2018届高三物理二轮复习专题五物理试验第2讲电学试验逐题对点特训

1、第 2 讲电学实验逐题对点特训1. （2017内蒙古联考）某同学利用如图甲所示的电路测量一多用电表电阻“X所用电源的电动势E和一电压表的内阻R.（约 13kQ）（1）先将多用电表进行机械调零，再将多用电表的选择开关调到电阻“x1k”挡，之后进行欧姆调零.（2）将图甲中多用电表的黑、红表笔分别与_&_、_B_端相连.（选填A”或B”）（3）将图甲中多用电表的黑、红表笔与电压表正确连接后，调节电阻箱，使多用电表指针位于表盘中央位置，此时电阻箱的阻值为 R=1kQ,若此时多用电表、电压表的示数分别如图乙、图丙所示，则电压表的读数为 1.40V,电压表的内阻 Rz=14kQ,多用电表内部电源的

2、电动势 E=_3.0_V.解析（2）根据多用表内部电路结构，可知多用电表的黑、红表笔分别与A、B端相连.（3）多用电表欧姆调零时指针满偏（即欧姆零刻度处），由题图乙得多用电表读数为 R=15kQ,则电压表的内阻 RV=RR=14kQ,由题图丙得电压表的读数 U=1.40V,多用电表欧姆调IaIa零后内部的总电阻设为R,则 E=IgR,当多用电表表头半偏时，有E=（R+R）,U=R得 E=2Ux-=3.0V.rv2. （2017 湖南长沙一模）某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻 R 的阻值及电源的电动势和内阻.（1）根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整.1k”挡甲弟用表表乙向（2

3、）实验时用 U、U、I 分别表示电表 Vi、V2、A 的读数，定值电阻 R 的计算表达式是 RUL2（用测得的物理量表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得IR 的值大于_实际值.（选填“大于”“等于”或“小于”）（3）将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U、L2、I的一系列值.实验小组在同一坐标上分别作出L1-I、L2-1图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是L1I图线（填“U-I”或“L2-I”）.若用该图线来求电源电动势E和内阻r,且电表V的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是电压表 M 分流解析（2）定值电阻 R 两端电压为 U=L1-L2,由欧姆定律可得定值电阻

4、R 计算表达式为R=57U.由于电压表的分流，定值电阻中的实际电流大于电流表读数，所以测量值大于真实值.（3）L1I图线为电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻；UI图线为把定值电阻视为电源内阻一部分的等效电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻与定值电阻之和；所以所作图线斜率绝对值较小的是UI图线.若用该图线来求电源的电动势和内阻，则引起实验系统误差的主要原因是电压表V分流.答案（1）如图3. （2017全国卷 I）某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有：小灯泡 L（额定电压 3.8V,额定电流 0.32A）;电压表（量程 3V,内阻 3k）;电流表（量程 0.5A,内阻 0.

5、5）;固定电阻 R（阻值 1000）;滑动变阻器 R 阻值 09.0）;电源区电动势 5V,内阻不计）；开关 S;导线若干.（1）实验要求能够实现在 03.8V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图.甲乙（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示.由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻土曾大_（选填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_曾大_（选填“增大”“不变”或“减小”）甲（3）用另一电源 E（电动势 4V,内阻 1.00）和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关 S,在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_0.39

6、_W,最大功率为_1.17_W.（结果均保留 2 位小数）解析（1）要实现在 03.8V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻 R 串联，将量程改为 4V.由于小灯泡正常发光时电阻约为 12Q,所以需将电流表外接.（2）由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.（3）当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为 9.0Q 时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图甲中画出等效电源 E0（电动势 4V,内阻 1.00Q+9.0Q=10）的伏安特性曲线，函数表达

7、式为U=410I（V）,图线如图中 I 所示，故小灯泡的最小功率为Pmin=UI1=1.75X0.225W=0.39W.当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图甲中画出电源日（电动势 4V,内阻 1.00）的伏安特性曲线，函数表达为为U=4I（V）,图线如图中 H 所示，故小灯泡的最大功率为Pmax=U2I2=3.68X0.318W=1.17W.（2）若滑动变阻器采用分压接法，请你根据该同学可能的电路设计帮他连接图乙中的实物图.（3）滑动变阻器应选择_C 一定值电阻应选择 E.（填相应器材前字母）（4）某次实验时电压表VI,和电压表 V 的读数

8、分别为 U 和 U,则电压表VI内阻 R/1 的表UR达式为即=U2-U1；用该表达式所得的电压表 V1内阻的测量值与真实值相比相等答案（1）实验电路原理图如图所示4. （2017云南七校联考）某同学想在实验室测量电压表 Vi的内阻.（1）他先用多用电表的欧姆“X1k”挡测量，如图甲所示，该读数为 6kQ;为了更准确地测量电压表 M 的内阻，实验室提供的实验器材如下：A.待测电压表卜（量程为 03V）B.电压表 V2（量程为 09V,内阻约为 9kQ）C.滑动变阻器R（最大阻值为 20Q,额定电流为 1A）D.滑动变阻器 R（最大阻值为 20kQ,额定电流为 0.1A）E.定值电阻 R（阻值为

9、 6kQ）F.定值电阻 R（阻值为 10kQ）G.电源（电动势为 9V,内阻约为 1Q）H.开关一个、导线若干甲乙_（选填“偏大”“偏小”或“相等”）解析解决本题时应明确两点：电压表实质上相当于一个可以显示自身电压的大电阻；内阻确定的电压表也可以当电流表使用.（1）多用电表的读数为 6kQ.（2）由题图乙可知，电压表 V2 测量定值电阻和电压表 Vi 两端的电压，为测量电压表 Vi 的内阻，应将定值电阻与电压表 Vi 串联.（3）若采用如图所示的电路，滑动变阻器采用分压接法，应选择阻值较小的 R,这样便于调节；定值电阻应该选择阻值与电压表内阻相当的 R.（4）由电路的特点及一 U-UR欧姆定律

10、可知 Ua=F3+U,解得 RxHn，由于电压表 M 和电压表 V2 所测的电压均为真 rViUU实值，故电压表 Vi的内阻的测量值等于真实值.答案（2）如图所示5. （20i7山西名校联考）某物理兴趣小组的同学想利用实验室器材测量某一粗细均匀的金属导线的电阻率 p,以如图甲所示的方式用毫米刻度尺测量金属导线的直径 d,然后设计好电路图进行实验测其电阻R,已知实验室中有下列备用的器材：A.电源E（3V,内阻约为 iQ）B.电压表 V（I0V,内阻 r 约为 5kQ）C.电流表 Ai（0.6A,内阻ri=5Q）D.电流表 A2（3A,内阻r2约为 iQ）E.定值电阻 R=5Q,定值电阻 R=30

11、QF.开关 S,导线若干10LI甲乙（i）该金属导线的直径 d=i.25（i.23i.27 均可）mm.（2）某同学截取了长度为L的金属导线，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是_CD_.A.测量前检查指针是否停在左端的电流“0”刻度位置，如不在，则要进行欧姆调零B.若用欧姆表“X1”挡测量，指针恰好在刻度 3050 的正中间，则待测金属导线的电阻为 40QC.若用欧姆表“X10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“X1”挡D.每次改变不同倍率，测量前欧姆挡都要重新进行欧姆调零（3）为了较准确地测量金属导线的电阻 R,小组同学共同设计了如图乙所示的电路图，其中a表应选用_

12、曰_,b表应选用_A_.（选填“A1”或“A2”）（4）定值电阻 R 应选用_R_.（选填R”或R”）dd211r1（5）闭合开关 S,记下电表甲、乙的读数11、I2,最后得电阻率p=-一-d1.（用4LI2I1d、L及电表相关量的字母来表示）解析（1）由题图甲可知 10 匝金属导线的总长度是 1.25cm,则该金属导线的直径R=1.25cm=1.25mm.（2）测量前检查指针是否停在左端的电流“0”刻线位置，如不在，则要进行机械调零，故选项 A 错误；若用欧姆表“X1”挡测量，指针恰好在刻度 3050 的正中间，由于欧姆表刻度线不均匀，左密右疏，故待测金属导线的电阻小于 40Q,故选项 B

13、错误；指针偏转角度过大，说明电阻挡选择过大，应换小挡位进行测量，故选项 C 正确；欧姆表测量电阻时，每次换挡都要重新进行欧姆调零，故选项 D 正确.（3）由于电流表AI内阻确定，并与待测电阻并联，可用来测待测金属导线的电阻 R 两端的电压，用电流表 A2 测得的电流减去电流表AI测得的电流就是流过待测金属导线的电流， 根据欧姆定律就可求出其阻值，故a表应选用电流表AI,b表应选用电流表 A2.（4）整个回路中电流不能超过 0.6A,而电动势为 3V,因此总电阻应略大于 5 而电源内阻约为 1 因此定值电阻 R 应选 R,既可保证电流不超过电流表量程，也保证电流表读数准确.（5）待测金属导线两端

14、的电压UI11,R=;由 R=P-I2I1兀兀dI此p=Tjj.(I1为电流表 A1小数，I2为电流表 4LI2I1导线长度）6. （2017 陕西咸阳模拟）发光二极管（LED）是一种被广泛应用到显示器、照明等各领域的非纯电阻元器件，它把电能转化为光能和热能.某兴趣小组为探究工作电压是“1.44V、最大正向直流电流是“520mA 白LLED 管的IU曲线，并依此实验计算发光二极管效率达最大时其电阻和辐射的光功率，设计了如图甲所示的实验电路.=IIPI,流过待测金属导线的电流I=I2I1,因此A2示数，1为电流表 A 内阻，L 为金属甲实验室备有以下器材电流表 Ai：量程 025mA,内阻约为

15、50电流表 A2：量程 0200mA,内阻约为 10电压表 V:量程 05V,内阻约为 102kQ;滑动变阻器 R:阻值范围 015 最大电流 1A;滑动变阻器 R:阻值范围 01k 最大电流 100mA;直流电源 E:输出电压 6V,内阻不计；开关 S、导线若干.(1)为了提高实验结果的准确性，电流表应选择_A1_;滑动变阻器应选用R.(以上填器材代号)(2)实验小组根据实验得到的数据描点绘出了如图乙所示的IU 图象，而发光二极管(LED)的效率 Y与通过二极管的电流I的关系曲线如图丙所示.其中发光二极管的效率 Y是指辐射的全部光功率P与供给发光二极管的电功率的比值.则发光二极管效率达最大时

16、其电阻 R=_06.7=Q,辐射的光功率 P=_5.76X103_W.解析(1)由于发光二极管中电流为 520mA,为了提高实验结果的准确性，电流表应该选择量程为 025mA 的 A.由于实验电路采用滑动变阻器分压接法，滑动变阻器应该选择阻值范围小的R.(2)根据题图丙，发光二极管效率达到最大时对应的电流为 6mA,根据题图乙电流为 6mAM 应的电压为 1.6V,发光二极管输入功率P=UI=9.6X113W 由刀=PpX100%解得=p 光=px60 险 5.76X103W.由于发光二极管是非纯电阻元件，故不能用R=。解二极管的电阻，发光二极管效率最大时P热=PP光=3.84X10-3W由P

17、热=|2也解得 R=106.7Q.7.(2017河北保定调研)某同学从下列给出的实验器材中选择了部分器材，设计了能够测量电流表 G 内阻 r1的电路，如图甲所示.可供选择的器材如下:A.待测电流表 G（量程为 01mA,内阻约为 300Q）8. 电流表 G（量程为 010mA,内阻约为 30Q）C.定值电阻一（阻值为 30Q）D.定值电阻二（阻值为 200Q）E.滑动变阻器一（阻值范围为 01000Q）F.滑动变阻器二（阻值范围为 020Q）G.干电池E（电动势约为 1.5V,内阻很小）H.开关 S 及导线若干（1）为尽可能准确地测量电流表 G 的内阻并能测得多组数据，电路中定值电阻 R 应选

18、0,滑动变阻器R应选 F.（填写器材前面的字母序号）（2）请根据电路图甲用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整.（3）实验步骤如下：连接电路；（为电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）闭合开关S,移动滑片P至某一位置，记录G和G的示数，分别记为11和12；多次移动滑片，记录各次G和G的读数I1和I2；实验过程中某次电流表G的示数如图丙所示，请将其读数填在下面的表格中；I1/mA00.150.240.400.550.640.7512/mA01.62.54.05.66.57.6以II为纵轴，I2为横坐标，将最后一个点描绘在图丁的坐标纸中并作出I1-I2图线（用直线拟合）.根据图线斜率k及定值

19、电阻R,得到待测电流表G的内阻表达式为R（用 k、R 表示），其数值大小为 270Q.（计算结果保留三位有效数字r/jiiA解析（1）电流表 G 的满偏电流为10mA,G 的满偏电流为 1mA,内阻约为 300，由串并联电路的特点可知 R 约为则 R 应选 C;由于滑动变阻器以分压式接入电路，因此滑动变阻器应选择阻值较小的F.（2）根据电路图将实物连接，如图甲所示.（3）由电流表的读数规则可知该电表的读数为0.75mA 将表中的数据描绘在坐标系中，连接的图线如图乙所示；由电路连接特点可知RI1I2,则R+1,解得1=C1:R,由图线可知斜率 k=0.1,贝Ur1=270Q.答案（2）如图甲所示

20、如图乙所示甲0.4H0.2H|2.fl4.ft.OS.O乙8.（2017河北石家庄二中模拟）在某次实验大赛中，需要设计一电路来测量“金属丝的电阻率”，提供的器材如下表所示.实验要求方法简捷，且尽可能提高测量精度序号器材说明金属丝（L）长度为L。，直径为D,阻彳 1 约 10Q电流表（A1）量程 10mA,内阻 r=30Q电流表（A2）量程 500A,内阻2=800Q电压表（V）量程为 10V,内阻为 10kQ电阻（R）阻值为 100Q,起保护作用滑动变阻器（R）总阻值约 10Q电源（E）电动势 1.5V,内阻很小(S)导线若 T154()乙用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为_

21、0.400_mm.(2)该同学设计了如图乙所示的电路，并测得金属丝直径 D,长度为 L),接入电路后,(3)实验时，该同学发现自己设计的电路无法实现要求，请你帮他设计电路，除了序号为的器材外，还需要的器材为_(填写序号)，请在方框中画出你所设计的实验电路图.解析(1)根据螺旋测微器的读数规则，测量金属丝的直径读数为 0.400mm.(2)由欧姆UL0D2定律知金属丝电阻 FU-,由电阻定律，R=p-,S=兀2,联立解得该金属丝的电阻率的1S22表达式为 p=杂口(3)由于电压表量程太大，故电压表不可用.又两电流表满偏时，两侧4IL0电压过低，分析可知电阻R应用于限流，将金属丝与电流表 A 串联

22、后再与电流表 A2 并联，由并联电路电压相等即可求出金属丝的电阻，除了序号为的器材外，还需要的器材为.答案(3)电路图如图所示9. (2017山东潍坊统考)某兴趣小组要精确测定电源的电动势和内阻，他们找来了如下器材：A.电流表 G(量程为 30mA、内阻未知)B.电阻箱R(0999.9Q)C.滑动变阻器R(020Q)D.滑动变阻器 R(01kQ)E.开关、导线若干F.电源及电动势约 10V)(1)要完成实验，首先需测量电流表G的内阻.测量电流表G内阻的实验电路如图甲所示：电压表示数为 U,电流表示数为 I,则该金属丝的电阻率的表达式为兀UD4ILo将下述实验过程补充完整.须甲a.选择器材，滑动

23、变阻器 R应该选取_R_（选填“R”或R”）；b.连接好电路，R的滑片应调到_2 一（选填“a”或b”）端；c.断开 Q,闭合 Si,调节 R,使电流表 G 满偏；d.保持 R不变，闭合 S,调节电阻箱 R 的阻值，当 R=10Q 时，电流表 G 的示数为 20mA;如果认为闭合&前后干路上电流不变，则电流表 G 的内阻 R=_5_Q.（2）在测出电流表内阻 R 后，测定该电源的电动势和内阻的电路如图乙所示.闭合开关1S,调整电阻箱R读取相应的电流表本数I,记录多组数据（R,I）,得到如图丙所本的-R解析（1）电源的电动势约为 10V,电流表的满偏电流为 30mA 则电路总电阻的最小值为Rin=E=焉0=333.3则滑动变阻器应选择R;闭合开关S前，应将滑动变阻器I0.03接入电路的电阻值调到最大，因此连接好电路后，滑动变阻器的滑片应调到a端；闭合 S2后，由并联电路的特点可知，（IgI）R=IRg,则 R=5Q.（2）根据题图乙，由闭合电路欧姆、八.11r+R1r+R定律可知E