高考物理一轮复习 第9章 恒定电流 35 电学实验基础能力训练试题

35电学实验基础1．以下说法中，正确的是()A．采用伏安法测电阻时，只要仪器选得正确，可保证没有系统误差B．用伏安法测电阻，不论是用电流表外接法，还是电流表内接法，都存在系统误差C．用欧姆表测电阻，既准确又方便D．伏安法测电阻，存在系统误差的原因是由于电流表的分压答案B解析伏安法测电阻不可能没有系统误差，只能减小，故B正确、A错误；欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大，电池用久了误差更大，因而C错误；不同的测量电路引起误差的原因不同，故D错误。2．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，Rx约为10Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小()A．甲电路，偏大 B．甲电路，偏小C．乙电路，偏大 D．乙电路，偏小答案B解析因为Req\o\al(2,x)<RVRA，应采用电流表外接法，由于电压表分流，使IA>Ix，Rx的测量值比真实值偏小。3．(2017·江苏泰州检测)(多选)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是()A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5答案BC解析图中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1；量程不同的电流表读数不同，电流表A1的量程为3A，A2的量程为0.6A，当偏转角相同时，A1、A2的读数之比为5∶1，故B、C正确。4．(多选)某电流表的内阻为Rg，满偏电流为Ig，那么下列结论正确的是()A．该电流表也可以并联在电路中测电压，只是量程较小，Ug＝IgRgB．如果串联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为一个最大电压是(n＋1)IgRg的电压表C．如果并联一个阻值为eq\f(1,n－1)Rg的定值电阻，就可以改装为最大电流是nIg的电流表D．在电流表两端并联一个小电阻将电流表改装成一个较大量程的电流表，通过原电流表的最大电流将增大答案ABC解析已知内阻的电流表可以当电压表用，电压可以通过欧姆定律计算出Ug＝IgRg，故A正确；电流表串联一个阻值为nRg的定值电阻后，该定值电阻分压为U′＝Ig·nRg，总电压为(n＋1)IgRg，故B正确；给电流表并联一个阻值为eq\f(1,n－1)Rg的定值电阻后，根据并联分流原则，该电阻能分得的最大电流为(n－1)Ig，总电流为nIg，故C正确；电流表改装成大量程的电流表后通过原电流表的最大电流不变，只是并联上电阻后总电流变大，故D错误。5．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a和图b所示。(1)由上图读得圆柱体的直径为________mm，长度为________cm。(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示电阻率的关系式为ρ＝________。答案(1)1.844(1.842～1.846)4.240(2)eq\f(πD2U,4IL)解析(1)螺旋测微器的读数为1.5mm＋eq\f(0.5mm,50)×34.4＝1.844mm(1.842～1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42mm＋eq\f(1mm,20)×8＝42.40mm＝4.240cm。(2)圆柱体的横截面积为S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2，由电阻定律R＝ρeq\f(L,S)和欧姆定律R＝eq\f(U,I)可知，ρ＝eq\f(πD2U,4IL)。6．用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。所用电压表内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω。(1)当测量100Ω左右的电阻时，宜采用________电路。(2)现采用乙图电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10V、0.5A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值为________Ω。答案(1)甲(2)2020.08解析(1)因Rx＝100Ω>eq\r(RVRA)＝eq\r(5000×0.5)Ω＝50Ω，所以选择甲图电路，即电流表内接法。(2)R测＝eq\f(U测,I测)＝eq\f(10V,0.5A)＝20ΩRx中电流IR＝I测－IV＝0.5A－eq\f(10,5000)A＝0.498A所以R真＝eq\f(U真,IR)＝eq\f(10V,0.498A)≈20.08Ω。7.用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。实验电路图如图：(1)在以下备选器材中，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。电源E(电动势3V、内阻可以忽略不计)电流表A1(量程0～50mA，内阻约12Ω)电流表A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω)电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A)滑动变阻器R2(0～1000Ω，允许最大电流0.5A)定值电阻R(30Ω，允许最大电流1.0A)开关、导线若干(2)某次测量中，电压表读数为U时，电流表读数为I，则计算待测电阻阻值的表达式Rx＝________。答案(1)A1V1R1(2)eq\f(U,I)－R解析(1)电源电动势E＝3V，Rx的阻值约为20Ω，定值电阻R＝30Ω，流过电流表的最大电流Imax＝eq\f(E,R＋Rx＋RA)≈0.048A，因此电流表应选A1，电压表应选V1，为了便于分压电路调节，滑动变阻器应选择R1。(2)由分压电路关系可得Rx＝eq\f(U,I)－R。8.如图为实验室常用的两个量程的电压表原理图，当使用O、A两接线柱时，量程为3V；当使用O、B两接线柱时，量程为15V，已知电流计的内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA。求分压电阻R1和R2的阻值。答案2.95×104Ω1.2×105Ω解析当使用O、A两接线柱时，量程为3V，即当UOA＝3V时，流过“表头”的电流为Ig，这时在表的内部只有R1与“表头”串联，R2不起作用，所以R1＝eq\f(UOA,Ig)－Rg，代入数据得R1＝2.95×104Ω；当使用O、B两接线柱时，量程为15V，即当UOB＝15V时，流过“表头”的电流为Ig，这时在表的内部R1、R2与“表头”串联，所以R2＝eq\f(UOB,Ig)－Rg－R1，代入数据得R2＝1.2×105Ω。9．(2016·北京高考)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器答案D解析根据U＝E－Ir，要测出E和r，就要同时测出U和I，A、B、C三个选项都能满足要求；D选项只能测出电流I，不能测出电压U，所以选D。10．(2017·江西省吉安检测)(多选)由相同的电流表改装而成的三个电压表按如图所示的方式接入电路，已知V3的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，当电路导通时，三个电压表的示数分别为U1、U2、U3，指针偏转的角度分别为θ1、θ2、θ3，则有()A．U1<U2，θ1<θ2B．U1<U2，θ1＝θ2C．U1＋U2＝U3，θ1＋θ2＝θ3D．U1＋U2＝U3，θ1＋θ2＝2θ3答案BD解析把电流表改装成电压表需要串联电阻，相同的电流表改装而成的三个电压表，则满偏电流Ig相同，V3的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，则R1内<R2内<R3内，且有R3内＝R1内＋R2内；由图示可知，电压表V1与V2串联，则流过两电表的电流I相等，电表指针偏转角度相等，即θ1＝θ2，由于R1内<R2内，电压表示数U＝IR内，则U1<U2，故A错误、B正确；由图示可知，电压表V1与V2串联，然后与V3并联，由串并联电路特点可知，电压表示数关系为：U1＋U2＝U3，由于并联电路电压相等，且R3内＝R1内＋R2内，则两支路电流相等，各电表指针偏转角度相等，θ1＝θ2＝θ3，θ1＋θ2＝2θ3，故C错误、D正确。11．(2017·江西南昌检测)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是()A．图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等B．图甲中电压表的指针偏角比电流表的小C．图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等D．图乙中电压表的指针偏角比电流表的小答案D解析根据改装电流表需要并联一个电阻分流，改装电压表需要串联一个电阻分压原理分析。图甲中由于电流表的电流计是并联在电路中，电压表的电流计是串联在电路中，而串联电路的电流相等，所以由于电流表的定值电阻分流的原因，通过电流表的电流计的电流小于电压表的电流计的电流，所以电压表的指针偏转角比电流表的大，A、B错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中的定值电阻的分压原因，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，所以图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，C错误、D正确。12．(2015·全国卷Ⅰ)图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω。(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA，电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω，则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻。图乙中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路，则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连，判断依据是____________________。答案(1)1535(2)3003000(3)c见解析解析(1)若使用a和b两个接线柱，则有eq\f(IgRg,R1＋R2)＝I1－Ig。若使用a和c两个接线柱，则有eq\f(IgRg＋R2,R1)＝I2－Ig。解得R1＝15Ω，R2＝35Ω。(2)3mA的改装电表的内阻R内＝eq\f(IgRg,Iab)＝eq\f(100,3)Ω，若R0选1000Ω，则最大电流小于1.5mA，取不到3mA，故R0选300Ω。若R选750Ω，电路中串联的最大电阻Rmax＝R内＋RA＋R0＋R≈1233.3Ω<eq\f(1.5V,0.5mA)＝3000Ω，故R选3000Ω。(3)选c，若电流表有示数，则表示R1损坏，若电流表无示数，则表示R2损坏；若选b，则电流表一定有示数，无法判断。13.(2017·河南鲁山期中)如图所示，有一个表头