2018届二轮电学实验专题卷（全国通用）

1、专题18 电学实验 1【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 k，电阻R1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1I

2、2图象得到电池的电动势E=_V，内阻r=_。【答案】 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可）【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。2【2017·新课标卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 A，内阻大约为2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 ）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a

3、）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：R1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 （结果保

4、留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。【答案】（1）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。3【2016·全国新课标卷】（5分）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一

5、金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A适当增加两导轨间的距离B换一根更长的金属棒C适当增大金属棒中的电流其中正确的是 （填入正确选项前的标号）。【答案】（1）如图所示 （2）AC【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图像的性质，能根据图像进行分析，明确对应规律的正确应用。4【2016·全国新课标卷】（10分）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的

6、温度达到或超过60 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 ），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1 000 ），滑动变阻器（最大阻值为2 000 ），单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 。（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。（2）在电路中应选用滑动变阻器_（填“”或“”）。（3）按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前

7、，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。【答案】（1）连线如图所示 （2）R2 （3）650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警【名师点睛】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法。要特别注意本题使用了等效替换法，先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路，再接入热敏电阻时，就可以直接工作，这种

8、做法灵活、方便、安全。5【2016·江苏卷】（8分）小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ，R随t的升高而增大实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，和电流表的相应示数I1，I2，然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，（1）有以下两种电流表，实验电路中应选用 （A）量程0100 mA，内阻约2 （B）量程00.6 A，内阻可忽略（2）实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 调节至10

9、.0，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是 将旋钮a由“0”旋转至“1” 将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”（3） 实验记录的t和R的数据见下表：请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R-t图线由图线求得R随t的变化关系为R=【答案】（1）A （2）（或）（3）见下图 0.04t+8.8（0.04t+8.60.04t+9.0都算对）【解析】（1）已知电源电动势为1.5V，R在常温下的阻值为约10，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，常温下电路的电流最小，约为75mA，所以电流表选择A；（2）先将旋钮a由“0”旋转至“1”，然后将个位数及小数位旋转至

10、0，所以顺序为；（3）描点画图，如图所示，由图线可求R随t的变化关系为R=0.04t+8.8【方法技巧】通过估算电路中电压或电流的数值选择电表的量程，在描点画图时，尽可能使图像充满格子，纵坐标不一定要从0开始。1实验室有一种灵敏电流计G，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：待测灵敏电流计G1 、G2电流表A： (量程为1mA、内阻约为100)定值电阻R1：（阻值为400）定值电阻R2：（阻值为600）电阻箱R：（09999.9，最小调节量0.1）滑动变阻器R3：（最大电阻2000，额定电流1.5A）直流电源：电动势1.5V，内阻不计

11、；开关一个，导线若干。该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。（2）若灵敏电流计G2中的电流由b流向a，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值_（选填“增大或“减小”），直到G2中的电流为0。（3）读出电阻箱连入电路的电阻为1200，电流表的示数为0.6 mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig=_A，内阻Rg=_。【答案】减小 300 800【解析】（2）灵敏电流计G2中的电流由b流向a，说明b点电势比a点电势高，R2的阻值小于电阻箱接入电路的阻值，减小电阻箱R接入电路的阻值，当a、b两点电势相等时，流过

12、G2的电流为0点睛：本题考查了应用电桥法测灵敏电流表内阻与满偏电流实验，知道实验原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题2国标（GB/T）规定自来水在15时电阻率应大于13m。某同学利用图甲电路测量15自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有： 电源(电动势约为3V，内阻可忽略)理想电压表(量程为3V）理想电压表 (量程为3V）定值电阻 (阻值4k)定值电阻 (阻值2k)电阻箱R(最大阻值9999)单刀双掷开关S，导线若干，游

13、标卡尺，刻度尺。实验步骤如下：A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d；B.向玻璃管内注满自来水，确保无气泡；C.用刻度尺测量并记录水柱长度L；D.把S拨到1位置，记录电压表示数；E.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值R；F.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D、E；G.断开S，整理好器材。(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d=_mm；(2)玻璃管内水柱的电阻的表达式为=_； (用、R表示)(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的图象。可求出自来水的电阻率=_m(保留三位有效数字)。【答案】2

14、0.0 12.63某同学利用图示装置练习使用多用电表。（1）测所接电源的电动势 E：将多用电表的选择开关旋到_挡并选择适当量程，把开关 S1 打_填“a”或“b”），开关 S2 打向_（填“c” 或“d”），读出并记下电表的示数，然后断开 S1 和 S2。（2）测定值电阻的阻值 R（约为 1000）：将多用电表的选择开关旋到欧姆挡的_（填“1×”、“×10”、“×100”或“×1k”）挡并进行欧姆调零，把开关 S1打向_（填“a”或“b”），开关 S2 打向_（填“c”或“d”），读出并记 下电表的示数，然后断开 S1 和 S2。（3）测电阻 R 中通过

15、的电流 I：将多用电表的选择开关旋到直流“10mA”挡，把 开关 S1 打向 a，开关 S2 打向_（填“c”或“d”），读出并记下电表的示数， 然后断开 S1 和 S2。【答案】直流电压（或 V ） a c ×100 b c d4在“测定金属的电阻率”的实验中，提供两节内阻较小的干电池，待测金属丝阻值约为30。使用的电压表有3V（内阻约为300k）和15V（内阻约为5k）两个量程，电流表有0.6A（内阻约为0.1）和3A（内阻约为0.02）两个量程，滑动变阻器有A（020）、B（01500）两种。用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则：(1)螺旋测微器的示数是_mm(2)为减小电

16、阻的测量误差，应选用乙图所示的_电路（填“a”或“b”）(3)若已测得该金属丝长度为L，直径为D，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率用以上字母表示为=_【答案】1.7070.001 b 【解析】（1）螺旋测微器的读数为d=1.5mm+20.6×0.01mm=1.706mm；（2）由于两节干电池的电动势为3V，则电压表选择3V（内阻约为300k）；电路中电流最大值，故电流表选择0.6A（内阻约为0.1）； 待测电阻满足，电流表应用外接法，所以应选用b图所示的电路； （3）由及 S=d2可知 ，点睛：应明确：要分成“整数部分”和“小数部分”两部分来读，注意半毫米刻度线是否

17、露出；待测电阻满足，电流表应用外接法；反之用内接法5为测量一根金属丝（电阻约5 )的电阻率选用的电学器材：电压表（量程3V，内阻约 3K)，电流表（量程0. 6A，内阻约0.2 )，滑动变阻器0-15 )，学生电源（稳压输出3V)， 开关，导线若干。（1）如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮_(选填'“A”“B” (或“D”）发出“喀喀”声时停止；某次的测量结果如图乙所示，其读数为_ mm。（2）请在答题卡上用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整_。（3）如图丁所示，实验数

18、据已描在坐标纸上，作出图线_，求出该金属丝的电阻值为_ (结果保留两位有效数字）。（4）有人认为用图象法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的观点是否正确_？请说明理由_；【答案】（1）D； 0.540（0.539-0.541） （2）如图；（3）如图；4.2-4.6 （4）不正确； 多次测量取平均值只能减小偶然误差，不能减小系统误差；6某实验小组要测量电阻Rx的阻值（1）首先，选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为_ （2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：电压表V（3V，内阻约3k）； 电流表A（20 mA，内阻约2）

19、；待测电阻Rx；滑动变阻器R1（0-2k）；滑动变阻器R2（0-200）；干电池2节；开关、导线若干在图乙、图丙电路中，应选用图_（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用_（选填“R1”或“R2”） （3）根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接_（4）为更准确测量该电阻的阻值，可采用图戊所示的电路，G为灵敏电流计（量程很小），R0为定值电阻，R、R1、R2为滑动变阻器操作过程如下：闭合开关S，调节R2，减小R1的阻值，多次操作使得G表的示数为零，读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1；改变滑动变阻器R滑片的位置，重复过程，分别记下U2、I2，Un、In

20、；描点作出U-I图象，根据图线斜率求出Rx的值下列说法中正确的有_A闭合S前，为保护G表，R1的滑片应移至最右端B调节G表的示数为零时，R1的滑片应位于最左端C G表示数为零时，a、b两点间电势差为零D该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响【答案】（1）145-149 （2）丙 R2 （3）如图；（4）CD点睛：本题关键要明确电阻的测量方法、原理和实验误差的处理，其中用伏安法测量电阻时电流表内、外接法和滑动变阻器的接法选择是重点所在要知道惠斯通电桥测量电阻值的优点1某物理兴趣小组想测量某玩具汽车的电池(电动势约为1. 5 V，内阻约为1)的电动势和内阻(1)张同学用电压表直接接在该电池两

21、端，粗略测量电池的电动势，这样测出的电动势比真实值_(填“偏大”或“偏小”)。(2)李同学按照图甲所示电路，选定合适的器材，正确连接好实验电路。已知滑动变阻器的最大阻值远大于保护电阻R0的阻值; 闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数几乎不变，而电流表的示数几乎为零。若电路中只有一处故障，则该故障可能是_。（填选项前的字母）A.bc间断路B. a、b间短路C.保护电阻R0断路(3)王同学利用图乙所示电路测量电池的电动势和内阻,经正确操作后得到几组数据，并根据这几组数据作出电压表示数U的倒数1/U随变阻器R的阻值的倒数1/R变化的规律如图丙所示。由图象可知，该电池的电动势为

22、_V,内阻为_ （结果均保留两位有效数字）【答案】偏小 A 1.4 1.12理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为03V、内阻约为 电压表的阻值。实验室备有以下器材：A待测电压表:量程为03V、内阻约为B电压表:量程为0-6V、内阻约为C滑动变阻器R1:最大值、额定电流1AD定值电阻E电源：电动势6V，内阻约F开关一个、导线若干（1）利用以上器材设计如图所示测量电路，请你按图示电路将实验仪器连接起来（ ）（2）请写出按该电路测量电压表内阻Rv的表达式，并指出表达式中各物理量的含义_；（3）在正确连接电路后，闭合电键S，不断的调节变阻器R1滑片位置，记录多组电压表V1、V

23、2示数，作出U2U1图线如图所示。若，由图线上的数据可得Rv=_ 。【答案】 ，其中, 、 分别表示待测电压表 与电压表 的示数, 表示定值电阻阻值；29603如图所示，某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验，将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上，在金属丝上安一个小金属滑片c，连接好电路，电路中R0是保护电阻已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计闭合开关后电流表的读数为I0 调节滑片c的位置，分别测量出长度L及所对应的电压值U，并根据实验数据作出UL图象如图所示（1）试根据设计方案在虚线方框中画出电路原理图_；（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）（2

24、）根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连接导线_（3）在图线上取一点P，P点的横坐标值为L0， 纵坐标值为U0， 由此可得该金属丝的电阻率为_（用题目中所给的字母表示）【答案】 解得： 点睛：根据大内小外原则，判断电流表内接和外接，画出实验电路；根据电路图将实物图，顺次连接；利用欧姆定律和电阻定律列式综合求解。4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：A电池组（3V，内阻10）；B电流表（03A，内阻0.0125）；C电流表（00.6A，内阻0.125）；D电压表（03V，内阻3k）；E电压表（015V，内阻15k，）；F滑动变阻器（0

25、50，额定电流1A）；G滑动变阻器（05000，额定电流0.3A）；H开关、导线（1）要求较准确地侧出其阻值，电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_（填序号）（2）在本题虚线方框中画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图_【答案】（1）C D F （2）如图所示5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：A电池组（3 V，内阻1）B电流表（03 A，内阻00125）C电流表（006 A，内阻0125）D电压表（03 V，内阻3 k）E电压表（015 V，内阻15 k）F滑动变阻器（020，额定电流1 A）G滑动变阻器（02 000，额定电流03 A）H开关、导线（1）滑动变阻器应选用的是_。（填写器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表_接法（填“内”或“外”），采用此接法测得的电阻值比其真实值偏_（填“大”或“小”），造成这种误差的主要原因是