物理二轮复习含解析专题训练12电学实验

1、2012 物理二轮复习专题十二考试范围：电学实验1（ 8 分）现给出两个阻值不同的电阻R1 和 R2 ，用多用电表按正确的操作程序分别测出它们的阻值，测量 R1 时选用“ 100”欧姆挡，其阻值如下图中指针所示，R1=；测量 R2 时选用“ 10”欧姆挡，其阻值如下图中指针所示，R2=。将某一小量程的电流表改装成大量程的电流表，其中改装后量程较大的是电流表与（填“ R1”或“ R2”）联（填“串”或“并” ）的。2（ 10分）如下图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20的电阻，测量步骤如下：（1）调节，使电表指针停在指针对准的“ 0”刻线（填“电阻”或“电流”）。（2）将选择开关旋转

2、到“ ”档的位置。（填“ 1”、“10”、“100”或“ 1k”）（3）将红、黑表笔分别插入 “ +”、“”插孔，并将两表笔短接， 调节，使电表指针对准的“0”刻线（填“电阻”或“电流” ）。（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如下图乙所示， 该电阻的阻值为。（5）测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。3（ 8 分）如下图所示是电子拉力计的示意图，金属弹簧右端和滑动触头P 固定在一起（弹簧的电阻不计，P 与 R1 之间的摩擦不计） 。定值电阻R0；电阻 R1 是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的 （类似于滑动变阻器） ，其长度为 10cm，阻值 R1=300 ，电源电动势E=

3、3V ，内阻不计。理想电流表的量程为0100mA 。当拉环不受拉力时，触头P 刚好不与电阻R1 接触（即电路断开） 。弹簧的劲度系数为10000N/m。（1）电路中连入的R0 阻值至少应为。（2）设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值，那么在原电流表的40mA 处应改为N。分析可知，拉力计的刻度是否均匀。（填写“均匀”或“不均匀”）（3）为了使拉力计的量程增大应采用的措施是（只填写一条）。4（ 6 分）某待测电阻Rx（阻值约20）。现在要较准确地测量其阻值，且测量时要求两电表的读数均大于其量程的1/3，实验室还有如下器材：A 电流表A 1（量程 150mA ，内阻 r1 约为 10）B

4、电流表 A 2（量程 20mA ，内阻 r 2=30）C定值电阻R0（100）D 滑动变阻器R（ 010）E直流电源E（电动势约4V ，内阻较小）F开关 S 与导线若干（1）在右图中虚线框内画出测量电阻Rx 的电路图，并将图中元件标上相应符号；（2）用已知量和一组直接测得的量写出测量电阻Rx 的表达式为。5（ 8 分）（1）为了测量电源的电动势和内阻，在实验室里我们通常采取下图甲电路测量，请根据电路图甲连接实物图。（2）由于电压表和电流表内阻的影响，下图甲所示电路存在系统误差，为了消除这一影响，某同学设计了如下的实验方案：选择两块量程合适的电压表V 1 和 V 2，一个满足实验要求的电阻箱R，

5、电键若干。设计如下图乙所示的测量电路，该同学进行了如下的主要测量步骤：闭合电键S2，断开电键S1、 S3，记下此时电压表V 2 的读数闭合 S3，断开 S1，S2，调节电阻箱R，当电压表V 2 的读数与步骤的读数相同时，读出电阻箱的阻值为 R0闭合 S1、 S2，断开 S3，记下 V 1 的示数 U 1再断开S1，记下 V1 和 V 2的示数 U1和 U2请利用以上的测量数据写出该电源的电动势和内阻的测量值表达式r =。E=，6（ 6 分）如下图所示为一电学实验的原理图。该实验可用来测量待测电阻Rx 的阻值（约500）。实物图所给两电流表量程相同，内阻都很小。实验步骤如下：（ 1）调节电阻箱，

6、使它的阻值 R0 与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端；（ 2）合上开关 S；（ 3）将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转；（4）记下两个电流表和的读数 I1和 I2；（5）多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下和的多组读数 I1 和 I2；（6）求 Rx 的平均值。回答下面问题：（1）不计电流表内阻的影响，用I 1、 I2 和 R0 表示 Rx 的公式为Rx=。（ 2）考虑电流表内阻的影响，用I1、 I2、 R0、的内阻r1 、的内阻 r 2 表示 Rx 的公式为Rx=。7（ 8 分）一微安表的刻度盘只标注了表示量程Ig=100A的刻度线，尚未标注其他分

7、刻度线，请用下列全部器材测量微安表的内阻：待测微安表：内阻 Rg 约为 2k毫伏表：量程 250mV ，最小分度 5mV ，内阻约为 1k滑动变阻器R1 ：050滑动变阻器R2 ：03k直流电源E：电动势 E=1.5V ，内阻 r 约为 1单刀单掷开关S，导线若干（1）在如右图所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器。（2）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上：第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器R1、R2 的触头分别置于合理的位置；第二步：闭合S，分别调节R1 和 R2 至适当位置，（3）用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻 Rg=。8（ 8 分）某同学

8、设计如下图所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA 。（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到。（选填“最大值” 、“最小值”或“任意值” ）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流 I 。下列两组 R 的取值方案中，比较合理的方案是（选填“ 1”或“ 2”）方案编号电阻箱的阻值 R/1400.0350.0300.0250.0200.0235.030.025.020.015.0（3）根据实验数据描点，绘出的1-R 图象是一条直线。若直线的斜率为k，在1 坐标轴上的截距为b，II则该电源的电动势 E，内阻 r。（用 k、 b 和 RA 表示）9（10 分）测量“水果电池”的

9、电动势和内电阻的实验中，将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V ，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为 0.3A 的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测定电流约为 3mA 。现有下列器材：待测“水果电池”电流表：满偏电流3mA ，电阻约10电压表：量程 01.5V ，电阻约 1000滑动变阻器R1 ：030滑动变阻器R2 ：030k开关、导线等实验器材（ 1）本实验选用上面所示的实验原理图，应该选用哪种规格的滑动变阻器？。（填写仪器代号）（2）在实验中根据电压表的示数U 与电流表的示数I 的值，得到U I 图象

10、如上图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势E V ，内电阻r 。（3）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较，电动势（选填“偏大”或“相等”或“偏小”），内电阻r（选填“偏大”或“相等”或“偏小”）。10（8 分）一个标有“ 2.5V ，0.3A ”字样的小灯泡，现要测定其在0 到 2.5V 的范围内不同电压下的电功E率，有下列器材可供选择：A 电压表V （03V ，内阻 RV =3k）B 电流表 G（0500 A，内阻 RG=600 ）C电阻箱 R1（ 099.99）D 滑动变阻器R2（10，2A ）E滑动变阻器R3（ 1k，0.5A）F电源（

11、直流4V，内阻不计）（1）为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要（均用器材对应的字母填写）（ 2）根据你设计的实验电路，完成上面实物图的连线。（ 3）根据你的设计，若从仪表盘上读到的数据分别为U、I G，则小灯泡在该条件下的功率表达式为（均用字母表示）。表达式中除U、 IG 外，其他符号的意义为。11（ 10 分）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E 和内阻 r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。A 电压表V 1（量程 6V 、内阻很大）B 电压表 V 2（量程 3V 、内阻很大）C电流表 A （量程 3A、内阻很小）D 滑动变

12、阻器R（最大阻值10、额定电流4A）E小灯泡（ 2A、 5W ）F电池组（电动势E、内阻 r）G开关一只，导线若干实验时， 调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V 1 的示数增大， 则电压表V 2 的示数减小。（ 1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整。（ 2）每一次操作后，同时记录电流表 A 、电压表 V 1 和电压表 V 2 的示数，组成两个坐标点（ I，U1）、（I ，U2 ），标到 U I 坐标中，经过多次测量， 最后描绘出两条图线， 如下图所示，则电池组的电动势E V 、内阻 r。（结果保留两位有效数字）（3）在率为U I坐标中两条图线在P 点相交，此时滑动变阻

13、器连入电路的阻值应为（结果保留两位有效数字）。，电池组的效12（10 分）测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度的器材如下：A 待测螺线管L（符号）：绕制螺线管金属丝的电阻率为，电阻B 螺旋测微器C电流表 A 1：量程 100A ，内阻 RA1 500 D 电流表 A 2：量程 0.6A ，内阻 RA2 =15RL 约为100E电压表V 1：量程 6 V ，内阻 RV1 4 k F电压表V 2：量程 3V ，内阻 RV2 2kG定值电阻： R0 50H 滑动变阻器R：全电阻约为1kI 电源 E ：电动势 9V ，内阻忽略不计J开关 S 一个，导线若干（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如上图

14、所示，其示数为（2）根据所给实验器材，电流表选用，电压表选用dmm。（填写实验器材前面的字母）。（3）根据所给实物图，在右侧方框中作出实验原理图。（4）若测得的金属丝直径用d 表示，电流表G 的读数用I 表示，电压表V 的读数用U 表示，则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L 。答案与解析1【 命题立意 】本题考查多用电表读数以及电表改装。【思路点拨 】欧姆档读数时需要乘以倍率。【答案 】（每空 2 分） 900 300R2并【解析】用面板读数乘以倍率即为读数，故 R1=900， R2=300。把小量程的电流表改装成大量程电流表，需要并联一个小电阻。2【 命题立意 】本题考查多用电表的使用

15、。【思路点拨 】使用多用电表测量电阻，注意倍率选择和欧姆调零。【答案 】（除标注外，每空 2 分）（1）调零螺丝电流 （ 2）1（ 3）调零旋钮 （ 1 分） 电阻 （1 分）（4） 19.0 【解析 】使用多用电表欧姆档，先机械调零。中值电阻为15，测量 20 的电阻时，要使用1 的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0。3【 命题立意 】本题考查传感器相关知识。【思路点拨 】根据欧姆定律和胡克定律解答。【答案 】（每空 2 分）（ 1）30（ 2） 850不均匀（3）更换劲度系数更大的弹簧【解析】（1）当 P移动到 R1 的最右端时，电流表恰好满偏，则有R0E

16、，30 。（2） Rx ER 45I maxI0300 45300，解得 x=8.5cm，F=kx=850N ；由于电流与拉力不成正比，所以刻度不均匀。（3）换劲度x10系数更大的弹簧，弹簧伸长相同的长度时，需要的拉力更大。4【 命题立意 】本题考查电阻的测量。【思路点拨 】本题没有电压表，要把电流表改装成电压表使用。【答案 】（ 1）如右图所示（4 分）（ 2） Rx I 2 r2R0（ 2 分）【解析】从题给出的器材中知，这里对电阻I 1I 2Rx 的测量可用伏安法来设计电路。由于题给出的器材中没有电压表，而电流表A 2 的内阻 r2 已知，因此电压表可由电流表 A 2 和固定电阻 R0（

17、 100）串联。通过计算我们不难发现，这种设计完全符合题中的测量要求。考虑到题给出的其它器材规格与要求，控制电路宜采用分压式控制电路。完整的实验电路设计成如右图所示。 进行实验时在某次合适的测量中，记下 A1 表与 A 2表的示数分别为 I 1 与 I2，则有（I 1- I2）Rx=I2 （r 2+R0 ），故 Rx I 2 r2R0 。I1I 25【 命题立意 】本题考查电源电动势的测量。【思路点拨 】根据实验电路，连接实物图。根据欧姆定律列方程求解电动势和内阻。【答案】（ 1）如右图所示（ 4 分）（ 2） EU1U2 （ 2 分）； rU1 U2U1R （2分）U1 U1U1U01【解析

18、】（ 1）略（ 2）设电源的电动势为E、内阻为 r ，电压表 V2 的电阻为 R。由步骤可知，电压表V 1 的电阻为 R0。由步骤可知电压表V 1 和电源构成闭合电路，则 U1ER0 。由步骤可知，电压表V 1 、电压表 V 2 和电源构成闭合电路，R0r则 U1ER0，UER联立解得 E U 1U 2 ； r U1 U 2U1R0。r R2R0R r R0UUU U10，1116【 命题立意 】本题考查电流表内阻的测量。【思路点拨 】根据欧姆定律和并联知识求解。【答案 】（1）I1R（3 分）（2） I1 r1 R0r（3 分）【解析 】（ 1）若不计电流表内阻，则有：I 1R0=I 2Rx

19、，I 20I 22故 RI1 R（ 2）若考虑电流表内阻，则有：I 1（ r1+R0）=I 2（r 2+Rx），故有： RI1 r1 R0rx0xI22I 27【 命题立意 】本题考查电表内阻的测量。【思路点拨 】微安表只有满偏电流刻度线，必须使微安表满偏从而测电流。把毫伏表与微安表串联，从而测量微安表两端的电压。需要注意两个滑动变阻器，一个作粗调，一个作细调。【答案 】（1）如右图所示（3 分）（2）使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U （2分）U（3）I g（3 分）【解析】（1）微安表内阻比较大，因而把阻值较小的滑动变阻器用作分压接法， 从而粗调电压； 而阻值较大的滑动变阻器用作限流接法

20、，而微安表和毫伏表的内阻比较接近，因而两者并联，所作电路图如右图所示。从而微调电压。（ 2）因要使用微安表的刻度，故而必须使微安表满偏，记下此时毫伏表的示数。（3）根据欧姆定律可知，微安表的内阻为U。I g8【 命题立意 】本题考查测量电源的电动势和内阻的实验。【思路点拨 】在闭合开关时需要保护电流表不被烧坏，因而需要调节电阻箱，使其阻值最大。根据欧姆定律，把表达式变换成题中需要的函数形式，在根据数学知识求解即可。【答案 】（每空 2 分）（ 1）最大值 （ 2）2 （3） 1bRkkA【解析 】（ 1）为保护电流表，将电阻箱的电阻调到最大值；（2）实验时，若电阻箱的阻值太大，电流很小，实验误

21、差大，所以比较合理的是方案2；（3）由闭合电路的欧姆定律有：E I r RA R ，整理得11RrRA ，所以 k1， brRA ，解得 E1， rbRA 。IEEEEkk9【 命题立意 】本题考查电源电动势和内阻的测量，同时考查误差分析。【思路点拨 】根据教材上测量电源内阻和电动势的原理分析，但是要注意电流表和电压表的位置关系。【答案 】（每空 2 分）（1）R2（2） 1.5V500 （3）相等偏大【解析 】（ 1）“水果电池”电动势约为1.5V ，电流约为 3mA，估算其内阻约为500，要使电路电流变化范围大一些，需要选用与电源内阻接近的滑动变阻器，故选用R2。（2）根据图象可知：纵截距

22、表示电动势，斜率绝对值表示内阻。 故电动势为1.50V ，内电阻为 500。（3）根据欧姆定律可得 E U 1 I 1 r RA，EU 2I2 rRA ，由此可知电动势E 测量值等于真实值，而内电阻测量值大于真实值，因为还包含电流表内阻。10【命题立意 】本题考查实验器材的选取、实物图的连接和功率的计算。【思路点拨 】根据小灯泡的额定电压和电流确定电压表和电流表，再根据题意确定滑动变阻器的选择。【答案 】（ 1）ACD （ 2 分）（ 2）实物连线图如右图所示（4 分）（3） U IGIGRGU（ 2 分）；其中 RG、RV 分别是电流表 G、电压表 V 的R1RV内阻， R1 是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻（2分）【解析 】（1）由于要测量小灯泡在不同电压下的电功率，需要测量小灯泡的电压和电流，但电流表量程太小，需要并联电阻箱改装，故选A 、 C。电压要从0 开始变化，滑动变阻器采用分压接法，选用阻值较小的，故选D。（2）控制电路采用滑动变阻器分压接法，测量电路由于小灯泡电阻较小，改装后的电流表采用外接法。实物电路图如上图所示。（ 3）电压表和小灯泡并联，故通过小灯泡的电流为I GI GRGU ，故小灯泡的功率为U I GIG RGU。R1RVR1RV11【 命题立意 】本