2022届高考物理一轮复习经典题汇编36电学实验【含答案】

电学实验一．填空题（共1小题）1．Ⅰ．已知用不同的测量工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：A.2.4cmB.2.37cmC.2.372cmD.2.3721cm①用最小分度值为毫米的刻度尺测量的结果是；②用有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是；③用螺旋测微器测量的结果是。II．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到．只要测量出多组单摆的摆长l和运周期T，作出T2﹣l图象，就可求出当地的重力加速度，理论上T2﹣l图象是一条过坐标原点的直线。某同学在实验中，用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离l0，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出T2﹣1图象，如图1所示。①造成图象不过坐标原点的原因可能是A、将l0记为摆长l；B、摆球的振幅过小C、将（lo+d）计为摆长lD、摆球质量过大②由图象求出重力加速度gm/s2（取π2=9.87）Ⅲ．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：A、直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）B、直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）C、直流电流表（量程0～600mA，内阻约为5Ω）D、直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）E、直流电压表（量程0～5V，内阻约为10kΩ）F、滑动变阻器（最大阻值l0Ω，允许通过的最大电流为2A）G、滑动变阻器（最大阻值lkΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据①实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均用序号字母表示）②某同学通过实验正确地做出了小灯泡的伏安特性曲线如图2甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图2乙所示的电路中，其中电源电动势为E=6v，内阻r=lΩ，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为W（结果保留两位有效数字）二．实验题（共10小题）2．某实验小组预测定一只小灯泡（其额定功率为0.75w，但额定电压已经模糊不清）的额定电压值，实验过程如下：他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式算出小灯泡的额定电压U=≈1.23v．但他们认为这样求得的额定电压值不准确，于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路，进行进一步的测量．他们选择的实验器材有：A．电压表V（量程3v，内阻约3kΩ）B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω）C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω）E．滑动变阻器R2（0～50Ω）F．电源E（电动势4.0v，内阻不计）G．开关s和导线若干（1）测量过程中他们发现，当电压达到1.23v时，灯泡亮度很弱，继续缓慢地增加电压，当达到2.70v时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，所有测量数据见表：次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中数据，在给出的坐标纸上作出U﹣I图线，从中可得小灯泡的额定电压应为v（结果保留两位有效数字）．这一结果大于实验前的计算结果，原因是．（2）从表中的实验数据可以知道，他们在实验时所选择的电路应为，电流表应选（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选（填“R1”或“R2”）．3．在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，已知待测小灯泡的额定电压6V，额定功率约为3W，提供的器材有：电流表A：量程为0.6A，内阻约为0.5Ω；电压表V：量程为3V，内阻为3KΩ；滑动变阻器R1（0：10Ω，2A）；滑动变阻器R2（0，500Ω，1A）；定值电阻R3=1kΩ；定值电阻R4=3KΩ；电源：电动势为9V，内阻约为0.1Ω；开关一个，导线若干．（1）实验中，应该选用的滑动变阻器是，定值电阻是（填仪器的字母代号）．（2）根据所给的器材，在虚线框中画出实验电路图．4．如图甲表示某电阻R随温度t变化的关系，图中R0表示o℃时的电阻，K表示图线的斜率．若用该电阻与电池（E．r）、电流表Rg、变阻器R'串连起，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”．（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的侧（填“左”、“右”）；（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、K等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：t=；（3）由（2）知，计算温度和电流的对应关系，需要测量电流表的内阻（约为200Ω）．已知实验室有下列器材：A．电阻箱（0～99.99Ω）；B．电阻箱（0～999.9Ω）；C．滑线变阻器（0～20Ω）；D．滑线变阻器（0～20kΩ）．此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等．请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg的电路．在这个实验电路中，电阻箱应选；滑线变阻器应选．（只填代码）用此“半偏法”测得的电流表内阻的值比真实值（填“偏大”或“偏小”），此误差属于（填“系统误差”或“偶然误差”）5．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不同的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：（1）把电压表量程扩大，实验电路图如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表（2）实验可供选择的器材有：A．电压表（量程为3V，内阻约为2kΩ）B．电流表（量程为3A，内阻约为0.1A）C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）回答：电阻箱应选，滑动变阻器应选．（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U﹣I图线如图丙所示，可知电池的电动势为V，内阻为Ω．6．实验室有一标有均匀刻度但没有标示的电压表，通过测量可知其内阻r1=150k，量程约为13V～16V．现小明为了精确地测量电压表的量程，选择的实验器材如下：A．量程为3V的标准电压表，内阻r2=30kB．量程为3A的电流表，内阻r3=0.01C．滑动变阻器R，总阻值为1kD．电动势为20V的电源E，内阻可忽略不计E．开关S、导线若干．要求方法简捷，尽可能减少误差，并能测出多组数据．（1）小明设计了图甲所示的三个测量电路，为了精确地测量电压表的量程，并且能完成多次测量，应选择电路图．（填字母）（2）根据选择的最合适的电路，将图乙中的实物图用笔画线代替导线连接成完整的电路．（3）根据所选择的电路从其中的测量数据中选出一组来计算待测电压表的量程Um，则Um的关系式为，该关系式中各符号的物理意义分别为．7．一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表（0～200mA，内阻是12Ω）电阻箱R（最大阻值9.9Ω）一个开关和若干导线．（1）由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A联，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0=Ω．（2）图1虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．（3）若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出得到多组数据后描点作出R﹣图线如图2所示，则该电源的电动势E=V，内阻r=Ω．8．在测量电池的电动势E及内阻r的实验中，某同学在电路中添加了一个未知阻值的保护电阻R0，本实验的器材有：待测电池E，保护电阻R0，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关K1，单刀双掷开关K2，导线若干．①据图1所示的电路原理图把图2所示的实物图用笔画线代替导线补充完整．②该同学先将K2扳到（填“a”或“b”）来测量定值电阻R0，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录；再将K2扳到（填“a”或“b”）来测定路端电压和电流，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录．③将两次记录的数据在同一个坐标系中描点作图，如图3所示，由图象可得保护电阻R0=Ω，被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω；由实验电路图分析可知，所测电阻R0的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值．9．某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ．（1）用游标卡尺测量其长度，如图1所示，则其长度L=mm．（2）为精确测量R的阻值，该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔中，将选择开关置于“×l”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度如图2甲所示．试问：①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“”档位置．②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处，如图2乙所示，那么他该调节直至指针指在“0Ω”处再继续实验，结果看到指针指在如图2丙所示位置．（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A．灵敏电流计G（量程200μA，内阻300Ω）B．电流表A（量程3A，内阻约0.3Ω）C．电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）D．电压表V2（量程l5V，内阻约5kΩ）E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）F．F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R2以及电源E（电动势4V，内阻可忽略）、电键、导线若干为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有．请在图3的方框中画出你设计的电路图．10．为了较准确的测定Rx的电阻（约为10Ω）、电池的电动势和内阻（内阻约为2Ω），设计了如图1所示原理图，其中电压表V：量程为2V、内阻较大；电阻箱R1：0﹣99.99Ω（1）按照原理图用笔画线代替导线在图2上连接实物电路；（2）连接好电路后，先测定电阻Rx；第一步：闭合S1和S3，断开S2，记录电压表示数U1；第二步：闭合S1和S2，断开S3，调节R1使电压表示数仍为U1，记录此时R1的阻值为R0，则被测电阻Rx=（3）闭合S1和S2，断开S3，调节R1改变电路的总电阻，记录电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，做出随变化的图象，如图3所示，图线的纵轴截距为b、斜率为k，则电池的电动势为，内阻为．11．如图1所示电路是测量电流表内阻Rg的实物连接图，实验的操作步骤如下：a、将电阻箱R的电阻调到零b、闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片，使得电流表示数达到满偏电流I0c、保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为d、读出电阻箱的电阻R0可求得电流表的内阻Rg（1）请在如图2方框中画出测量电流表内阻的电路图；（2）电流表的内阻Rg与读出的电阻箱电阻R0关系为．（3）已知电流表的量程50mA，内阻约为100Ω，可供选择的滑动变阻器R1有：A阻值0～10Ω，允许通过最大电流2A；B阻值0～50Ω，允许通过最大电流1.5A．可供选择的电阻箱R有：C阻值0﹣99.9Ω，D阻值0﹣999.9欧姆．为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是；应选用的电阻箱R是．（填仪器前的字母代号）（4）本实验中电流表的测量值Rg测与电流表内阻的真实值Rg真相比，有．A、Rg测＞Rg真B、Rg测＜Rg真C、Rg测=Rg真D、Rg测可能大于Rg真，也可能小于Rg真．三．解答题（共6小题）12．一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图1所示，此材料长约3cm，电阻约为l00Ω，已知这种材料的电阻率为ρ．欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量。现提供以下实验器材：A.20分度的游标卡尺；B．螺旋测微器；C．电流表A（量程50mA，内阻r=100Ω）；D．电流表A（量程l00mA，内阻r约为40Ω）；E．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流2A）；F．直流电源E（电动势为l2V，内阻很小）；G．上述导电材料R（长约为3cm，电阻约为100Ω）；H．开关一只，导线若干。请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示，其示数L=cm，用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示，其示数D=mm。（2）在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号。（3）用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=。13．在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，内阻为RV的电压表一个（量程略大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干．现将电压表和电阻箱并联接入电路，为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，画出与R的某种关系图象（该图象为一直线）如图所示．由图象可得到直线在纵轴上的截距为m，直线的斜率为k，试根据以上信息①在图2虚线框内画出实验电路图．根据你设计的实验电路，在图1横轴箭头处应标的物理量是（填“R”或“”）②写出E、r的表达式（用m、k和Rv表示），E=，r=．14．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图1，小电珠的额定电压是3.8V．（1）根据实验数据在坐标系中描点如图2．试在坐标系中画出该小灯泡的伏安曲线．（2）根据图象，下列说法正确的是A、该小灯泡的额定功率为1.14WB、小灯泡在1V电压下灯丝的电阻约为7.1ΩC、小灯泡在2V电压下灯丝的电阻约为9.1ΩD、小灯泡在不同电压下的电阻不相同是因为灯丝的电阻率随温度升高而减小（3）关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是A、系统误差主要是由电压表的分流引起的B、系统误差主要是由电流表的分压引起的C、系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D、系统误差主要是由读数时的估读引起的（4）若将该灯泡接与r=20Ω的电阻串联后接在U0=4V的电压两端，其实际功率是W．15．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、待测千电池B、电流表G（满偏电流1mA，内阻Rg=10Ω）c、电流表A（O﹣0.6A，内阻未知）D、滑动变阻器R1（0﹣20Ω，10A）E、滑动变阻器R2（0～200Ω．1A），F、定值电阻R0（阻值1990Ω）G、开关与导线若干（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量干电池电动势和内电阻的电路原理图，画在答题卷相应的方框内．（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用．（3）图为某同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的，I1一I2图线（I1电流表G的示数I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测干电池的电动势E=V，内阻r=Ω．（结果保留两位有效数字）16．在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA，当选择开关接3时为量程250V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出．（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为；选择开关接3时其读数为．（2）为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R的阻值使电表指针满偏；②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图2所示，则C处刻度应为Ω．③计算得到多用电表内电源的电动势为V．（保留两位有效数字）17．（1）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图（a）所示，R0为定值电阻．调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了为纵坐标，由图线可得该电源电动势为V．（2）现有三个标有“2.5V，0.6A”相同规格的小灯泡，其I﹣U特性曲线如图（c）所示，将它们与图（a）中电源按图（d）所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r=Ω，图（a）中定值电阻R0=Ω．（3）若将图（a）中定值电阻R0换成图（d）中小灯泡A，调节电阻箱R的阻值，使电阻箱R消耗的电功率是小灯泡A的两倍，则此时电阻箱阻值应调到Ω．调节电阻箱R的阻值，能否使小灯泡A、电阻箱R和电源内阻r上消耗的电功率相同？答（选填“能”、“不能”或“不能确定”）

电学实验答案与试题解析一．填空题（共1小题）1．Ⅰ．已知用不同的测量工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：A.2.4cmB.2.37cmC.2.372cmD.2.3721cm①用最小分度值为毫米的刻度尺测量的结果是B；②用有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是B；③用螺旋测微器测量的结果是D。II．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到．只要测量出多组单摆的摆长l和运周期T，作出T2﹣l图象，就可求出当地的重力加速度，理论上T2﹣l图象是一条过坐标原点的直线。某同学在实验中，用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离l0，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出T2﹣1图象，如图1所示。①造成图象不过坐标原点的原因可能是AA、将l0记为摆长l；B、摆球的振幅过小C、将（lo+d）计为摆长lD、摆球质量过大②由图象求出重力加速度g9.87m/s2（取π2=9.87）Ⅲ．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：A、直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）B、直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）C、直流电流表（量程0～600mA，内阻约为5Ω）D、直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）E、直流电压表（量程0～5V，内阻约为10kΩ）F、滑动变阻器（最大阻值l0Ω，允许通过的最大电流为2A）G、滑动变阻器（最大阻值lkΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据①实验中电流表应选用C，电压表应选用E，滑动变阻器应选用F（均用序号字母表示）②某同学通过实验正确地做出了小灯泡的伏安特性曲线如图2甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图2乙所示的电路中，其中电源电动势为E=6v，内阻r=lΩ，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为0.80W（结果保留两位有效数字）解：Ⅰ．①用毫米刻度尺进行长度的测量时，要估读到分度值的下一位，用最小分度值为毫米的刻度尺测量的结果是B②用有10个等分刻度的游标卡尺测量精确度是0.1mm，不需要要估读到分度值的下一位，用有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是B，③用螺旋测微器测量时精确度是0.01mm，要估读到分度值的下一位，用螺旋测微器测量的结果是D，Ⅱ．①结合周期公式可知，摆长测量值偏短造成图象不过坐标原点的原因可能是将l0记为摆长l；故选A。②由周期公式T=2π可知，T2﹣L图象的斜率为=4解得g=π2=9.87Ⅲ．①小灯泡的额定电流为0.5A，所以电流表量程选0.6A的，即C。小灯泡的额定电压为5V，从安全和精确度方面考虑，电压表量程5V的，即E；总电阻为1000Ω的滑动变阻器连入电路，电流非常小，测量误差较大，所以选用总电阻为10Ω的滑动变阻器，即F。故选C、E、F。②画出电源的U﹣I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为2.0V，电流I=0.4A，所以实际功率为：P=UI=0.80W故Ⅰ．①B②B③DⅡ．①A②9.87Ⅲ．①C，E，F②0.79﹣0.85二．实验题（共10小题）2．某实验小组预测定一只小灯泡（其额定功率为0.75w，但额定电压已经模糊不清）的额定电压值，实验过程如下：他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式算出小灯泡的额定电压U=≈1.23v．但他们认为这样求得的额定电压值不准确，于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路，进行进一步的测量．他们选择的实验器材有：A．电压表V（量程3v，内阻约3kΩ）B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω）C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω）E．滑动变阻器R2（0～50Ω）F．电源E（电动势4.0v，内阻不计）G．开关s和导线若干（1）测量过程中他们发现，当电压达到1.23v时，灯泡亮度很弱，继续缓慢地增加电压，当达到2.70v时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，所有测量数据见表：次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中数据，在给出的坐标纸上作出U﹣I图线，从中可得小灯泡的额定电压应为2.5v（结果保留两位有效数字）．这一结果大于实验前的计算结果，原因是灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．（2）从表中的实验数据可以知道，他们在实验时所选择的电路应为C，电流表应选A2（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选R1（填“R1”或“R2”）．解：（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示；由图示图象可知，电压U=2.5V时，电流I=0.3A，灯泡功率P=UI=2.5×0.3A=0.75W，等于灯泡额定功率，则灯泡额定电压为2.5V；由于灯泡电阻受温度影响，灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻，随温度升高而增大，因此灯泡额定电压大于计算结果．（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻约为：R=≈8.33Ω，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0.6Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表采用外接法，应选择图C所示电路图；由表中实验数据可知，电流的最大测量值为310mA，电流表应选择A2，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1．故（1）图象如图所示；2.5，灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻；（2）C，A2，R13．在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，已知待测小灯泡的额定电压6V，额定功率约为3W，提供的器材有：电流表A：量程为0.6A，内阻约为0.5Ω；电压表V：量程为3V，内阻为3KΩ；滑动变阻器R1（0：10Ω，2A）；滑动变阻器R2（0，500Ω，1A）；定值电阻R3=1kΩ；定值电阻R4=3KΩ；电源：电动势为9V，内阻约为0.1Ω；开关一个，导线若干．（1）实验中，应该选用的滑动变阻器是R1，定值电阻是R4（填仪器的字母代号）．（2）根据所给的器材，在虚线框中画出实验电路图．解：（1）小灯泡上的额定电压6V，而电压表V的量程3V，所以根据串联分压的知识得将定值电阻R4与电压表V串联，改装成6V量程的电压表；滑动变阻器采用分压式接法，应该选择最大阻值较小的，有利于数据的测量．故选R1．（2）根据以上分析可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，电压表采用与定值电阻串联后充当，电流表采用外接法；故原理图如图所示；故（1）R1；R4；（2）实验电路图如图所示．4．如图甲表示某电阻R随温度t变化的关系，图中R0表示o℃时的电阻，K表示图线的斜率．若用该电阻与电池（E．r）、电流表Rg、变阻器R'串连起，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”．（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的右侧（填“左”、“右”）；（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、K等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：t=﹣（Rg+r+R′+R0）；（3）由（2）知，计算温度和电流的对应关系，需要测量电流表的内阻（约为200Ω）．已知实验室有下列器材：A．电阻箱（0～99.99Ω）；B．电阻箱（0～999.9Ω）；C．滑线变阻器（0～20Ω）；D．滑线变阻器（0～20kΩ）．此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等．请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg的电路．在这个实验电路中，电阻箱应选B；滑线变阻器应选D．（只填代码）用此“半偏法”测得的电流表内阻的值比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”），此误差属于系统误差（填“系统误差”或“偶然误差”）解：（1）由图甲所示图象可知，随温度升高电阻阻值增大，温度t1＜t2，温度为温度t1时的电阻小于温度为t2时的电阻，电源电动势不变，由闭合电路欧姆定律可知，温度为t1时电路电流大，电流表偏转角大，由此可知，t1刻度应在t2的右侧；（2）根据由图示电路图由闭合电路的欧姆定律得：E=I（r+R+Rg+R′），由图甲所示图象可知：R=R0+kt，解得：t=﹣（Rg+r+R′+R0）；（3）应用半偏法测电流表内阻的实验电路图如图所示：采用半偏法测电阻时，电阻箱的最大阻值应该大于电流表的内阻，同时滑动变阻器应该选取阻值较大的，因此电阻箱选择B，滑动变阻器选择D；闭合开关S2后电路总电阻变小，电路总电流变大，调节电阻箱当电流表半偏时流过电阻箱的电流大于流过电流表的电流，电阻箱与电流表并联，由并联电路特点可知，电阻箱阻值小于电流表内阻，认为电流表内阻等于电阻箱阻值，由此可知，电流表内阻测量值小于真实值，该误差是由实验设计造成的，属于系统误差；故（1）右；（2）﹣（Rg+r+R′+R0）；（3）电路图如图所示；B；D；偏小；系统误差．5．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不同的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：（1）把电压表量程扩大，实验电路图如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表（2）实验可供选择的器材有：A．电压表（量程为3V，内阻约为2kΩ）B．电流表（量程为3A，内阻约为0.1A）C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）回答：电阻箱应选C，滑动变阻器应选E．（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U﹣I图线如图丙所示，可知电池的电动势为11.5V，内阻为2.5Ω．解：（1）把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V．（2）由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为4×2kΩ=8kΩ．故电阻箱应选C；在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E．（3）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=2.3V，则电源的电动势为E=2.3×5=11.5V，内阻为r===2.5Ω．故（1）0.6（2）CE（3）11.52.56．实验室有一标有均匀刻度但没有标示的电压表，通过测量可知其内阻r1=150k，量程约为13V～16V．现小明为了精确地测量电压表的量程，选择的实验器材如下：A．量程为3V的标准电压表，内阻r2=30kB．量程为3A的电流表，内阻r3=0.01C．滑动变阻器R，总阻值为1kD．电动势为20V的电源E，内阻可忽略不计E．开关S、导线若干．要求方法简捷，尽可能减少误差，并能测出多组数据．（1）小明设计了图甲所示的三个测量电路，为了精确地测量电压表的量程，并且能完成多次测量，应选择电路图．（填字母）（2）根据选择的最合适的电路，将图乙中的实物图用笔画线代替导线连接成完整的电路．（3）根据所选择的电路从其中的测量数据中选出一组来计算待测电压表的量程Um，则Um的关系式为，该关系式中各符号的物理意义分别为．解：（1）由于待测电压表的满偏电流与标准电压表的满偏电流接近，大约是0.1mA，所以可将两电压表串联使用，由于变阻器的全电阻远小于电压表内阻，所以变阻器应用分压式接法，所以选择B电路图进行测量．（2）根据图B所示电路图连接实物电路图，实物电路图如右图所示：（3）待测电压表V1的指针偏转格数为N1，每格表示电压值为△U，由欧姆定律可得：=，所以电压表V1的量程为：Um=N△U，联立解得：Um=U2，其中：r1=150kΩ，r2=30kΩ，其中U2为某次测量时V2的读数，N1为某次测量时V1的指针偏转格数，N为V1的总格数；故（1）B；（2）实物电路图如图所示；（3）Um=U2；U2为某次测量时V2的读数，N1为某次测量时V1的指针偏转格数，N为V1的总格数．7．一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表（0～200mA，内阻是12Ω）电阻箱R（最大阻值9.9Ω）一个开关和若干导线．（1）由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A并联，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0=4Ω．（2）图1虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．（3）若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出得到多组数据后描点作出R﹣图线如图2所示，则该电源的电动势E=8.0V，内阻r=3.0Ω．解：（1）由并联电路规律可知，并联部分电压相等，要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的3倍；则由并联电路规律可知：R0===4Ω；（2）根据改装原理以及测量电动势和内电阻实验原理可知应将改装后的电表与电阻箱串联接在电源两端，故测量原理图如图所示；（3）闭合电路欧姆定律可知：I=×则变形得：R=﹣3﹣r；故图象中的斜率等于k===2；故：E=8.0V；图象与纵坐标的交点为﹣6.0=﹣r﹣3解得：r=3.0Ω故（1）并；4；（2）如图所示；（3）8.0，3.08．在测量电池的电动势E及内阻r的实验中，某同学在电路中添加了一个未知阻值的保护电阻R0，本实验的器材有：待测电池E，保护电阻R0，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关K1，单刀双掷开关K2，导线若干．①据图1所示的电路原理图把图2所示的实物图用笔画线代替导线补充完整．②该同学先将K2扳到a（填“a”或“b”）来测量定值电阻R0，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录；再将K2扳到b（填“a”或“b”）来测定路端电压和电流，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录．③将两次记录的数据在同一个坐标系中描点作图，如图3所示，由图象可得保护电阻R0=2Ω，被测电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω；由实验电路图分析可知，所测电阻R0的测量值大于（填“大于”“小于”或“等于”）真实值．解：①由电路的结构可知，开关2分别在a点和b点时，测量的电压分别是R0的电压与路端电压，由此连接完整电路如图．②由图可知，要想测量定值电阻R0，应测量电阻两端的电压和电流；故应将开关接至a；而要想测量电动势和内电阻，应测量电源的路端电压和干路电流；故应将开关调至b；③由图示图象可知，定值电阻阻值：R0===2Ω；由图示电源U﹣I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.5，电源电动势：E=1.5V，电源内阻：r===0.5Ω；由图示电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，电压表的测量值偏大，由欧姆定律可知，定值电阻的测量值大于真实值；故①如图；②a；b；③2；1.5；0.5；大于．9．某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ．（1）用游标卡尺测量其长度，如图1所示，则其长度L=70.15mm．（2）为精确测量R的阻值，该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔中，将选择开关置于“×l”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度如图2甲所示．试问：①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“×l0”档位置．②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处，如图2乙所示，那么他该调节欧姆调零旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验，结果看到指针指在如图2丙所示位置．（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A．灵敏电流计G（量程200μA，内阻300Ω）B．电流表A（量程3A，内阻约0.3Ω）C．电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）D．电压表V2（量程l5V，内阻约5kΩ）E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）F．F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R2以及电源E（电动势4V，内阻可忽略）、电键、导线若干为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有ACEF．请在图3的方框中画出你设计的电路图．解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为7cm=70mm，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为79mm+0.15mm=70.15mm．（2）①欧姆表的零刻度在右边，指针偏转角度较小说明被测阻值较大，应换较大档，即“×10”档；②欧姆表换挡后应使两表笔短接，重新调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零；（3）由图丙可以看出被测阻值约为：10×15=150Ω，器材中给出的电源电动势为4V，为了读数的准确性电压表选3V量程，即C，电路中的最大电流为I==≈0.02A，该电流远小于电流表量程0.6A，量程太大，读数误差太大，因此可以选择A、灵敏电流计；由于电流大于灵敏电流计量程，可以用F电阻箱与灵敏电流计并联分流；此外还需要滑动变阻器E，因此所需实验器材为A、C、E、F．滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，灵敏电流计可以采用内接法，实验电路图如图所示：故（1）70.15；（2）①×10；②欧姆调零旋钮；（3）ACEF；电路图如图所示．10．为了较准确的测定Rx的电阻（约为10Ω）、电池的电动势和内阻（内阻约为2Ω），设计了如图1所示原理图，其中电压表V：量程为2V、内阻较大；电阻箱R1：0﹣99.99Ω（1）按照原理图用笔画线代替导线在图2上连接实物电路；（2）连接好电路后，先测定电阻Rx；第一步：闭合S1和S3，断开S2，记录电压表示数U1；第二步：闭合S1和S2，断开S3，调节R1使电压表示数仍为U1，记录此时R1的阻值为R0，则被测电阻Rx=R0（3）闭合S1和S2，断开S3，调节R1改变电路的总电阻，记录电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，做出随变化的图象，如图3所示，图线的纵轴截距为b、斜率为k，则电池的电动势为，内阻为．解：（1）根据原理图可得出对应的实物图；（2）闭合S1和S3，断开S2，Rx直接接在电源两端，电压表测量Rx两端的电压，闭合S1和S2，断开S3，R1直接接在电源两端，电压表测量R1两端的电压，两次实验电压值相等，则Rx的电阻值与R0的阻值相等，即Rx=R0，（3）根据闭合电路欧姆定律得：E=U+r解得：U=，整理得：=+，所以﹣的图象的斜率k=，直线与纵轴的截距b=，解得：E=，r=故（2）R0；（2）；11．如图1所示电路是测量电流表内阻Rg的实物连接图，实验的操作步骤如下：a、将电阻箱R的电阻调到零b、闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片，使得电流表示数达到满偏电流I0c、保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为d、读出电阻箱的电阻R0可求得电流表的内阻Rg（1）请在如图2方框中画出测量电流表内阻的电路图；（2）电流表的内阻Rg与读出的电阻箱电阻R0关系为Rg=R0．（3）已知电流表的量程50mA，内阻约为100Ω，可供选择的滑动变阻器R1有：A阻值0～10Ω，允许通过最大电流2A；B阻值0～50Ω，允许通过最大电流1.5A．可供选择的电阻箱R有：C阻值0﹣99.9Ω，D阻值0﹣999.9欧姆．为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是A；应选用的电阻箱R是D．（填仪器前的字母代号）（4）本实验中电流表的测量值Rg测与电流表内阻的真实值Rg真相比，有A．A、Rg测＞Rg真B、Rg测＜Rg真C、Rg测=Rg真D、Rg测可能大于Rg真，也可能小于Rg真．解：（1）根据图示实物电路图作出实验电路图，电路图如图所示：（2）电阻箱阻值为R0时电流表示数变为满偏电流的，分压电路电压不变，电流变为原来的，则电阻变为原来的3被，即电阻箱阻值是电流表内阻的两倍，则：Rg=R0；（3）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选：A；由实验步骤可知，电阻箱阻值是电流表内阻的2倍，电流表内阻约是100Ω，因此电阻箱应选D、阻值0﹣999.9Ω．（4）接入电阻箱后电路总电阻变大，干路电流减小，通过电流表支路电流减小，电流表示数变为原来的时，实际上通过电流表的电流小于满偏电流的，电流表与电阻箱总电阻偏大，电流表内阻测量值大于真实值，故选A；故（1）电路图如图所示；（2）Rg=R0；（3）A；D；（4）A．三．解答题（共6小题）12．一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图1所示，此材料长约3cm，电阻约为l00Ω，已知这种材料的电阻率为ρ．欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量。现提供以下实验器材：A.20分度的游标卡尺；B．螺旋测微器；C．电流表A（量程50mA，内阻r=100Ω）；D．电流表A（量程l00mA，内阻r约为40Ω）；E．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流2A）；F．直流电源E（电动势为l2V，内阻很小）；G．上述导电材料R（长约为3cm，电阻约为100Ω）；H．开关一只，导线若干。请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示，其示数L=3.015cm，用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示，其示数D=3.205mm。（2）在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号。（3）用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=。解：（1）游标卡尺读数为L=30mm+3×0.05mm=30.15mm=3.015cm，螺旋测微器测得该样品的外径d=3mm+20.5×0.01mm=3.205mm（2）因两个电流表中，D电流表的满偏电流大于C电流表的满偏电流，又C电流表内阻为定值，根据欧姆定律与串并联知识，应将C电流表与待测材料并联后再与D电流表串联，又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法，可设计电路图如图所示。（3）设C电流表示数为IC，D电流表示数为ID，由欧姆定律可得待测电阻阻值，又由电阻定律：及，解得样品的内径为：。故答案为（1）3.015，3.205，（2）如图，（3）。13．在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，内阻为RV的电压表一个（量程略大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干．现将电压表和电阻箱并联接入电路，为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，画出与R的某种关系图象（该图象为一直线）如图所示．由图象可得到直线在纵轴上的截距为m，直线的斜率为k，试根据以上信息①在图2虚线框内画出实验电路图．根据你设计的实验电路，在图1横轴箭头处应标的物理量是（填“R”或“”）②写出E、r的表达式（用m、k和Rv表示），E=，r=．解：（1）由题意可知，应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，应用伏阻法测电源电动势与内阻，电阻箱串联在电路中，电压表测路端电压，电路图如图所示：电压表的电阻为RV，闭合开关，设电路电流为I，闭合电路欧姆定律得：E=U+Ir=U+r，解得：=•+，应作出：﹣图象；（2）由图示图象可知，m=，k==，解得：E=，r=；故（1）；（2）；．14．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图1，小电珠的额定电压是3.8V．（1）根据实验数据在坐标系中描点如图2．试在坐标系中画出该小灯泡的伏安曲线．（2）根据图象，下列说法正确的是ABCA、该小灯泡的额定功率为1.14WB、小灯泡在1V电压下灯丝的电阻约为7.1ΩC、小灯泡在2V电压下灯丝的电阻约为9.1ΩD、小灯泡在不同电压下的电阻不相同是因为灯丝的电阻率随温度升高而减小（3）关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是AA、系统误差主要是由电压表的分流引起的B、系统误差主要是由电流表的分压引起的C、系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D、系统误差主要是由读数时的估读引起的（4）若将该灯泡接与r=20Ω的电阻串联后接在U0=4V的电压两端，其实际功率是0.15W．解：（1）根据描点法将各点用平滑的曲线相连接，如图所示；（2）A、由力可知，当电压为3.8V时，电路中电流为0.3A；故灯泡的功率P=UI=3.8×0.3=1.14W；故A正确；B、1V时电压为0.14A；故电阻R==7.1Ω；故B正确；C、2V时的电流为0.22A；故电阻R==9.1Ω；故C正确；D、小灯泡在不同电压下的电阻不相同是因为灯丝的电阻率随温度升高而增大；故D错误；故选：ABC；（3）由电路图可知，本题采用了电流表的外接法，由于电压表的分流而使电流表示数偏大；故选：A；（4）将20Ω等效为内阻，4V等效为电源的电动势；则相当于是将灯泡接在电动势为4V，内阻为20Ω的电源两端，在图中做出等效电源的伏安特性曲线，则交点为电灯泡的工作点，则可知，此时电压为1V，电流为0.14A；则功率P=1×0.14=0.14W；故（1）如图（2）ABC（3）A（4）0.1515．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、待测千电池B、电流表G（满偏电流1mA，内阻Rg=10Ω）c、电流表A（O﹣0.6A，内阻