连接器材、电路--2023高考物理实验题技法（原卷版）

这是一份连接器材、电路--2023高考物理实验题技法（原卷版），共17页。试卷主要包含了6 V，0，6 ⑥，2 Ω，量程为0～0等内容，欢迎下载使用。
连接器材、电路一、          器材连接例题：（2020·全国Ⅱ卷·T23）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。
 （2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小数）。【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 180    ⑤. 11.6    ⑥. 8.0【解析】（1）根据电路图连接实物图如图所示
 （2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为③因为小灯泡的额定电压为3.6V，故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA；（3）根据表中数据可知当I1=173mA时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V；流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为（4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V，而电流表A1不能超过其量程200mA，此时结合①有解得，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于。练习1、用笔线代替导线按照（a）电路图连接（b）实物图____练习2. （2018北京市通州区）某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验． 如图所示是实验器材的实物图，部分电路已连接，请补充连接好剩余部分电路___．②通过实验发现，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝的阻值也增大，这是因为_________________________________．练习3．（2019湖南省长沙）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．（1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来________．（2）如图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω. 练习4．（2020浙江省宁波市效实中学）应用如图所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向．在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路，请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接________．练习5.（2019上海市虹口）如图为“研究感应电流产生的条件”的实验电路图。（1）将电路连接完整______（2）保持电键S始终闭合。列举使线圈B中产生感应电流的两种方法：①______，②______。练习6.（2019湖南二校10月联考）在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中．（1）在如图甲，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接__________.（2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在最______端．（填“左”或“右”）（3）小明同学在做实验时，电路连接无误．闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零．该故障的原因可能是__________.（4）这个电路除了可以测小灯泡的电阻外，还可以用来测量小灯泡的功率．由图乙两表示数可求出小灯泡的功率P=_________W．（保留两位有效数字）二、          电路的设计和连接例题：（2022·全国甲卷·T22）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势，内阻很小），电流表（量程，内阻约），微安表（量程，内阻待测，约），滑动变阻器R（最大阻值），定值电阻（阻值），开关S，导线若干。（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_____；（2）某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，由此计算出微安表内阻_____。【答案】    ①. 见解析    ②. 990【解析】（1）[1]为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内电阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动电阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示（2）[2]流过定值电阻R0的电流加在微安表两端的电压微安表的内电阻练习1.（2022·全国乙卷·T23） 一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为，内阻很大），电流表A（量程为，内阻为），电源E（电动势约为，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选或），定值电阻（阻值可选或），开关S，导线若干。（1）要求通过的电流可在范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图________；（2）（3）略练习2、（2020河北省唐山市）将满偏电流Ig＝300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行核对．（1）利用如图1所示的电路测量电流表G的内阻（图中电源的电动势E＝4V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读出此时R′的阻值为450Ω，则电流表内阻的测量值Rg＝_____Ω，这个测量值比电流表内阻的真实值_____填“偏大”或“偏小”）．（2）将该表改装成量程为3V的电压表，需_____（填“串联”或“并联”）阻值为R0＝_____Ω的电阻．（3）把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在图2画出实验电路图． 练习3．（2018江苏泰兴）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，某同学通过调节滑动变阻器测得的数据如下：⑴在图（1）画出该实验电路图_____。⑵在图给出的U－I坐标系中已经作出了U-I图线，利用该图线求得电动势E=____V，内阻r=___Ω．（均保留3位有效数字）。⑶实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由_______（选填“电流表的分压”或“电压表的分流”）引起的。用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_________误差。练习4.某同学要测量一段电阻丝的电阻率，电阻丝电阻约为4 Ω，可提供的实验器材有：A．电流表G，内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mAB．电流表A，内阻约为0.2 Ω，量程为0～0.6 AC．电阻箱(0～9 999 Ω，0.5 A)D．滑动变阻器R(10 Ω，1 A)E．电池组(3 V，0.05 Ω)F．电阻丝RxG．一个开关和若干导线该同学进行了以下操作：(1)如图所示为他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整__________；(2)测量并计算电阻率，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某位置，当电阻箱阻值为R0时，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2.若电阻丝长度用L表示，电阻丝直径用d表示，则电阻率的表达式为p＝__________(用相关字母表示)．练习5.（青岛市2017）某实验探究小组利用半偏法测量电压表内阻，实验室提供了下列实验器材：A．待测电压表V(量程为3V，内阻约为3000)B．电阻箱R1(最大阻值为9999．9)C．滑动变阻器R2(最大阻值为10，额定电流为2 A)D．电源E(电动势为6V，内阻不计)E．开关两个，导线若干
(1)虚线框内为探究小组设计的部分测量电路，请你补画完整；(2)根据设计的电路图，连接好实验电路，进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤。首先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持______不变，断开开关_______(选填“S1”或“S2”)，调节________的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；(3)实验测出的电压表内阻R测=________，它与电压表内阻的真实值RV相比，R测____RV (选填“>”、“=”或“<”)。练习6.（2018湖南师大附中）在“测定导体电阻”的实验中，电源使用两节新干电池，被测电阻Rx的阻值约为5 Ω，电流表内阻约0.2 Ω，电压表内阻约为2 kΩ，滑动变阻器的规格是“10 Ω　1.5 A”． (1)图甲是不完整的实验电路，请你将电路图画完整__________；(2)电路连接正确，实验数据记录如下表所示，其中一组数据有拼凑的嫌疑，请指出并说明判断依据______.三、          设计电路连接实物图 例题．（2019贵州省遵义市第四教育集团）某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝长度为L，电阻约为20 Ω，可提供的实验仪器有：A．电流表G，内阻Rg=120 Ω，满偏电流Ig=3 mAB．电流表A，内阻约为0.2 Ω，量程为0～0.6 AC．螺旋测微器D．变阻箱(0--9999 Ω，0.5 A)E．滑动变阻器R(5 Ω，1 A)F．电池组(3 V，0. 05 Ω)G. 一个开关和导线若干他进行了以下操作：(l)用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径，如图所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得电阻丝的直径d=_______mm.(2)把电流表G与电阻箱串联当作电压表用．这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为Ro=___ Ω．(3)图虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整_________．(4)请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线___________．(5)闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2．请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ=____．【答案】0.264-0.267；    880；                【解析】(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；(2)电流表改装为大量程的电压表，需串联电阻起分压作用，根据欧姆定律求出串联电阻的阻值；(3)将电流表外接误差较小，因为改装后的电压表测量的是电阻丝的准确电压，用电流表的电流减去电流表G的电流为通过电阻丝的准确电流．根据测量的误差确定滑动变阻器的分压还是限流接法；(4)根据电路图连接实物图；(5)通过欧姆定律、电阻定律求出电阻率的表达式．【详解】(1) 螺旋测微器的读数为：0+0.01×26.5mm=0.265mm；(2) 根据欧姆定律得，；(3) 电流表采取外接法测量误差较小，因为改装后的电压表测量的是电阻丝的准确电压，用电流表的电流减去电流表G的电流为通过电阻丝的准确电流．若限流，电压表变化范围约在2.4V-3V之间，误差较大．所以采用滑动变阻器分压式接法误差较小，电路图如图：(4) 实物连线图如图(5) 根据欧姆定律得，，根据电阻定律得， ，联立两式得，．【名师点评】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及知道电表改装的原理，会分析实验的误差，知道误差的来源．练习1．测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：A．待测电压表（量程3V，内阻约3KΩ)B．电流表（量程0.6A，内阻0.01Ω）C．定值电阻R（阻值2KΩ，额定电流0.5A）D．电源E（电动势约3V，内阻不计）E．开关两只，S1、S2，导线若干（1）某同学设计了如图 (甲)所示的测量电路，在实验操作时，发现不可行。你认为主要问题是___________________________________________。（2）请从上述所给器材中选用所需器材，帮助该同学设计一个能尽量减小实验误差的测量电路，并在虚线框内画出原理图，要求标明给定器材的符号。用需要测量的物理量和电路中器材已给的物理量，写出电压表内阻的计算式Rv=_______________。并从图中所给的器材中选出你所需要的器材，连接成实验电路图。练习2.（黑龙江省顶级名校2019-2020学年高三上学期期中）某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率。已知电阻丝长度为，电阻约为，可提供的实验仪器有：A．电流表，内阻，满偏电流=B．电流表，内阻约为，量程C．游标卡尺D．变阻箱（，）E．滑动变阻器（，）F．电池组（，）G．一个开关和导线若干他进行了以下操作：(1)用游标卡尺测量这段电阻丝的直径，如图所示，则该次测量的电阻丝直径=_______；(2)把电流表与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量的电压，则电阻箱的阻值应调为_______；(3)设计实验电路图。虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请帮他将电路图补画完整__。(4)实验电路连接。该同学完成了部分连接，请帮他补充完整。___(5)测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表的示数为，电流表的示数为。则电阻率的表达式为：=_________。（使用、、、、、、及数字表示）