高考物理 备考30分钟课堂专练系列 专题17 电学实验（教师版）.doc

2013年高中物理高考备考30分钟课堂专练系列 专题17 电学实验（教师版）1（成都2013届高三模拟）在做“描绘小灯泡的伏安特曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6v的电源，额定电压为2.5v的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。（2）连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片p，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是 。（3）排除故障后闭合开关，移动滑片p到某处，电压表的示数为2.2v，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片p向 （填“左”或“右”）端滑动。（4）通过移动滑片p，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的u-i图线，根据u-i图线提供的信息，可计算出小灯泡额定功率为 w。（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是 。2（湖南省2013届高三模拟）某同学欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：直流电源e：电动势约4.5v，内阻很小；直流电流表a1：量程03a，内阻0.025； 直流电流表a2：量程00.6a，内阻0.125；直流电压表v：量程03v，内阻3k；滑动变阻器r1：最大阻值10； 滑动变阻器r2：最大阻值50；电键、导线若干。（1）在可选择的，器材中应选用的电流表是 ，应选用的滑动变阻器是 。（2）实验电路应采用电流表 接法（填“内”、“外”）；电阻的测量值 真实值。（填“大于”、“小于”、“等于”）（3）如图所示，还有两根导线没有连接，请用笔画出电路图（4）某同学按要求完成了电路连接，开关闭和前，滑动变阻器的滑动触头应置于最 _端（填“左”、“右”）；他闭合开关后发现电流表和电压表的均无示数，于是取下电压表，用一导线将其正接线柱与电源正极连接，用另一导线的一端接其负接线柱，导线另一端试触电流表正接线柱，电压表无示数，再试触电流表负接线柱，电压表的指针大角度偏转，并超过其量程，已知各接线柱处接触良好，故障原因是 。3（山东省潍坊市2013届模拟）有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍m和n，如图甲所示。用多用表电阻档测得mn间的电阻膜的电阻约为1k，陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。 a米尺（最小分度为mm）； b游标卡尺（游标为20分度）；c电流表a1（量程05ma，内阻约10 ）； d电流表a2（量程0100ma，内阻约0.6）;e电压表v1 （量程5v，内阻约5k）； f电压表v2（量程15v，内阻约15k）；g滑动变阻器r1（阻值范围010 ，额定电流1.5a）；h滑动变阻器r2（阻值范围0100，额定电流1a）；i电源e（电动势6v，内阻可不计）； j开关一个，导线若干。（1）他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm，用20分度游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图乙所示，该陶瓷管的外径d= cm.（2）为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 。（填写器材前面的字母代号）（3）在方框内画出测量电阻膜的电阻r的实验电路图。（4）若电压表的读数为u，电流表的读数为i，镀膜材料的电阻率为r，计算电阻膜厚度d的数学表达式为：d=_（用已知量的符号表示）。选择选项c，即“电流表a1（量程05ma，内阻约10 ）”，因为另一电流表的量程太大，指针偏4.（浙江省瑞安市十校2013届高三理综）有一待测电阻rx（阻值约5左右），实验室提供的器材有：a直流电流表a（0100ma，内阻为25） b直流电压表v（03v，内阻为5k）c滑动变阻器r1（020，1a） d滑动变阻器r2（01k，0.1a）e电源（电动势约为3v，内阻不计） f开关和若干导线（1）若要求在实验中待测电阻两端的电压从0开始变化，滑动变阻器应选用 （填仪器代号），请画出实验电路图；（2）实验时，某同学使用的是多用电表直流电流档来测电流，示数如图乙所示（丙为指针所在区域部分的放大图），读数为 ma。答案：（1）c；实验电路图略 （2）72.0ma5（湖南省衡阳市2013届高三1模拟）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_ cm；用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d，其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为 mm。（2）采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻，电阻的测量值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）；最后由公式=_计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）6.（江苏省南京市四校2013届高三12月月考）某研究性学习小组利用图 1所示电路测量电池组的电动势 e和内阻r。根据实验数据绘出如图 2所示的图线，其中 r为电阻箱读数，i为电流表读数，由此可以得到 e= v，r= 。7（福建省六校2013届高三模拟）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑动触头由a端向b端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5v且几乎不变，直到当滑动触头滑至临近b端时电压表的示数才急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值，出现上述情况的原因是_；改进的办法是_；改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图乙所示，由图像可知，这个电池的电动势e = _v，内电阻r= 。答案：滑动变阻器总阻值过大，远大于电源内阻；将滑动变阻器换成总阻值较小的；e=1.47v1.49v； r=2.62.8 8（山东省威海市2013届高三模拟）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：a待测的干电池（电动势约为1. 5 v，内电阻小于1. 0）b电流表g（满偏电流3 ma，内阻rg=10） c电流表a（00. 6 a，内阻0.1）d滑动变阻器r1（020，10 a） e滑动变阻器r2（0200，l a）f定值电阻r0（990） g开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的i1-i2图线。（i1为电流表g的示数，i2为电流表a的示数），则由图线可以得被测电池的电动势e= v，内阻r= 。9（浙江省五校2013届高三模拟）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.8 的保护电阻r0，实验电路如图1所示（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_（2）按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点，请画出u-i图，并由图求出：电池的电动势为_，内阻为_i/a0.100.170.230.300.40u/v1.201.000.800.600.55（4）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：_。答案:（1）r断路 （2）如下图左图所示； （3）如下图右图所示；1.5 v（1.45-1.55）；0.09 （4）电压表内阻分流10. （银川一中2013届高三模拟）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：a干电池e（电动势约为1.5v、内电阻大约为1.0） b电压表v（015v、内电阻大约为15k）c电流表a（00.6a、内阻ra=0.1） d电流表g（满偏电流3ma、内阻rg=10）e滑动变阻器r1（010、10a） f滑动变阻器r2（0100、1a） g定值电阻r3=990 h开关、导线若干（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写“r1”或“r2”）；（2）请画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。11.（黑龙江省哈三中2013届高三模拟）某课外小组计划用水果制作水果电池，并测量水果电池的电动势（e）和内阻（r）。他们将铜片、锌片插入水果中，制成了“水果电池”。某同学连接如图所示的实物图。（1）实物图中有两处导线连接错误，分别是导线_和导线_。（用“a”“f”表示）（2）更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，利用作图法做得u-i图像，经数据处理得：水果电池的电动势e=7.30v、内阻r=420。之后经检查发现，由于粗心，每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：e=_v、r=_。（结果保留三位有效数字）答案：（1）fd或fc （2）0.730；420解析：（1）电压表的“+”接线柱应该接电源的正极，即导线f连接错误；滑动变阻器起限流作用，应该选择“一上一下”两个接线柱接入电路，所以c、d两条导线中需要更改一条。（2）u-i图线与纵轴截距表示电源电动势e，图线斜率的绝对值表示内阻r的大小，根据题意，当把u-i图象的纵轴和横轴的单位同时缩小10倍时，图线与纵轴的截距也缩小10倍，而其斜率不变，所以，该水果电池的电动势和内阻的测量值应为e=0.730v，r=420。12（广西南宁二中2013届高三模拟）现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在58之间，可选用的器材如下：a待测电流表a（量程10ma） b电压表v1（量程0.3v，内阻约500） c电压表v2（量程3v，内阻约3k）d滑动变阻器r1（最大电阻10） e滑动变阻器r2（最大电阻500）f定值电阻r3（阻值10） g电源e（电动势3v） h开关s及导线若干 请设计出实验所用的电路，要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。 （1）器材应选用 （填器材序号字母）； （2）在方框内画出实验电路图并标明符号； （3）电流表a内阻的表达式为：ra= ，式中各符号的物理意义为 。端的最大电压值为为1810ma=0.18v，所以电压表选择选项b。综上可知，器材应选用abdfgh。（2）利用伏安法测电阻，滑动变阻器采用分压接法，待测电流表本身可以测量电流值，将定值电阻与待测电流表串联起来。电路原理图如答案图所示。（3）根据闭合电路欧姆定律有u=i（r3+ra），所以，其中u为电压表的读数，i为电流表的读数。13（浙江省重点中学2013届高三联考）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3v和15v，其内部电路如图所示，因电压表的表头g已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻r1、r2完好，测得r1=2.9k，r2=14.9k。现有两个表头，外形都与原表头g相同，已知表头g1的满偏电流为1ma，内阻为70；表头g2的满偏电流0.5ma，内阻为100，又有两个定值电阻r1=40，r2=30。若保留r1、r2的情况下，对电压表进行修复，则：（1）原表头g满偏电流i=_，内阻r=_.（2）用于修复电压表的器材有：_ （填器材符号）。（3）在虚线框中画出修复后的电路。（4）在利用修复的电压表，某学习小组用伏安法测量一未知电阻rx的阻值，又提供器材及规格为：电流表a量程05ma，内阻未知；最大阻值约为100的滑动变阻器；电源e（电动势约3v）；开关s、导线若干。由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为较精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补完整电路连接，正确连线后读得电压表示数为2.0v，电流表示数为4ma，则未知电阻阻值rx为_。答案：（1）1ma，100（2）g1和r2 （3）如下图所示 （4）如下图所示；600 14.（江苏省南京市2013届高三模拟）一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100。用10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到 挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是 ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是 。 答案：100；调零（或重新调零）；2.210 3 （或 2.2k）解析：用10挡测量电阻时，表头指针偏转角度很小，说明被测电阻阻值较大，应改用倍率较大的挡位来测量，即应换到100挡；欧姆表换挡后要重新欧姆调零；表盘读数为22100=2.210 3。15.（江西省2013届高三模拟）如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明 可能有故障（只填一处）。16. （云南省2013届高三模拟）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关k和两个部件s、t。请根据下列步骤完成电阻测量：（1）旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻线。（2）将k旋转到电阻挡“l00”的位置。（3）将插入“十”、“”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_ (填“0刻线”或“刻线”)。（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，按_的顺序进行操作，得出测量结果。a将k旋转到电阻挡“1k”的位置 b将k旋转到电阻挡“10”的位置c将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 d将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准时，每换一次挡，无需重新机械调零，但一定要进行欧姆调零，所以接下来要将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准（选项d）；最后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接（选项c）。17.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后：(1)若电压表的示数为2 v，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_.(2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 a,小灯泡亮，则断路的导线为_.(3)若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_.18.如图所示是测量通电螺线管a内部磁感应强度b及其与电流i关系的实验装置.将截面积为s、匝数为n的小测试线圈p置于螺线管a中间，测试线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该测试线圈的磁场均匀.将测试线圈引线的两端与冲击电流计d相连.拨动双刀双掷换向开关k，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在p中产生的感应电流引起d的指针偏转.(1)将开关合到位置1，待螺线管a中的电流稳定后，再将k从位置1拨到位置2，测得d的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为d,d=式中为单匝测试线圈磁通量的变化量.则测试线圈所在处磁感应强度b=_;若将k从位置1拨到位置2的过程所用的时间为t，则测试线圈p中产生的平均感应电动势e=_.(2)调节可变电阻r，多次改变电流并拨动k，得到a中电流i和磁感应强度b的数据，如表.由此可得，螺线管a内部磁感应强度b和电流i的关系为b=_.实验次数i(a)b(10-3t)10.50.6221.01.2531.51.8842.02.5152.53.1219.现有一个阻值为10.0 的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表盘面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测量某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧姆)(1)在下面的方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤.(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_. (3)20.通过实验描绘一个“2 v，1 w”小灯泡的u-i曲线，可供选择的仪器有：a.量程00.6 a,内阻约0.2 的电流表b.量程0100 ma,内阻约5 的电流表c.量程03 v,内阻10 k的电压表d.量程015 v，内阻50 k的电压表e.最大阻值为20 ，额定电流为1 a的滑动变阻器f.最大阻值为1 k,额定电流为0.1 a的滑动变阻器g.蓄电池4 v、导线、开关等(1)为了调节方便、测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_(填器材的序号).(2)若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图甲，请在图甲中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在02 v范围内连续变化，且尽可能减小实验误差.(3)该同学在正确完成实验后得到图乙所示的小灯泡u-i特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5 v,内阻为2.0 的电源上，小灯泡的实际功率是_w.围内连续变化，故滑动变阻器采用分压式