量一未知電阻 Rx的阻值，給定器材及規(guī)格為： 電流表 A(量程為 0～5 mA，內(nèi)阻約為 10?)； 電壓表 V(量程為 0～3 V，內(nèi)阻約為 3K)： 最大阻值約為 1?的滑動變阻器； 電源 E(電動勢約為 3 V)；開關(guān) S、導線若干． (1)由于不知道未知電阻的阻值范圍，先采用如圖所示的電路試測，讀得電壓表示數(shù)大約為 2.5 V，電流表示數(shù)大約為 5 mA，則未知電阻 Rx的阻值大約為___ ?． (2)經(jīng)分析，該電路測量誤差較大，需改進．請直接在圖上改畫：①在不需要的連線上畫 “”表示，②補畫上需要添加的連線． (3)利用改進的電路進行測量，R x的測量值____真實值(選填“大小” 、 “等于”或“小于”) ． 【答案】(1) 50 ? (2)如圖是所示： (3)大于 【解析】（1）未知電阻阻值約為： 32.501xVRAUI?????． 考點：伏安法測電阻 6.【河北省石家莊市第二中學 2017 屆高三上學期第二期聯(lián)考】甲和乙兩位同學分別設(shè)計了 如圖甲和乙所示的兩個電路來測量某電子產(chǎn)品所用鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，其中 R 為電阻箱， 定值電阻 0 1.9R??。實驗時改變 R 的阻值以及對應電壓表的示數(shù) U，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)得 到如圖丙和丁所示的關(guān)系圖線。 （1）可以判斷圖線丙是利用圖 中的實驗數(shù)據(jù)描出的； （2）甲同學得到的圖線橫截距為 0.5?，縱截距為 0.27，則甲同學測得該鋰電池的電動勢為 V，內(nèi)阻為 ?（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)） 。 【答案】⑴乙；⑵3.70；0.10 考點：閉合電路的歐姆定律 7.【大慶中學 2016—2017 學年上學期期中考試高三物理試題】在測定金屬絲電阻率的實驗 中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時的刻度位置如圖所示： （1）從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm。 （2）實驗中為了減小電流表和電壓表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差，采用圖示電路： ①閉合電鍵 S1，將 S2接 2，調(diào)節(jié)滑動變阻器 R1和 R2，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出此 時電壓表和電流表的示數(shù) U1和 I1； ②將 S2接 1，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù) U2和 I2。則金屬絲電阻 Rx＝____________。 （3）若金屬絲的長度為 L，直徑為 D，電阻為 Rx，則該金屬絲電阻率的表達式為 ρ＝____________。 【答案】 （1）0.620（2） 12XRI??（3） 24xRl? 考點：考查了測定金屬電阻率實驗 8.【河南省南陽市第一中學 2017 屆高三上學期第三次月考】在測定一節(jié)干電池的電動勢和 內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材： A．待測的干電池（電動勢約為 1.5V，內(nèi)電阻小于 1.0Ω） B．電流表 A1（量程 0—3mA，內(nèi)阻 1gR＝10Ω） C．電流表 A2（量程 0—0.6A，內(nèi)阻 2＝0.1Ω） D．滑動變阻器 R1（0—20Ω，10A） E．滑動變阻器 R2（0—200Ω，lA） F．定值電阻 R0（990Ω） G．開關(guān)和導線若干 （1）某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了如圖甲 所示的（a） 、 （b）兩個參考實驗電路，其中合理的是______圖所示的電路；在該電路中，為 了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應選______（填寫器材前的字母代號） 。 （2）圖乙為該同學根據(jù)（1）中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的 I1-I2圖線 （I 1為電流表 A1的示數(shù)，I 2為電流表 A2的示數(shù)，且 I2的數(shù)值遠大于 I1的數(shù)值） ，則由圖線 可得被測電池的電動勢 E＝____________V，內(nèi)阻 r＝____________Ω。 （結(jié)果保留小數(shù)點后 2 位） 【答案】 （1）B，D；（2）1.50；1. 00； 考點：考查了測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗 9.在把電流表改裝成電壓表的實驗中，把量程 Ig=300μA，內(nèi)阻約為 100Ω 的電流表 G 改裝 成電壓表，需要測量電流表 G 的內(nèi)阻 Rg。①采用如圖所示的電路測量電流表 G 的內(nèi)阻 Rg，可 選用的器材有： A．電阻箱：最大阻值為 999.9Ω； B．電阻箱：最大阻值為 9 999.9Ω； C．滑動變阻器：最大阻值為 2 000Ω； D．滑動變阻器：最大阻值為 50kΩ； E．電源：電動勢約為 6V，內(nèi)阻很??； F．開關(guān)、導線若干． 為提高測量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻 R1應該選擇 ；可變電阻 R2應該 選擇 ；（填選用器材的字母代號） ②測電流表 G 的內(nèi)阻 Rg的實驗步驟如下： a．連接電路，將可變電阻 R1調(diào)到最大； b．斷開 S2，閉合 S1，調(diào)節(jié)可變電阻 R1使電流表 G 滿偏； c．閉合 S2，保持 R1不變，調(diào)節(jié)可變電阻 R2使電流表 G 半偏，此時可以認為電流表 G 的內(nèi)阻 Rg=R2． 設(shè)電流表 G 的內(nèi)阻 Rg的測量值為 R 測 ，真實值為 R 真 ，則 R 測 R 真 ．（選填“大于”、 “小于”或“等于”） 【答案】 （1）D；A；（2）小于 【解析】 （1）利用半偏法測量電流表 G 的內(nèi)阻，要保證總電流基本不變，則 R1的阻值遠大于 R2的阻值，故可變電阻 R1應該選擇 D，可變電阻 R2應該選擇 A； （2）由于并聯(lián) R2后，總電阻減小，則總電流增大，所以通過 R2的實際電流大于通過電流表 G 的電流，則 R2的阻值小于電流表 G 的阻值，所以電流表 R 測 ＜R 真 ． 考點：測量電流表的內(nèi)阻 10.【河北省滄州市第一中學 2017 屆高三 11 月月考】小勇在探究標有“3V 1.5W”字樣的 小燈泡的伏安特性曲線，試驗室除了導線，電鍵，內(nèi)阻不計、電動勢為 3V 的電池組和待測 小燈泡外，還有如下的實驗器材供選擇： A．電流表（0～0.6A、內(nèi)阻為 1Ω ） B．電流表（0～3A、內(nèi)阻為 0.2Ω） C．電壓表（0～3V、內(nèi)阻約為 2kΩ） D. 電壓表（0～10V、內(nèi)阻約為 4.5kΩ） E.滑動變阻器（0～100Ω） F．滑動變阻器（0～20Ω） （1）為了減小實驗誤差，電流表應選 ; 電壓表應選 ；滑動變阻器應選 （填器材 前面的字母代號）小勇利用所選用的實驗器材描繪了小燈泡的伏安特性曲線，如圖甲所示， 則該小燈泡的阻值隨兩端電壓的升高而 （選填“增大” 、 “減小”或“”不變） ． （2）連接完整的實物圖如圖乙所示． （3）如果該小勇在進行操作時，誤將 a、b 間的導線接在在 a、c 間，在閉合開關(guān)后，無論 小勇如何移動滑動變阻器的滑動觸頭，小燈泡始終發(fā)光，則小燈泡在該過程中所消耗的電功 率的最小值為 W． 【答案】 （1）A；C；F； 增大；（2）如圖所示；（3）0.32 【解析】 （1）電壓表選擇 0～3V 量程的 C;電表量程應略大于電路中最大電值，燈泡的額定電 流 .5I?，故電流表選擇 A；因本實驗采用分壓式接法，故滑動變阻器選 F；根據(jù) U-I 圖象可知，隨著燈泡兩端電壓的升高燈泡電阻增大； （2）滑動變阻器采用分壓接法；而由于燈泡內(nèi)阻較小，故燈泡采用電流表外接法；實物圖 如圖所示； 考點：探究小燈泡的伏安特性曲線 11.【黃岡市黃岡中學 2017 屆高三上學期期中考試】測量電阻有多種方法． （1）若用多用電表歐姆擋測電阻，下列說法中正確的是 A．測量電阻時如果指針偏轉(zhuǎn)過大，應將選擇開關(guān)撥至倍率較小的擋位，重新調(diào)零后測量 B．測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則會影響測量結(jié)果 C．測量電路中的某個電阻，應該把該電阻與電路斷開 D．測量阻值不同的電阻時都必須重新調(diào)零 （2）若用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢 E 和內(nèi)阻 r，又能同時描繪 小燈泡電阻的伏安特性曲線 A．電壓表 V1（量程 6V、內(nèi)阻很大） B．電壓表 V2（量程 4V、內(nèi)阻很大） C．電流表 A（量程 3A、內(nèi)阻很?。? D．滑動變阻器 R（最大阻值 10Ω、額定電流 4A） E．小燈泡（2A、5W） F．電池組（電動勢 E、內(nèi)阻 r） G．開關(guān)一只，導線若干 實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表 V1的示數(shù)增大，則電壓表 V2 的示數(shù)減小． ①請將設(shè)計的實驗電路圖在圖 1 中補充完整． ②每一次操作后，同時記錄電流表 A、電壓表 V1和電壓表 V2的示數(shù)，組成兩個坐標點 （I，U 1） 、 （I，U 2） ，標到 U﹣I 坐標系中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖 2 所 示，則電池組的電動勢 E= V、內(nèi)阻 r= Ω． （結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） ③在 U﹣I 坐標中兩條圖線在 P 點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為 Ω，電 池組的效率 為 （此空填百分數(shù)，保留一位小數(shù)） ． 【答案】 （1）AC；（2）①電路圖如圖所示；②4.5；1.0；③0；55.6% （2）①伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實驗中，電壓表測路端電壓，電壓表示數(shù)隨滑動變阻器 接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實驗中，電流表測流過燈泡的電流， 燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減?。徽{(diào)節(jié)滑動變阻器時，電壓表 V1的示 數(shù)增大，則電壓表 V2的示數(shù)減小，則 V1測路端電壓，V 2測燈泡兩端電壓，電路圖如圖所 示． ②電源的 U-I 圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電源電動勢 E=4.5V，電源內(nèi)阻4.52.1.0UVrIA???? ． ③由圖乙所示圖象可知，兩圖象的交點坐標，即燈泡電壓 UL=2.5V，此時電路電流 I=2.0A， 電源電動勢 E=Ir+UL+IR 滑 ，即 4.5V=2.0A1Ω+2.5V+2.0AR 滑 ，則 R 滑 =0Ω． 電池組的效率 2.510%10.6%4E????； 考點：電阻的測量；測量電源的電動勢及內(nèi)阻 12.【溫州中學 2017 屆高三 11 月選考模擬考試】實驗室有一破損的雙量程電壓表，兩量程 分別是 3V 和 15V，其內(nèi)部電路如圖所示.因電壓表的表頭 G 已燒壞，無法知道其電學特性， 但兩個精密電阻 R1、R 2完好，測得 R1=2.9kΩ，R 2=14.9kΩ.現(xiàn)有兩個表頭，外形都與原表頭 G 相同，已知表頭 G1的滿偏電流為 1mA，內(nèi)阻為 70Ω；表頭 G2的滿偏電流 0.5mA，內(nèi)阻為 100Ω，又有兩個定值電阻 r1=40Ω，r 2=30Ω.若保留 R1、R 2的情況下，對電壓表進行修復， 則： （1）原表頭 G 滿偏電流 I=________，內(nèi)阻 r=_________. （2）用于修復電壓表的器材有：______________________ （填器材符 號）. （3）在虛線框中畫出修復后的電路. （4）在利用修復的電壓表，某學習小組用伏安法測量一未知電阻 Rx的阻值，又提供器材及 規(guī)格為：電流表 A 量程 0~5mA，內(nèi)阻未知；最大阻值約為 100Ω 的滑動變阻器；電源 E（電 動勢約 3V）;開關(guān) S、導線若干。由于不知道未知電阻的阻值范圍，學習小組為較精確測出 未知電阻的阻值，選擇合適的電路，請你幫助他們補完整電路連接，正確連線后讀得電壓表 示數(shù)為 2.0V,電流表示數(shù)為 4mA，則未知電阻阻值 Rx為___________Ω； 【答案】 （1）１mA；100Ω （2）G 1和 r2 （3）電路如圖；（4）500Ω 【解析】 （1）由圖示電路圖可知，電壓表量程：I g（r g+R1）=3V，I g（r g+R2）=15V， 代入數(shù)據(jù)解得：I g=1mA，r g=100Ω； （2）修復電壓表，表頭滿偏電流為，I g=1mA，電阻應為：r g=100Ω，需要的實驗器材為： G1、r 2．即將 G1、r 2串聯(lián)在電路中使用，即可得到 100Ω 的內(nèi)阻； 考點：伏安法測電阻 13.【江西省吉安市第一中學 2017 屆高三上學期期中考試】有一標有“6.0V，1.0A”的小型 直流電動機轉(zhuǎn)子是由銅導線繞制的線圈組成，其電阻率幾乎不隨溫度變化，阻值約為 0.8Ω．某同學想設(shè)計一個電路測量電動機線圈的電阻．已知當電壓低于 0.5V 時，電動機不 轉(zhuǎn)動，現(xiàn)提供的器材除導線和開關(guān)外還有： 直流電源 E：8V（內(nèi)阻不計）； 直流電壓表 V1：0～3V（內(nèi)阻約為 5kΩ）； 直流電壓表 V2：0～15V（內(nèi)阻約為 15kΩ） 直流電流表 A2：0～3A（內(nèi)阻約為 0.1Ω） 滑動變阻器 R1：0～10Ω，2A 標準電阻 R2：3Ω （1）需要選用的電流表是 ，電壓表是 ． （2）根據(jù)要求在虛線框中將需要測量的電路圖補充完整． （3 若某一次實驗中電壓表的示數(shù)為 2.0V，電流表的示數(shù)為 0.50A，電動機線圈電阻為 Ω． （4）另一個小組的同學將電動機與一個電阻箱并聯(lián)，并用電動勢為 12.0V，內(nèi)阻為 3Ω 的電 源為其供電，電路如圖所示，當電阻箱示數(shù)為 5.0Ω 時，電源輸出功率恰好達到最大，此時 電動機的輸出功率是 W. 【答案】 （1）A 1 V1（2）如圖；（3）1 （4）4.16 【解析】 （1）測電動機線圈電阻，應控制電動機不轉(zhuǎn)，測出電動機兩端電壓與通過電動機的 電流，電動機不轉(zhuǎn)時，通過電動機的電流與電動機兩端電壓都很小，電流表選 A1，電壓表選 V1； 考點：測量電動機線圈的電阻