高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电本章综合与测试课堂检测

　　第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电

专题强化练6　电学实验

非选择题

1.(2020江苏南京师范大学附属实验学校高二月考,)某同学在“练习使用多用电表”的实验中:

(1)若用此表测量一阻值约为150 Ω的定值电阻,下列操作正确的是　　　　; 

A.将选择开关调到“×100”欧姆挡

B.欧姆调零时,两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针与表盘左边零刻度对齐

C.在测量电阻时,双手不能同时接触电阻两端

D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡

(2)图为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在欧姆挡“×1 k”倍率处,则读数为　　　　Ω;如果选择开关在直流2.5 V挡,则读数为　　　　V。 

(3)若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很大,则与二极管正极相连的是多用电表的　　　　(选填“红表笔”或“黑表笔”)。 

2.(2020北京第四中学检测,)某同学为了测量Rx的电阻值,设计了如图甲所示的电路。用到的器材有:电源(电动势未知,内阻为r),理想电流表mA,理想电压表V,单刀双掷开关S。实验时他进行了如下操作:

(1)在开关处于断开状态下连接好电路;

(2)将开关S向电压表一侧闭合,记录下电压表读数U1;将开关S向Rx一侧闭合,记录下电流表读数I2;

(3)根据已知条件和(2)中测量数据,可得电源电动势E=　　　　,待测电阻的表达式Rx=　　　　; 

(4)根据图甲电路,完成图乙中各实物器材之间的连线。

3.(2019江苏苏州模拟,)小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题。

(1)他先用多用电表测量某元件的电阻,操作如下:先选用欧姆表“×100”挡,发现指针偏角过小,则应换用　　　(选填“×10”或“×1 k”)挡;换挡后必须将红表笔和黑表笔　　　　,欧姆调零后再重新测量。 

(2)为了弄清欧姆表有关问题,小明查阅资料后发现,欧姆表内部电路可等效为:一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图a所示。为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1 k”挡位的内电阻,他设计了如图b所示的测量电路。

①将上述调零后的欧姆表接入电路时,红表笔应和　　　　(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 

②将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使欧姆表的示数如图c所示,这时电压表的示数如图d所示。欧姆表和电压表的读数分别为　　　　 Ω和　　　　 V。 

③调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V,则电压表的内阻为　　　　 kΩ。 

④根据实验数据计算可得,此多用电表等效电源的电动势为　　　 V,电阻挡的内阻为　　　　 kΩ。 

4.(2020河北衡水中学检测,)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5 V)时的电阻。他选择的器材有:滑动变阻器(0~10 Ω);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电动势为3.0 V的电源;多用电表(电流挡:量程0~1 mA,内阻40 Ω;量程0~10 mA,内阻4 Ω;量程0~100 mA,内阻0.4 Ω)。

(1)在判断LED极性时,小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡,调节好多用电表,将二极管两极与表笔相接,多用电表的示数如图甲所示时,多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的　　　　(选填“正”或“负”)极相接触。 

(2)再将多用电表的选择开关旋至“100 mA”挡,将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与　　　　(选填“1”或“2”)连接。 

(3)闭合开关,移动滑片,电压表示数为2.50 V时,多用电表示数为8 mA,则该LED在额定电压时的电阻为　　　　 Ω。 

(4)为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻,在不更换实验器材的条件下,对小明的实验提出两点改进建议:①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

②　。 

5.(2020湖南长沙雅礼中学检测,)氧化膜电阻是用真空镀膜等工艺将金属氧化沉积在绝缘基体表面上形成的薄膜电阻,常用色环来标识其阻值,如图甲所示。某学习小组为了测量色环不清晰的氧化膜电阻的阻值,准备了下列器材:

A.待测氧化膜电阻Rx

B.电流表A1(量程0~150 μA,内阻约40 Ω)

C.电流表A2(量程0~1 mA,内阻约10 Ω)

D.电压表V(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)

E.滑动变阻器R(阻值0~20 Ω,允许最大电流1 A)

F.直流电源E(输出电压5 V,内阻不计)

G.多用电表

H.开关S、导线若干

(1)用多用电表粗测电阻时,将选择开关旋至“×100”挡,调零后将红、黑表笔与氧化膜电阻的两端相接,发现指针偏转的角度很小,再将选择开关旋至　　　　(选填“×1”“×10”或“×1 k”)挡,正确操作后,多用电表示数如图乙所示。 

(2)用伏安法测量该电阻阻值,电流表应选用　　　　(填写器材代号)。请在图丙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。 

(3)正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片位置,发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转。在不断开电路的情况下,使用多用电表直流电压挡检查电路故障,将多用电表的　　　　(选填“红”或“黑”)表笔与电流表“+”接线柱保持接触,另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触,发现多用电表指针均发生较大角度的偏转,说明电路在何处发生何种故障? 

　。 

6.(2020山东实验中学检测,)测定某电阻丝的电阻率实验。

(1)实验中,用螺旋测微器测量一电阻很大的电阻丝直径,刻度位置如图甲,则电阻丝的直径是　　　　 cm。 

(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值,已知此电阻丝的阻值约几十千欧,其中实验操作步骤:

a.旋转选择开关K,使其尖端对准交流“500 V”挡,并拔出两表笔

b.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,而后断开两表笔

c.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,测出阻值后,断开两表笔

d.旋转选择开关K,使其尖端对准欧姆挡的某一挡位

合理的实验步骤顺序是:　　　　(填写相应的字母)。旋转选择开关,使其尖端应对准的欧姆挡位是　　;根据该挡位和图乙中指针所示的位置,电阻丝的阻值约为　　　　 Ω。 

(3)用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:

电压表V(量程0~3 V,内阻约50 kΩ)

电流表A1(量程0~200 μA,内阻约200 Ω)

电流表A2(量程0~5 mA,内阻约20 Ω)

电流表A3(量程0~0.6 A,内阻约1 Ω)

滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)

电源(电源电压为4 V)

开关S、导线

a.在所提供的电流表中应选用　　　　(填字母代号); 

b.在虚线框中画出测电阻的实验电路图。

 (4)分别用L、d、Rx表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ=　　　　。 

答案全解全析

专题强化练6　电学实验

非选择题

1.答案　(1)CD　(2)15 000　1.25　(3)黑表笔

解析　(1)测电阻时倍率的选择原则是尽可能使指针指向刻度盘的中间位置,因为待测阻值约为150 Ω,所以应将选择开关调到“×10”欧姆挡,故A错误;欧姆调零时,两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针与表盘右边零刻度对齐,故B错误;在电阻测量时,双手不能同时接触电阻两端,否则测出来的是电阻和人体并联后的阻值,误差太大,故C正确;测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡,符合操作要求,故D正确。

(2)欧姆挡读数为15×1 000 Ω=15 000 Ω。如果选择开关在直流2.5 V挡,则读数为1.25 V。

(3)用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,发现表头指针偏转角度很大,说明回路中电流较大,二极管处于导通状态,与二极管正极相连的是电势较高的一端,多用电表的黑表笔与内部电池正极相接,故与二极管正极相连是黑表笔。

2.答案　(3)U1　

(4)如图所示

解析　(3)由于电表均为理想电表,电压表接在电源两端时,电源路端电压等于电源电动势,所以E=U1,电阻两端电压U=E-I2r=U1-I2r,又Rx=,故Rx=。

(4)用笔画线代替导线在图中画出连线,完成实物图器材间的连接,图见答案。

3.答案　(1)×1 k　短接　(2)1　1.5×104　3.60　12.0　9.00(9.0)　15.0(15)

解析　(1)多用电表的欧姆挡表盘的0刻线在右端,选“×100”挡时,发现指针偏转角过小,说明被测阻值较大,应改用较大挡位即“×1 k”挡,换挡后必须将红表笔和黑表笔短接,欧姆调零后再重新测量;

(2)①电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接1,黑表笔接2;

②欧姆表读数=倍率×表盘读数=1 k×15.0 Ω=15.0 kΩ=1.5×104 Ω;电压表分度值是0.1 V,读数为3.60 V;

③由于滑动变阻器阻值为零,故欧姆表读数即电压表阻值为12.0 kΩ;

④欧姆表的中值电阻等于内电阻,故欧姆表1 k挡位的内电阻为15.0 kΩ;根据闭合电路欧姆定律,电动势为:E=U+r=4.00 V+×15 kΩ=9.00 V。

4.答案　(1)负　(2)2　(3)312.5　(4)①将多用电表的选择开关旋至“10 mA”挡测量电流　②改用多用电表(电流挡)内接法

解析　(1)多用电表的电流从红表笔流进、黑表笔流出,二极管发光时电流从正极流进,故用黑表笔接二极管的正极,红表笔接负极。

(2)多用电表的电流从红表笔流进,由题图乙可知,导线2接电源正极,故红表笔应与2连接。

(3)根据题意可知,电阻R== Ω=312.5 Ω。

(4)二极管中电流为8 mA,电流较小,应选择较小量程测量电流,以减小误差;二极管电阻较大,应采用电流表内接法,以减小实验误差。

5.答案　(1)×1 k　(2)A1　如解析图所示　(3)黑　电流表“+”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路

解析　(1)欧姆表指针偏转的角度很小,说明待测电阻阻值较大,故应将选择开关调至更大挡,即旋至“×1 k”挡。

(2)由题图乙可知,待测电阻阻值约为28 kΩ,则电路中的最大电流约为I=≈179 μA,故电流表应选择A1,因待测电阻阻值较大,电流表应内接,电路如图所示。

(3)因一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触,故电流从该表笔流向多用电表,该表笔是红表笔,则与电流表“+”接线柱接触的是黑表笔;多用电表指针均发生较大角度的偏转,则说明红表笔到电源正极间的电路无故障,即发生的故障是电流表“+”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路。

6.答案　(1)0.064 1　(2)dbca　×1 k　3.2×104　(3)A1　如解析图所示　(4)

解析　(1)固定刻度读数为0.5,可动刻度读数为14.1,则电阻丝的直径d=0.5 mm+14.1×0.01 mm=0.641 mm=0.064 1 cm。

(2)使用欧姆表测电阻时,应选择合适的挡位,然后进行欧姆调零,再测电阻,欧姆表使用完毕后,要把选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,则正确的实验步骤为d、b、c、a;电阻丝的阻值约为几十千欧,旋转选择开关其尖端应对准的欧姆挡位是“×1 k”,由图示欧姆表可知,电阻丝的阻值为32×1 000 Ω=3.2×104 Ω。

(3)电路中最大电流约为I== A≈1×10-4A=100 μA,故电流表应选A1;待测电阻阻值约为几十千欧,滑动变阻器最大阻值为1 kΩ,故滑动变阻器应采用分压接法。电流表内阻为200 Ω,电压表内阻为50 kΩ,相对来说,待测电阻阻值远大于电流表内阻,电流表应采用内接法,实验电路图如图所示。

(4)根据电阻定律得Rx=ρ=,又S=πd2,联立可得ρ=。