2017年高考物理深化复习+命题热点提分专题13电学实验.docx

专题13 电学实验1.要测量某种合金的电阻率.图1(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率_.用螺旋测微器测合金丝的直径如图1甲所示，读数为_mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物连线补充完整.(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U11.35V，I10.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U20.92V，I20.32A.根据以上测量数据判断，当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx_.(结果保留两位有效数字)答案(1)0.650(2)见解析图(3)b2.9 (2)实物连线图如图所示：(3)根据0.32，而0.07，可知，使用电流表外接法测量相对准确，即S2处于位置b，根据欧姆定律，则有：Rx2.92.如图4甲所示的金属工件，横截面外方内圆，外边长约为1cm、内径约为0.5cm、长度约为40cm.(1)某同学用游标卡尺测出横截面外边长如图乙所示，其读数a_cm.(2)应选用_来测量工件内径d，选用_来测量工件长度L.(选填“毫米刻度尺”、“游标卡尺”或“螺旋测微器”)(3)为了测出该金属工件的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电路，请按设计的电路完成实物图丁的连线.(4)实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，写出该金属电阻率的表达式_.(用a、d、L、U、I等字母表示)图4答案(1)1.02(2)游标卡尺毫米刻度尺(3)连线图见解析(4)(4)因为R，解得.3.某学习小组研究一个标有“3.6V1.8W”的小电珠的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：电流表A，量程00.6A，内阻约为0.2；电压表V，量程015V，内阻约为15k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势为4V，内阻不计；开关S及导线若干.图7(1)该学习小组中的某同学设计了如图7甲所示的电路进行测量，请按照图甲所示的实物图帮该同学将图乙中的电路图补充完整.(2)该同学在实验中发现，由于电压表的量程较大而造成读数误差很大，因而影响了测量结果.于是又从实验室找来一只量程为Ig100A、内阻Rg1000的灵敏电流计，想把该灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，则需串联一个阻值为_的电阻.(3)该同学用改装后的电压表进行实验，得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如下表所示.请在图丙中的坐标纸上画出I1I2图线.I1(A)00.190.300.370.430.460.480.49I2(A)010203040506070(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中，则该小电珠消耗的电功率约为_W.(已知电源的电动势为E3.0V，内阻r1.5，定值电阻R04.5，结果保留两位有效数字.提示：可作出该小电珠在此电路中的IU图象帮助求解.)答案(1)如图所示(2)49000(3)如图所示(4)0.354.某同学设计了一个如图8甲所示的实验电路，用以测定电源的电动势和内阻，使用的实验器材为：待测一节干电池、电流表A(量程0.6A，内阻小于1)、电流表A1(量程0.6A，内阻不知)、电阻箱(099.99)、滑动变阻器(010)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.图8(1)该同学按图甲连线，闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节滑动变阻器和电阻箱，读取电流表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A、电阻箱(如图乙)的示数为_，则电流表A的内阻为_.(2)利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻的实验步骤：请同学们按图甲所示电路在图丙中的实物上完成实验所需的线路连接；断开开关K，调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；重复实验步骤进行多次测量.(3)图丁是由实验数据绘出的R图象，由此求出干电池的电动势E_V、内阻r_.(计算结果保留两位有效数字)答案(1)0.100.20(2)如图所示(3)1.50.25解析(1)电阻箱的读数为0.10；根据串并联电路的规律可知，流过电阻箱的电流I0.60A0.20A0.40A；电压U0.100.40V0.040V，则电流表内阻RA0.20(2)根据原理图可得出对应的实物图，连线如图所示；5有一个电压表V，其内阻为30 k、量程约25 V35 V，共有30个均匀小格，但刻度数值已经模糊为了测量其量程并重新刻度，现提供下列器材选用：标准电压表V1：量程03 V，内阻为3 k标准电压表V2：量程06 V，内阻为1 k电流表A：量程03 A，内阻未知滑动变阻器R：总阻值1 k稳压电源E：30 V，内阻不能忽略电键、导线若干(1)根据上述器材，有一位同学设计了如图所示的实验电路图，请指出此电路中测量部分存在的问题：_.(2)请设计一个合理的电路图，画在方框内，将所选用的器材用相应的符号表示(要求测量多组数据，并尽可能提高测量的精确度)；选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式Ug_；式中各字母的意义是：_.答案(1)电流表量程太大，电压表与电流表串联时实际流过电流表的电流太小，电流表的指针偏转不明显(2)电路图如图所示；N为V表指针所指格数，U1为V1表读数解析(1)此电路设计存在的问题：电流表A的量程太大，电压表的内阻较大，电压表与其串联时实际流过电流表的电流太小，即电流表的指针偏转不明显(2)由题意可知，待测电压表内阻已知，则将两表串联接解得量程为：Ug，其中N：直流电压表V指针所指格数，U1：标准电压表V1的读数6要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A待测电压表V(量程3 V，内阻约几千欧)B电流表A(量程3 A，内阻0.01 )C定值电阻R(阻值2 k，额定电流50 mA)D蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)E多用电表F开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用100倍率，操作方法正确若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是_ .(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是_其理由是_(3)在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：_；(5)用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV_.答案(1)3 000(2)丙；乙图中电流表的示数太小，误差太大丙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小(3)实物图连接如图所示：(4)实验步骤：闭合K1，再闭合K2，读得电压表示数U1；再断开K2，读得电压表示数U2.R7测定一卷阻值约为30 的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：A电流表A：量程0.6 A，内阻RA约为20 B电压表V：量程15 V，内阻RV约为4 kC学生电源E：可提供030 V直流电压D滑动变阻器R1：阻值范围010 E滑动变阻器R2：阻值范围0500 F电键S及导线若干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择_(选填“R1”或“R2”)，并将方框中的电路图补画完整(2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图，则电压表的示数U为_V，电流表的示数I为_A.(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为，则这一卷漆包线的长度L_(用U、I、d、表示)答案(1)R1图见解析(2)13.5、0.46(3)(2)电压表量程为15 V，故最小分度为0.5 V，故读数为13.5 V，电流表量程为0.6 A，最小分度为0.02 A，则指针示数为：0.46 A；(3)由电阻定律可知：RL漆包线的长度：L8甲、乙两位同学要测量一未知电阻Rx的阻值(阻值约1 k)，实验室提供的器材如下：A待测电阻RxB电源E：电动势约为3 VC电流表A1：量程为5 mA，内阻r1不超过10 D电流表A2：量程为1 mA，内阻r2为50 E滑动变阻器R：最大阻值为50 F电阻箱R：阻值09 999.9 G开关、导线若干(1)由于没有电压表，甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3 V的电压表，则电流表A2应与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，电阻箱的阻值应为_ .用 表示A2改装后的电压表，在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是_(2)为测量电阻Rx，乙同学设计了如下电路，实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定，无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小他的操作步骤如下：A将滑动变阻器的滑片P放在最左端，闭合开关S；B将电阻箱的阻值调节到零，调节滑动变器，使电流表A2的指针达到满偏；C保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱，使电流表的指针达到半偏；D读出电阻箱的示数，记为R0；E断开开关，整理器材请你根据已知量与测量量，写出待测电阻Rx的表达式_该测量值与真实值相比_(填“偏大”或“偏小”)答案(1)串联2 950B(2)R0r2偏大解析(1)根据串联电阻具有分压作用可知，应将电流表A2与电阻箱串联；由UI2(r2R)解得Rr22 950 由于待测电阻满足，所以电流表A1应采用内接法；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻，所以变阻器应采用分压式接法，即电路应是分压内接电路，所以应选B电路；9实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联测量实际电流表G1内阻r1的电路如图甲所示供选择的仪器如下：待测电流表G1(05 mA，内阻约300 )；电流表G2(010 mA，内阻约100 )；定值电阻R1(300 )；定值电阻R2(10 )；滑动变阻器R3(01 000 )；滑动变阻器R4(020 )；干电池(1.5 V)；开关S及导线若干(1)定值电阻应选_，滑动变阻器应选_(在空格内填写序号)(2)用连线连接如图乙所示的实物图 (3)测量多组电流表G1、G2的读数I1、I2，以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图丙所示根据I2I1图线的斜率k及定值电阻(选定)，写出待测电流表内阻的表达式_解析：(1)根据电路的原理图，定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的，故定值电阻选，滑动变阻器选.(2)实物连线如图所示，连线时要注意电表的正负接线柱不能接反(3)根据串、并联电路规律可知：I2I1I1，所以k，所以r1(k1)R1.答案：(1) (2)见解析图(3)r1(k1)R110. (1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，如图所示，直径d为_mm. (2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5 ，现用伏安法进一步精确测量其电阻，备有以下器材：直流电源E：电动势约4.5 V，内阻很小；直流电流表A1：量程03 A，内阻约0.025 ；直流电流表A2：量程00.6 A，内阻约0.125 ；直流电压表V：量程03 V，内阻约3 k；滑动变阻器R1：最大阻值为50 ；开关、导线若干在可选择的器材中应选用的电流表是_(选填“A1”或“A2”)仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值_真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)如图所示实物连接图，还有两根导线没有连接，请补充完整解析：(1)读数为4 mm48.70.01 mm4.487 mm.(2)流过电流表的最大电流为Imax A0.6 A，故电流表选A2.答案：(1)4.487(0.002)(2)A2小于如图所示11为测定一节干电池(电动势约1.5 V，内阻约1.0 )的电动势和内阻，实验室备有电流计G(满偏电流为3 mA，内阻为25 )、定值电阻R00.126 、开关和若干导线及以下器材：A量程03 V，内阻约1 000 的电压表B量程015 V，内阻约1 500 的电压表C总阻值为10 、额定电流为2 A的滑动变阻器D总阻值为100 、额定电流为1 A的滑动变阻器(1)因电流计量程太小，需将R0与电流计_以扩大量程(2)电压表应选择_；滑动变阻器应选择_(填代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是_答案：(1)并联(2)AC(3)如图所示(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小12(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测使用多用电表欧姆挡时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，再进行_，使指针指在欧姆刻度的“0”处若该同学将选择旋钮置于“1”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示，则所测量的电阻值为_.(2)为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：A电流表(量程15 mA，内阻未知)B电流表(量程0.6 A，内阻未知)C电阻箱(最大电阻99.99 )D电阻箱(最大电阻999.9 )E电源(电动势3 V，内阻1 )F单刀单掷开关2只G导线若干乙同学设计的电路图如图乙所示，现按照如下实验步骤完成实验： 调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R1，仅闭合S1，使电流表指针有较大的偏转且读数为I；调节电阻箱，保持开关S1闭合，闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I.a根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择_，电阻箱应选择 _.(填器材前字母)b根据实验步骤可知，待测电阻Rx_(用题目所给测量量表示)(3)利用以上实验电路，闭合S2，调节电阻箱R，可测量出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了R图象如图丙所示若图象中纵轴截距为1 A1，则电流表内阻RA_.答案：(1)欧姆调零18.0(2)a.ADbR2R1(3)213.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 .带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0 V，内阻约为1 ）；电流表A1（量程0100 mA，内阻约为5 ）；电流表A2（量程00.6 A，内阻约为0.2 ）；电阻箱R（0999.9 ）；开关、导线若干.实验操作步骤如下：A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径.B.将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路.C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大.D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏,然后断开开关.记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏.重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F.断开开关，整理好器材.（1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则dmm；（2）实验中电流表应选择（选填“A1”或“A2”）；（3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的RL关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式（用给定的物理量符号和已知常数表示）.（4）本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果（选填“有”或“无”）影响.解析（1）螺旋测微器的读数d0.5 mm23.00.01 mm0.730 mm；答案（1）0.7280.732（2）A1（3）R0（4）无14.某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表：U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215（1）请根据上述表格中的数据,在图a中用笔连线补充完成该电路的实物图；（2）请根据题中信息，在方框内画出电路图；（3）利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图b所示.若把该用电器Z接入图c所示的电路中时，电流表的读数为0.100 A，已知A、B两端电压恒为1.5 V，则定值电阻R0的阻值为.答案（1）如图甲所示（2）如图乙所示（3）1015.物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2 的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触良好.实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的UI图象和如图丙所示的x图象.（1）由图乙可得电源的电动势EV；内阻r.（2）根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S0.12106m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率为m，图丙中图象截距的物理意义是.（以上结果均保留两位有效数字）（3）此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除（填“偶然误差”或“系统误差”）.（2）图丙中截距为x0时，即为电路中金属丝被短路，所测电阻即为电流表的内阻；由图丙可知，金属丝长0.6 m，电阻为5.8 ，由电阻定律R，代入已知条件解得：1.2106 m.（3）通过图象法处理数据可以消除个别数据测量不准确产生的偶然误差,对系统产生的误差没有修正作用.答案（1）3.00（2.993.02均可）1.0（0.801.0均可） （2）1.2106电流表内阻为2.0 （3）系统误差16.热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）.正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0 ）的电流随其两端电压变化的特点.A.电流表A（量程0.6 A，内阻约0.3 ）B.电压表V（量程15.0 V，内阻约10 k）C.滑动变阻器R（最大阻值为10 ）D.滑动变阻器R（最大阻值为500 ）E.电源E（电动势15 V，内阻忽略）F.电键、导线若干实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的滑动变阻器是.（只需填写器材前面的字母即可）请在所提供的器材中选择必需的器