2021届高考物理二轮复习 恒定电流与交变电流 专练（4）电学实验含答案与解析.doc

1、2021 届高考物理二轮复习届高考物理二轮复习 恒定电流与交变电流恒定电流与交变电流 专练（专练（4）电学实验）电学实验 1.实验室有一直流电流表,其说明书上附的该电流表的内部电路如图甲所示。 (1)某次用0 3 A量程测量时，示数如图乙所示,其读数为_ A; (2)该电流表0 0.6 A量程对应的内阻为_ (结果保留两位有效数字); (3)若电阻 1 R断路，则电流表允许通过的最大电流为_mA(结果保留两位有效数字). 2.某兴趣小组对市场中电线进行调查. (1)如图甲所示,采用绕线法测得该电线直径为_mm; (2)取长度为 100 m 的电线,欲测其电阻: 先用多用电表进行粗略测量,将多用

2、电表选择开关置于“10”挡并调零后,两表笔接触待 测电阻的两端进行测量,表盘指针如图乙所示.为了使测量值更准确,选择开关应置于 “_”(填“1”“100”或“1k ”)挡,并将两表笔短接,调节图丙中_(“A” 或“B”)重新调零后进行测量. 再用伏安法测量其电阻,并设计图丁电路,则电压表的另一端应接_(填“a”或“b”), 测量得电压表示数为 4.50 V,而电流表读数如图戊所示,则所测的电阻为_.(保留三位 有效数字) 3.某实验小组在实验室里无意发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，老师指导他们测 定其电阻率，于是设计如图甲所示的电路进行实验探究。其中MN为电阻丝， R是阻值为 1.0

3、的定值电阻， 实验中调节滑动变阻器的滑片 P,记录电压表示数 U， 电流表示数 I以 及对应的PN长度 x,绘制了UI图线如图乙所示。 (1)由图乙求得电池的电动势E _ V,内阻r _ . (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 U x I 图象,如图丙所示.图象斜率为 k,电阻丝横截面积为 S,可求 得电阻丝的电阻率_,电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响. 4.有一电压表 1 V,其量程为3V,内阻约为3000,要准确测量该电压表的内阻,提供的实验 器材有: 电源 E:电动势约15V,内阻不计;

4、 电压表 2 V:量程2V,内阻 2 2000r ; 定值电阻 1: R阻值20; 定值电阻 2: R阻值3; 滑动变阻器 0 R:最大阻值10,额定电流1A; 电键一个,导线若干。 设计的一个测量电压表 1 V的内阻的实验电路图如图所示: (1)实验中定值电阻 R 应选用_ (2)说明实验所要测量的物理量:_和_ (3)写出电压表 1 V内阻的计算的表达式 1 V R _ 5.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻 较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的 双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图所示的实验

5、电路，既能实现对该电压表 内阻的测量， 又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。 该同学用到的实验器材有： 待测水果电池组 （电动势约4V、 内阻约50） ， 双向电压表 （量程为2V、 内阻约为2k） ， 电阻箱（0 9999），滑动变阻器（0 200）一个单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图 1 所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻 的实验步骤： 将 1 R的滑动触片滑至最左端，将开关S拨向 1 位置，将电阻箱阻值调为 0；调节 1 R的滑 动触片，使电压表示数达到满偏U；保持 1 R不变，调节 2 R，使电压表的示数达到 3 U ，读 出电阻箱的阻

6、值，记为 0 R，则电压表的内阻 V R _。 (2)若测得电压表内阻为2k，可分析此测量值应_(填“大于”“等于”或“小于”) 真实值。 (3)接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下： 将开关S拨至_(填“1”或“2”)位置，将 1 R的滑片移到最_端，不在移动；调节 电阻箱的阻值，使电压的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；重复第 二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 (4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出 11 UR 图像，如图 2 所示，其中纵轴 截距为b，斜率为k，则电动势的表达式为_,内阻的表达式为_。 6.实验室中有一只内阻未知，量程为2

7、 mA的电流计，现要把它改装为一只电压表。在改装 前首先设计了如图所示的电路测量该电流计的内阻，已知电源为内阻可忽略不计的学生电 源， 1 R的实际阻值很大。 (1)某同学在测量电流计的内阻时，进行了如下的操作：将可调电阻 1 R、 2 R的阻值调至最大， 仅闭合电键 1 S，调节电阻箱 1 R，同时观察电流计直到读数为2 mA为止，然后_； A.保持电键 1 S闭合，闭合电键 2 S，同时调节电阻箱 1 R、 2 R，直到电流计读数为1mA为止， 记下电阻箱 2 R的阻值 B.保持电键 1 S闭合，闭合电键 2 S，仅调节电阻箱 2 R，直到电流计读数为1mA为止，记下电 阻箱 2 R的阻值

8、 (2)通过(1)操作，若 2 100R ，则测得电流计的内阻为_； (3)根据以上测量的数据，如果将该电流计改装成量程为3V的电压表，则应将该电流计 _(选填“串”或“并”)联一定值电阻，该定值电阻的阻值为_。 (4)该同学将改装后的电压表用于测量某电阻两端的电压，其测量值与真实值相比_(选 填“相等”、“偏大”或“偏小”)。 7.多用电表是实验室必备仪器，它的欧姆挡测量电阻方便简单，现某实验小组对多用电表的 欧姆挡进行了研究。 (1)关于使用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法正确的是（ ） A. 测量电路中某个电阻的阻值时，应该把该电阻与电路断开 B. 测量电阻时，由于双手手指与表笔金属部分接

9、触，会导致测量值偏大 C. 测电阻时，若指针偏转角度较小，应换较大倍率后，重新调零，再进行测量 D. 多用电表长期不用时，选择开关应旋到 off 挡，否则会使电池电动势减小，导致测量电阻 时值偏小 (2)多用电表欧姆挡可以等效为一个直流电源、一个可变电阻和一个电流表串联，与红黑表 笔相接。有一欧姆挡刻度盘中值附近刻度模糊不清、而其余刻度清晰的多用电表，某同学想 通过实验的方法测量该多用电表内电源电动势和欧姆“l”挡内部总电阻，他所采用的实验电 路如图甲所示。 实验器材：待测多用电表； 电压表V :量程6 V，内阻十几千欧； 滑动变阻器 R:最大阻值50 ； 导线若干； 根据以下操作步骤，回答有

10、关问题： 将待测多用电表挡调到欧姆“1”挡，将表笔AB、短接，调节欧姆调零旋钮，进行欧姆挡 调零； 调零完毕,将表笔AB、分别与图甲中 l、2 两端相接,其中 A为表笔_(填“红”或 “黑”)，不断调节变阻器的滑片位置，改变其接入电路的阻值，记录多用电表的示数 R和电 压表的示数 U； 以 1 R 为纵坐标, 1 U 为横坐标,利用步骤数据作出图象如图乙所示,根据图象可得电池电 动势E 测 _ V,欧姆“1”挡内部总电阻r 测 _ (结果保留两位有效数字)； 若不考虑欧姆表测量电阻时的误差,上述实验方案对测量结果的影响：E测_E真、 r测_r真 (填“”“=”或“”)。 答案以及解析答案以及解

11、析 1.答案：（1）1.20；（2）3.0；（3）2.4 102 解析：（1）电流表量程为 03A，由图乙所示表盘可知，其分度值为 0.1A，示数为 1.20A。 2.答案：(1)1.25 (2)1;B a;1.80 解析：本题考查多用电表的使用,电阻的测量. (1)总长度 12.5mmL ,而绕的圈数是 10 圈,所以直径为 12.5 mm1.25 mm 10 d ; (2)从题图乙中可以看出多用电表的指针偏右,所以为了使测量值精确,倍率应调整为 “1 ” ; 换倍率后,欧姆表应重新调零,应调节欧姆调零旋钮 B; 由于电线的电阻值较小,所以电流表应采用外接法,电压表的另一端应接在 a 端.

12、4.50 1.80 2.50 x U R I . 3.答案：(1)1.49;0.45;(2)小于;(3)kS;没有 解析：(1)由电路结构有 0 EUI Rr,即 0 UEI Rr,可见UI图线的斜率的 绝对值 0 kRr、纵轴截距 b=E,得 0 0.45rkR,E=1.49V。 (2)由于电压表的分流作用,所测得的电源电动势实质为将电压表并联于电源两端时的路端电 压,故测量值小于电动势的真实值。 (3)由电路结构有 A Ux R IS ,可见 U x I 图线的斜率,即电阻丝的电阻率k S ,与电流 表内阻无关。 4.答案：（1） 1 R（2）电压表 1 V的读数 1 U；电压表 2 V的

13、读数 2 U（3） 1 2 2 U r U 解析：(1)因为滑动变阻器允许通过的最大电流为 max 1AI,所以变阻器最小电阻应为: min max 15 15 1 E R I ,所以定值电阻应选 1 R; (2)两电压表串联,电流相等,故有: 12 12 UU RVr , 计算得出: 1 1 1 2 U r RV U ,所以实验应测量的物理量是电压表 1 V的读数 1 U和电压表 2 V的读数 2 U; (3)根据上题分析可以知道,电压表 1 V的内阻为: 1 2 2 V U Rr U ; 因此，本题正确答案是: 1 R;电压表 1 V的读数 1 U;电压表 2 V的读数 2 U; 1 2

14、2 U r U . 5.答案：(1) 0 2 R (2)大于 (3)2；左 (4) 1 b ； k b 解析：(1)由题图可知,当 S 拨向 1 位置,滑动变阻器 1 R在电路中为分压式接法,根据题意：调 节 1 R的滑动触片,使电压表示数达到满偏 U;保持 1 R不变,调节 2 R,使电压表的示数达到 3 U ,此 时电阻箱两端电压为 2 3 U ,读出电阻箱的阻值为 0 R， 根据电压表的电流与电阻箱的电流相等可知, V0 2 33 UU RR ,则电压表的内阻 0 V 2 R R ； (2)由闭合电路欧姆定律可知,调节 2 R变大使电压表达到半偏的过程中,总电阻值变大,干路总 电流变小,

15、由EIrU 外,得U外变大， 由电路知：UUU 右外并 ,变阻器的滑动触片右侧电压UIR 右右变小,则U并变大,电压表示数 为 3 U 时, 2 R 上的电压就会大于 2 3 U ,那么 2 R的阻值就会大于电压表的阻值； (3)测电源的电动势和内阻,利用伏阻法,S 拨到 2,同时将 1 R的滑动触片移动最左侧； 利用 U EUr R 求解 E.r； (4)由欧姆定律得： U EUr R 变形得： 111r UE RE 所以 1 b E ,得： 1 E b 斜率 r k E ,解得： k r b 。 6.答案：(1)B (2)100 (3)串；1400 (4)偏大 解析：(1)应用半偏法测电流

16、计内阻，应先闭合电键 1 S，调节电阻箱 1 R，使电流计满偏，然 后保持电键 1 S闭合，闭合电键 2 S，仅调节电阻箱 2 R，直到电流计读数为1mA为止，记下电 阻箱 2 R的阻值，故 B 正确； 故选：B； (2)闭合电键 2 S时，电流计与 2 R并联，它们两端电压相等、通过它们的电流相等，由欧姆定 律可知，它们的电阻相等，则： 2 100 g RR； (3)把电流计改装成3V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值： 3 3 1001400 2 10 g g U RR I ； (4)闭合电键 2 S时，电流计与 2 R并联，电路总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路 电流变大，电

17、流表半偏时流过 2 R的电流大于电流表电流， 2 R的电阻阻值小于电流计内阻， 由此可知电流计内阻测量值小于真实值； 由于电流表内阻测量值偏小， 改装后电压表内阻偏大， 测量某电阻两端的电压时电压表与电 阻并联的电阻偏大，则电压表测量值偏大。 7.答案：（1）AC（2）黑;5.0;15;=;= 解析： （1）测量电路中某个电阻时，由于电路中有电源，为了防止损坏多用电表内的电源， 应该把该电阻与电路断开，选项 A 正确；测量电阻时，双手手指与表笔金属部分接触会造 成与被测电阻并联关系，导致测量值偏小，选项 B 错误；測电阻时，若指针偏转角度较小， 应换较大倍率后，重新调零，再进行测量，选项 C 正确不关多用电表，长期搁置导致电池 电动势减小，欧姆挡调零时，欧姆挡内阻偏小，而表盘刻度是电动势大的情况下标的，所以 测量值偏大，选项 D 错误。 （2）用欧姆挡测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，结合图中电压表的接线方 向， 可知 A 为黑表 1 笔； 由 U EUr R 得 111E Rr Ur ， 和图线相比求得 1 11 15 ; 150.2 E rr ， r=15，E=5.0V；欧姆挡测得外电路（滑动变阻器和电压表并联）的电阻，电压表测得外 电压，没有系统误差，故测量值均相等。