高考物理一轮复习 电学实验2

这是一份高考物理一轮复习 电学实验2，共14页。试卷主要包含了5 V左右，内阻较小，6 A，内阻约0，0 mA，Rg＝10 Ω)，00等内容，欢迎下载使用。

B．电流表A1(量程为0.6 A，内阻约0.5 Ω)
C．滑动变阻器R3(0～10 Ω，10 A)
D．滑动变阻器R4(0～100 Ω，1 A)
E．电流表G(量程为3.0 mA，Rg＝10 Ω)
F．定值电阻R1＝990 Ω
G．定值电阻R2＝90 Ω
H．定值电阻R0＝3.0 Ω
I．开关S和导线若干
(1)由于两节干电池的内阻较小，现将定值电阻R0＝3.0 Ω与两节干电池串联后作为一个整体进行测量．在进行实验时，滑动变阻器应选用其中的________，定值电阻F和G应选用其中的________．(填写实验器材前的字母)
(2)在如图甲所示的虚线框中补充完整本实验电路的原理图．
(3)根据实验测得的数据作出I2－I1图线，如图乙所示，其中I2为通过电流表G的电流，I1为通过电流表A1的电流．根据该图线可知每节干电池的电动势为________V，内阻为________Ω.
2．某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时，发现量程为3 V的电压表出现故障不能正常使用，实验台上有一个量程为500 μA，内阻Rg＝200 Ω的灵敏电流计G和一个电阻箱R(0～9 999 Ω).
(1)为了把灵敏电流计改装成量程为2 V的电压表继续实验，电阻箱R应调整至________ Ω.
(2)探究小组中一个同学用灵敏电流计G和电阻箱设计了如图乙所示的实验电路，同样测出了干电池的电动势和内阻.
①多次调节电阻箱，记录灵敏电流计G的示数I和电阻箱的阻值R，电源的电动势和内阻分别用E和r表示，则和R的关系式为______________.
②然后以为纵坐标，以R为横坐标，作出—R图线为一直线，如图丙所示，测得直线在纵轴上的截距b＝134，直线的斜率k＝，则该电池的电动势E＝_____ V，内阻r＝____Ω.
3．在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路．
(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到________(填“a”或“b”)端．
(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，滑动滑片P，记录下几组电压表和电流表的示数；重置滑动变阻器，S2改接图甲中的2位置，滑动滑片P，再记录几组电压表和电流表的示数．在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时，电压表示数U和电流表示数I的图象，如图丙所示．两图线均为直线，与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.
①S2接1位置时，作出的U—I图线是图丙中的________(填“A”或“B”)线；
②S2接2位置时，干电池电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值．(填“大于”“小于”或“等于”)
4．利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表Ⓐ(量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以为纵坐标，R为横坐标，作­R图线(用直线拟合)；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题：
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________．
(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时电流表的示数如图甲所示，读出数据，完成下表．答：①________；②________.
甲 乙
(3)在图乙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝____________A－1·Ω－1，截距b＝____________A－1.
(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
5．在“测定金属的电阻率”实验中
(1)为了测量金属丝的电阻Rx的阻值，实验室提供如下实验器材：
A．待测金属丝电阻Rx(约100 Ω)
B．电动势E＝6 V，内阻很小的直流电源
C．量程50 mA，内阻约为50 Ω的电流表
D．量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω的电流表
E．量程6 V，内阻约为15 kΩ的电压表
F．最大阻值15 Ω，最大允许电流1 A的滑动变阻器
G．最大阻值15 kΩ，最大允许电流0.5 A的滑动变阻器
H．开关一个，导线若干
①为了操作方便，且能比较精确的测量金属丝的电阻值，电流表选用________，滑动变阻器选用________(填写选用器材前的序号)．
②根据所选用的实验器材，设计出测量电阻的甲、乙两种电路，为尽可能减少实验误差，应采用________图(选填“甲”或“乙”).
甲 乙
③实验中测得该金属丝直径为d，长度为L，接入电路后，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率的表达式为ρ＝________.
(2)若另有一只待测电阻，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差，他用两只相同的电压表，设计了如图丙所示的测量电路．实验操作步骤如下：
图丙
①按电路图连接好实验器材．
②闭合S1，断开S2，读出此时电压表V1的示数U，电流表示数I.
③再闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为步骤2的电流I，此时读出电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2.
用上述测得的物理量表示待测电阻的阻值Rx＝____________.
6．某同学为了测量“3.8 V,2.5 W”小灯泡正常发光的电阻值．实验室有下列器材，规格如下：
A．两只相同的电压表(量程5 V，内阻很大)
B．电阻箱R1(0～999 Ω，最小调节量为1 Ω)
C．电阻箱R2(0～99.9 Ω，最小凋节量为0.1 Ω)
D．滑动变阻器R3(0～50 Ω，额定电流为1.5 A)
E．滑动变阻器R4(0～5 Ω，额定电流为3 A)
F．直流电源(电动势9 V，内阻不计)
G．开关、导线若干、待测灯泡
利用现有器材，请你替这位同学设计本实验．
(1)在方框中画出合理的实验原理图．
(2)以上器材中电阻箱应选用________，滑动变阻器应选用________(填序号字母)．
(3)根据你所设计的电路图，得出测量小灯泡正常发光时的电阻值的方法_________________.
7．为了测量量程为3 V的电压表V的内阻(内阻约2 000 Ω)，实验室可以提供的器材有：
电流表A1，量程为0.6 A，内阻约为0.1 Ω；
电压表V2，量程为5 V，内阻约为3 500 Ω；
电阻箱R1，阻值范围为0～9 999 Ω；
电阻箱R2，阻值范围为0～99.9 Ω；
滑动变阻器R3，最大阻值约为100 Ω，额定电流为1.5 A；
电源E，电动势为6 V，内阻约为0.5 Ω；
单刀双掷开关S，单刀单掷开关K，导线若干．
(1)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注).
(2)写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV＝________.
8．某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．
实验步骤如下：
①按电路原理图(a)连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值．
回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．

(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．
A．100 μA B．250 μA
C．500 μA D．1 mA
9．要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作.已选用的器材有：
直流电源(电压为4 V)；
电流表(量程为0～0.6 A，内阻约0.5 Ω)；
电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；
开关一个、导线若干.
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)
B.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定电流0.3 A)
(2)图甲为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连接.(用笔画线表示对应的导线)
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而______(填“增大”“不变”或“减小”).
(4)如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图丙所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是____ Ω.(保留两位有效数字)
(5)根据实验得到的小灯泡的伏安特性曲线，下列分析正确的是______.
A.测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电压表内阻引起
B.测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电流表内阻引起
C.测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电压表内阻引起
D.测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电流表内阻引起
10．多用电表的使用
(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：
①将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件___(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线.
③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图甲所示.为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1“×10”或“×1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量.
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx 的关系式为_________________；
(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻.该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图3中_____(选填“A”或“B”)方式连接.
(4)在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图4甲所示，读数为____ Ω，这时电压表的读数为如图乙所示.若该欧姆挡内阻为24 kΩ，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为____V(计算结果保留两位有效数字).
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
/A－1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
参考答案
1．(1)C F (2)电路原理图如解析图所示(3)1.5 1.0
【解析】(1)滑动变阻器的阻值应与电路中其他部分电阻比较接近，便于控制电路，因而滑动变阻器选用C，而电流表G可与定值电阻串联改装为电压表，2节干电池的电动势大约为3 V，即改装后电压表的量程为3 V，因而需要串联的电阻为990 Ω，选用F.
(2)电路原理图如图所示．
(3)根据题意可知2E＝I2(Rg＋R1)＋(I1＋I2)(2r＋R0)，结合图线中数据解得E＝1.5 V，r＝1.0 Ω.
2．（1）3 800（2）①＝＋R ②1.5 1
【解析】将电流计G改装成电压表，应串联一个大电阻，根据串并联电路的规律可知：
R＝(－200)Ω＝3 800 Ω；
根据闭合电路欧姆定律可知：I＝变形可得：
＝＋R
根据图象和公式可知：b＝；k＝，根据题意可知：
E＝1.5 V；r＝1 Ω.
3．(1)见解析 (2)a (3)B 等于 大于
【解析】(1)
(2)为保护电表，闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大，即滑片P调到a端．(3)S2接1位置时，由于电压表的分流，使得电流的测量值偏小，而短路电流(U＝0时的电流，即图线与横轴的截距)不变，故电动势和内阻的测量值都偏小；S2接2位置时，可将电流表内阻等效到电源内阻中，即外电压和干路电流的测量值是准确的，电源电动势的测量值等于电动势的真实值，但电源内阻的测量值等于电源内阻的真实值与电流表内阻的和．
4．(1)＝R＋ (5.0＋r)
(2)①0.110 A ②9.09 A－1
(3)如图所示，k＝1.00(或在0.96～1.04之间)，b＝6.0(或在5.9～6.1之间)
(4)E＝3.0(或在2.7～3.3之间) r＝1.0(或在0.6～1.4之间)
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：
E＝IRA＋ (R＋R0＋r)
将R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω代入上式得＝R＋(5.0＋r)．
(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110 A，倒数是9.09 A－1.
(3)由 ­R关系可知k＝，截距b＝(5.0＋r)；由给出的数据作出图象，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．
由图象可知，k＝1.0 A－1·Ω－1，b＝6.0 A－1.
(4)电源电动势E＝3.0 V，电源内阻r＝1.0 Ω.
【答案】(1)①C F ②甲 ③ (2)
【解析】(1)①根据闭合电路欧姆定律可知通过待测金属丝的最大电流为Imax＝ A＝60 mA，所以电流表应选用C；当滑动变阻器采用限流式接法时，电路中需要的最大电阻为Rmax＝Ω＝360 Ω，显然滑动变阻器应选用F且应采用分压式接法．
②由于待测金属丝满足，电流表应用外接法，即电路应是分压外接电路，所以应采用甲图．
③根据R＝及R＝可得ρ＝.
(2)当S2断开时应有U＝I(RA＋Rx)，当S2闭合时应有U1＝IRA＋U2，联立以上两式可得Rx＝.
【答案】(1)见解析图(变阻器画成限流式也正确) (2)C E (3)调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8 V，读出电阻箱的阻值即为小灯泡正常发光时的电阻，R2＝R(其他方法合理也正确)
【解析】(1)本实验采用的是等效替代法，电路图如图所示
(2)由于小灯泡的电阻R＝≈5.8 Ω，故选电阻箱R2；为方便调节选择与灯泡阻值相近的滑动变阻器R4.
(3)电阻箱与灯泡串联电流相等，故分压相等时，阻值相等，故方法为：调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8 V，读出电阻箱的阻值即为小灯泡正常发光时的电阻，R2＝R(其他方法合理也正确)．
7．见解析
【解析】方案一：替代法．
考虑到电阻箱R1阻值范围为0～9 999 Ω，与电压表V的内阻较接近，且电阻可读，又有单刀双掷开关，因此考虑用替代法．电路图如图甲所示，闭合K，将开关S掷向1，调节滑动变阻器R3，使电压表V和V2都有较大偏转，记下电压表V2的读数；然后将开关S掷向2，保持滑动变阻器R3的滑动头不变，调节电阻箱R1使电压表V2的读数不变，那么电阻箱R1的阻值即电压表V的内阻，即RV＝R1.
方案二：半偏法．
如图乙所示，闭合K，将开关S掷向1，调节滑动变阻器R3，使电压表V满偏；然后将开关S掷向2，保持滑动变阻器R3的滑动头不变，调节电阻箱R1，使电压表V半偏，则由于R3相对于电压表V和电阻箱R1阻值较小，因此电压表V和电阻箱R1上的总电压几乎不变，其中一半电压加在电压表V上，一半电压加在电阻箱R1上，故电阻箱R1的阻值即电压表V的内阻，即RV＝R1.
方案三：伏安法．
不能直接使用电流表A1测流过电压表的电流，由于电压表V2内阻的准确值不知道，因此也不能当电流表使用，故我们考虑通过电阻箱R1来测流过电压表的电流．如图丙所示，此时流过R1的电流为I＝，因此电压表的内阻为RV＝.
【答案】(1)R1 (2)见解析 (3)2 520 (4)D
【解析】(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1.
(2)实物图连线如图所示．
(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5 V，电阻箱阻值R＝630.0 Ω时，电压表的示数UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得
故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω.
(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug
故Ig＝A≈1 mA，选项D正确．
9．（1）A（2）
（3）增大
（4）12（5）C
【解析】（1）由于采用分压式接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选A.
（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡正常发光时的电阻为：R＝＝Ω＝15 Ω，电流表内阻约为0.5 Ω，电压表内阻约为3 kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：
（3）由曲线可知，随电压增大通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻增大.
（4）电压表量程为3 V，由图丙电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为2.30 V，由图乙可知，2.30 V对应的电流为0.20 A，此时灯泡电阻为：
R＝＝Ω≈12 Ω.
（5）电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流I偏大，测得的小灯泡正常发光的功率P＝UI偏大，故选C.
10．（1）D ×10（2）I＝（3）A（4）30 k 2.9
【解析】（1）②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件D，使指针对准电阻的“0”刻度线；③针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换“×10”挡.
（2）根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：I＝.
（3）欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ，电压表的读数为：1.60 V.
（4）由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ，与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：
E＝I(R＋r)＝×(2.4×104＋3×104) V≈2.9 V.