2021届高考物理二轮分层突破练15　电学实验(含解析)

专题分层突破练15电学实验

1.（2020北京高三一模）同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻，，用电压

表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,如图甲所示。电路中用到的器材均完好无

损。

（1）检查电路时，他们发现在开关闭合前电压表示数不为零,这是由于导线（填写表示导线的字

母）连接错误造成的。改正错误连接后再次闭合开关，他们发现电压表有示数，但改变电阻箱连入电路

的阻值时,电压表示数保持不变，原因可能是（写出一条即

可j。

（2）排除故障后，他顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的5-3图线，其中。为电压表示

数,R为电阻箱连入电路的阻值。由图知:电池组的电动势E=，内阻r=o

2.（2020浙江高三月考）小明与小红想确定图中滑动变阻器（铭牌丢失）的金属丝的材料,于是进行了如

下实验：

陶瓷桶金属丝

（1）先用游标卡尺测量了陶瓷桶上未绕金属丝部分的直径4=21.00mm;后用游标卡尺测量了陶瓷桶上

绕有金属丝（金属丝直接紧密地绕在陶瓷桶上）部分的直径0=22.20mm;再用刻度尺测得滑动变阻器

滑线部分的长度£=10.50cm。（假设上述测量值均看作多次测量的平均值）

（2）小明用欧姆表测得该滑动变阻器全部金属丝的电阻为25小红则向实验室借来以下器材测量该

金属丝的电阻：

A.直流电源3V（内阻不计）

B.直流电流表0~100mA（内阻约为5Q）

C.直流电流表0~600mA（内阻约为1Q）

D.直流电压表0~3V（内阻约为3kQ）

E.滑动变阻器0~10。（允许的最大电流为2A）

F.导线和开关

则实验中电流表应选用（填字母）。

（3）请帮小红设计一个最佳实验电路,并将电路图画在下面方框中（待测滑动变阻器就用普通电阻符号

表示）。

（4）若该滑动变阻器全部金属丝的电阻用R表示，则金属丝电阻率的表达式0=（用本题中

字母表示）;小红通过正确的操作后测得R=25AQ,请对照表格中几种导体材料的电阻率（20C时）判

断该金属丝的材料最有可能为（填字母）。

材料

材料p/(Qm)

p/(Cm)

1.0x10

1.6x10-8铁

包7

锦铜

1.7x1064.4x10-

f何7

口3tz.

银铜5.0x10-

储2.9x10-8

人口焊一赤7

银铭1.0x10-

'1i;5.3xlO-8

人口焊一赤6

A.铝B.铜

C.含铜合金D.银铝合金

3.（2020山东滨州高三二模）某特种玻璃厂生产的调光玻璃是一款将液晶膜复合进两层玻璃中间，经高

温高压胶合后一体成型的夹层结构的新型特种光电玻璃产品。使用者改变其电压可控制玻璃的透

明度。为了使玻璃的透明度随光照强度变化而变化，可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光

的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻在

不同照度下的阻值如图所示：

（1）由图像可以看出，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而（选填“增大”或“减小”）；

（2）为了当照度上升时，调光玻璃（可视为阻值极大的电阻）两端所加电压变大，请同学根据图中提供的

器材，设计并补全下面电路。为了便于调节，滑动变阻器采用分压式接法；

K

（3）若光敏电阻与定值电阻串联总电压3V,照度上升至1.0Lx,要求玻璃两端电压上升至2V,则定值

电阻阻值应为kQo

4.（2020山西高三二模）将一个量程在1.5~2.5mA（标有清晰的刻度但没有标示数）、内阻在150-250

。的电流表G改装成一个量程为0~30V的电压表。为了正确改装，采用如图甲所示的电路来测量电

流表G的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：

A.电源（电动势约6V、内电阻小于1。）

B.标准电流表A（量程为0~10mA,内电阻约为500Q）

C.电阻箱（阻值范围0~9.9C）

D.电阻箱（阻值范围0~999.9C）

E.滑动变阻器（阻值范围0~1kQ）

F.滑动变阻器（阻值范围0~20Q）

G.开关S和导线若干

乙

（1）该实验中电阻箱应选，滑动变阻器应选（填题中仪器前面的字母序号）;

（2）该同学的实验操作过程为:

端滑动变阻器的滑片P移至最右端,将电阻箱的阻值调至最大；

②闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片尸、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度，记录标准

电流表A的读数/及此时电阻箱的阻值R;

③再次向左移动滑动变阻器滑片尸、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到满刻度，记录第二组标准

电流表A的读数/及此时电阻箱的阻值R-,

©重复步骤3~5次；

⑤该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数/和电阻箱的阻值R数据，画出图像如图

乙所示。根据图线可以求得电流表G的量程为A;内电阻为C。

（3）将电流表G与一个阻值为。的电阻串联就可以组成量程为0~30V的电压表。

5.某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图甲所示

的电路进行了实验探究，其中用N为电阻丝,&）是阻值为1.0C的定值电阻，实验中调节滑片P,记录电

压表示数U,电流表示数/以及对应的PN长度x,绘制了S/图线如图乙所示。

⑴由图乙求得电池的电动势E=V,内阻r=C。

（2）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值________（选填“大于”“等于”或"小于”）其真实值。

（3）根据实验数据可绘出图像,如图丙所示。图像斜率为上电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电阻

率p=,电表内阻对电阻率的测量________（选填“有"或"没有"）影响。

6.（2020山东泰安高三三模）有一待测电阻R,测量过程如下：

（1）先用多用电表粗测电阻:如图甲所示，红表笔插入"+”插孔，此时红表笔与表内电源的（选填

"正''或"负"）极相连;选用“X100”倍率的电阻挡测量,多用电表的示数如图乙所示，测量结果为

Qo

甲乙

（2）除待测电阻尺外,实验室还提供了下列器材:

A.电流表Ai（量程为500M，内阻r,=lkC）

B.电流表A2（量程为1.5mA,内阻恬2kQ）

C.滑动变阻器R（0~100Q）

D.定值电阻幻=3000Q

E.定值电阻&=100。

F.电源（电动势E=2V,内阻可以忽略）

G.开关S、导线若干

匝验要求测量尽可能精确且通过电阻的电流调节范围尽量大,请将设计好的电路图画在虚线框中

（要标出器材的符号）。

部正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数和/2,移动滑动变阻器的滑片，记录多组

数据,并作出小/2图线如图所示，则该待测电阻为0=Q（结果保留两位有效数字），测量值与

真实值相比（选填“偏大”“偏小”或‘相等

参考答案

专题分层突破练15电学实验

1.答案（l）c导线a或导线”与其他元件连接时接触不好导致断路（2）上誓

a1Q1外

解析（1）由于电压表与电源直接相连，造成了闭合开关前电压表的示数不为0,故是导线C接在了开关

与电源的正极之间，应该接在开关与电阻箱之间;若闭合开关后发现电压表有示数，但改变电阻箱连入

电路的阻值时，电压表示数保持不变，说明电压表测量的一直是电源电压,也就说明与电压表并联的那

部分出现了断路,即导线a或导线”与其他元件连接时接触不好导致断路；

(2)根据闭合电路的欧姆定律E=U+g•，即《=£4+之

RUERE

则由图像可知5—3图像的斜率=誓13=0，解得£=-,r=^o

URE久Ea]。1匕1

2答案(2)B

(3)

)R(D-d)3(或R(D-4)3或R(D-a)3)c

)32DL以32dL以16(D+d)L

解析(2)电路中能达到的最大电流为/=?=2A=0.12A=120mA,

Rx25

则直流电流表选择B;

(3)因电压表的内阻远大于待测电阻阻值,可知选用电流表外接电路;滑动变阻器电阻小于待测电

阻的阻值，则采用分压电路，则电路图如图；

(4)待测金属丝横截面的半径片竽

4

金属丝横截面积s=N支

每匝金属丝的长度为无。(或者兀4、或者兀等)

则线圈匝数吟=念

金属丝的总长度为罂（或者翳或者哼拦

D-aD-aD-a

根据R=/可得?察或者〃=今察或者p=黑篇

SL32DL32uL16（D+u）L

将R=25.4C,£>=22.20mmx/=21.00mm,Z,=10.50cm代入解得/>~6.2xl07Qm

由表中数据可知，可能是含铜合金，故选C。

3.答案（1）减小

Q)

K

(3)4.0

解析（1）由图像可以看出，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小;

（2）当照度上升时，光敏电阻的阻值变小，电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变

大,定值电阻两端的电压变大;根据串联分压可知光敏电阻两端的电压变小，而调光玻璃（可视为阻值

极大的电阻）两端所加电压变大，所以调光玻璃与定值电阻并联;题中要求滑动变阻器采用分压式接

法,所以电路图如图所示

光敏电限定侑电阻

⑶由图像可以看出，照度上升至1.0Lx时，光敏电阻的阻值为2.0kC,根据串联分压可知光敏电阻

两端的电压为1V,所以定值电阻阻值应为4.0kC。

4.答案(1)DE(2)⑤2xl(y3200(3)14800

解析(1)因为待测电流表G的估计值为150~250。之间，电源电动势E=6V,标准电流表A的量程为

0~10mA,内电阻约为500。，故电阻箱应选择D,以获得较大的测量范围，为了保证电表的安全,应限制

干路的电流,应选择阻值范围较大的滑动变阻器，故滑动变阻器应选E。

(2)设电流表G的满偏电流为/g,内电阻为Rg,根据支路电流之和等于干路电流可得/=/「号

R

根据图乙可知

(10-2)X10-3

V=0.4V

/g&=2X10-2

3

截距/g=2xl0A

联立可得Rg=200C

(3)设改装量程为0~30V的电压表，需要串联的电阻为根据欧姆定律可得

Umax=/g(R