2019届高考物理二轮复习专项突破训练：电学实验.docx

1、1电学实验1.某同学组装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程 100 A，内阻 900 )；电阻箱 R1(阻值范围 0999.9 )；电阻箱 R2(阻值范围 099 999.9 )；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V的直流电压表组装好的多用电表有电流 1 mA和电压 3 V两挡图 1回答下列问题：(1)在图 1虚线框内画出电路图并标出 R1和 R2，其中*为公共接线柱， a和 b分别是电流挡和电压挡的接线柱(2)电阻箱的阻值应取 R1_， R2_.(保留到个位)2有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在 810 之间，为了测量

2、该导电材料的电阻率，实验室提供了以下实验器材：A20 分度的游标卡尺B螺旋测微器C电流表 A1(0100 mA，内阻约为 10 )D电流表 A2(00.6 A，内阻约为 0.1 )E电压表 V1(03 V，内阻约为 3 k)F电压表 V2(015 V，内阻约为 15 k)G直流电源 E(4 V，内阻不计)H滑动变阻器 R(010 ，2 A)I开关及导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度 L.其示数如图 2甲所示，其读数为_mm；用螺旋测微器测得该样品的外径 D，其示数如图乙所示，其读数为_mm.图 2(2)本次实验的电流表选用的是_，电压表选用的是_(填写所提供器材前的字母)(3)测量新型圆

3、柱形的 导电材料的电阻 R.应采用图 3中的_(选填“甲” “乙”2“丙” 或“丁”)电路图图 33某兴趣小组的同学为了测量某电压表的内阻，设计了如图 4所示的电路可供选择的器材如下图 4A 待测电压表 V1(量程 3 V，内阻约为几千欧)B电压表 V2(量程 5 V，内阻约为 3 k)C定值电阻 R1，阻值为 200 D定值电阻 R2，阻值为 2 000 E滑动变阻器 R3(阻值范围 010 )F滑动变阻器 R4(阻值范围 0 10 k)G直流电源，电动势 6 V，内阻不计H开关一个，导线若干实验主要步骤如下：选择恰当的实验器材，按实验电路将实物图连接好；闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片到

4、某一位置，记录 V1、V 2的读数分别为U1、 U2；移动滑动变阻器的滑片，多次记录 V1、V 2的读数；以 U1为纵坐标， U 2为横坐标，作出 U1 U2关系图象；分析 U1 U2关系图象，得到待测电压表的内阻请回答下列问题：(1)步骤中定值电阻 R0最好选用_；滑动变阻器 R最好选用_(填写3器材前面的序号)(2)步骤中实物图的连接还有两根导线没有连好，请在图 5甲中补充完整图 5(3)步骤中 V1示数如图乙所示，则 V1的读数为_V.(4)步骤中得到的 U1 U2关系图象如图丙所示步骤分析得出 U1 U2关系图象的斜率为 k，定值电阻的阻值为 R0，则可得待测电压表的内阻为_4某同学利

5、用图 6甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动实验器材还有：电源(电动势约为 3 V，内阻可忽略)，电压表 V1(量程为 3 V，内阻很大)，电压表 V2(量程为 3 V，内阻很大)，定值电阻 R1(阻值 4 k)，定值电阻 R2(阻值 2 k)，电阻箱 R(最大阻值 9 999 )，单刀双掷开关 S，导线若干，游标卡尺，刻度尺实验步骤如下：4图 6A用游标卡尺测量玻璃管的内径 d；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L；C把 S拨到 1位置

6、，记录电压表 V1示数；D把 S拨到 2位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同，记录电阻箱的阻值 R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤 C、D，记录每一次水柱长度 L和电阻箱阻值 R；F断开 S，整理好器材(1)测玻璃管内径 d时游标卡尺示数如图乙，则 d_mm.(2)玻璃管内水柱的 电阻 Rx的表达式为： Rx_(用 R1、 R2、 R表示)(3)利用记录的多组水柱长度 L和对应的电阻箱阻值 R的数据，绘制出如图 7所示的R 关系图象自来水的电阻率 _m(保留两位有效数字)1L图 7(4)本实验中若电压表 V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_ _(填“偏大

7、” “不变”或“偏小”)5.用下列器材组装一个电路：A待测电池组B待测小灯泡(2 A,2.5 V)C电流表 A(量程 3 A，内阻非常小)D电压表 V1(量程 6 V，内阻非常大)E电压表 V2(量程 1 V，内阻 1 500 )F滑动变阻器 R(最大阻值 10 ，额定电流 4 A)G定值电阻 R1( 3 000 )H开关一只，导线若干要求：既能测定电池组的电动势 E和内阻 r，又能同时测绘小灯泡的 U I曲线5图 8(1)请在图 8甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；(2)每次实验操作需记录电流表 A、电压表 V1和电压表 V2的示数，经过多次测量换算，最后在 U I坐标系中，

8、描绘出两条图线，且在 P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为_；电池组的效率为_(计算结果保留两位有效数字)6现有一种特殊的电池，它的电动势 E为 9 V左右，内阻 r大约为 40 ，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 9所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V，内阻为 20 k， R1为电阻箱，阻值范围 0999 ， R0为定值电阻图 9(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻A100 B1 000 C2 000 D20 000 为使实验能顺利进行， R0应选_(填字母序号)(2)该同学接入符合要求的 R0后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记

9、录多组数据，作出了如图 10所示的图线根据图线可求得该电池电动势 E为_V，内阻 r为_.图 107在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材6图 11(1)甲同学按图 11甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是_由电压表读数 U和电流表读数 I，画出 U I图线如图乙所示，可得电源的电动势 E_V，内电阻 r_.(结果保留 2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示由电压表的读数 U和电流表的读数 I，画出 U I图线如图丙所示乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势 E_V，内电阻r_

10、.(结果保留 2位有效数字)8某实验小组研究两个未知元件 X和 Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为 3 k)、电流表(内阻约为 1 )、定值电阻等图 127(1)使用多用电表粗测元件 X的电阻，选择“1” 欧姆挡测量，示数如图 12甲所示，读数为_， 据此应选择图中的_(选填“ 乙”或“丙”)电路进行实验(2)连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(选填 “增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件 X换成元件Y，重复实验(3)图丁是根据实验数据作出的 U I图线，由图可判断元件_(选填“ X”或“Y”)是非线性元件(4)该小组还借助

11、X和 Y中的线性元件和阻值 R21 的定值电阻，测量待测电池组的电动势 E和内阻 r，如图戊所示，闭合 S1和 S2，电压表读数为 3.00 V，断开 S2，电压表读数为 1.00 V，结合图丁可算出 E_V， r_.(结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表)9某同学用如图 13甲所示的实验电路来测量未知电阻 Rx的阻值，将电阻箱接入a、 b之间，闭合开关 S，适当调节滑动变阻器 R后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值 R，得到多组电压表的示数 U与 R的数据，并绘出 U R图象如图乙所示图 13(1)用待测电阻 Rx替换电阻箱，读得电压表示数为 5.0 V，利用图乙中的 U R图象可得

12、Rx_.(保留两位有效数字)(2)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大，若仍使用该装置和图乙中的 U R图象来测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大” “偏小”或“不变”)若仍想使用该电路和图乙中测绘的 U R关系图象来测量电阻，则需要对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调到 10 ，并接入 a、 b之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为_V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻8参考答案1.答案 (1)见解析图(2)100 2 910解析 (1)如图所 示(2)接 a时改装成量程为 1 mA的电 流表，有IgRg( I Ig)R1解得 R1100

13、接 b时改装成量程为 3 V的电压表，有U IgRg IR2解得 R22 910 .2.答案 (1)41.75 3.627(3.6263.629 均可) (2)D E (3)甲解析 (1)长度为 L41 mm150.05 mm41.75 mm；外径为 D3.5 mm12.70.01 mm3.627 mm.(3)因为电流表内阻和导电材料电阻相接近，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，故选甲图3.答案 (1)D E(2)如图所 示(3)1.90 (4) R0k1 k解析 (1)因为待测电压表的内阻约为几千欧，故定值电阻 R0的阻值不能太小，否则分的电压太小，影响实验结果的准确性，故选 D

14、；该实验中，因为要求电压表的示数从 0开始，并且要多测几组数据，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，选择 E.(2)连接的实物图如图所示9(3)V1的量程是 3 V，故题图乙中的读数为 1.90 V；(4)定值电阻 R0与 V1串联，电流相等，则有： ，变形得：U1RV1 U2 U1R0U1 U2，由 U1 U2关系图象可知斜率 k ，解得： RV1 R0.RV1R0 RV1 RV1R0 RV1 k1 k4.答案 (1)30.00 (2) (3)14 (4)偏大R1R2R解析 (2)设把 S拨到 1位置时，电压表 V1示数为 U，则此时电路电流为 ，总电

15、压 UUR1总 U，当把 S拨到 2位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同URxR1也为 U，则此时电路中的电流为 ，总电压 U 总 R2 U，由于两次总电压相等，都等于UR UR电源电压 E，可得 ，解得 RxRxR1 R2R R1R2R(3)由题图可知， R210 3 时， 5.0 m1 ，此时玻璃管内水柱的电阻1LRx 4 000 ，水柱横截面积 S 27.06510 4 m2，由电阻定律 Rx 得R1R2R (d2) LS 4 0007.06510 4 5 m14 mRxSL(4)若电压表 V1内阻不是很大，则把 S拨到 1位置时，此时电路电流大于 ，实际总UR

16、1电压将大于 U 总 U，所以测量的 Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大URxR15.答案 (1)如图所示(2)0 56%10解析 (1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表 V1测路端电压，电流表 A测量电流；测绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表 A测流过灯泡的电流，考虑到电压表 V2量程偏小，可与定值电阻 R1串联增大量程；此时电压表 V2的内阻与 R1之和远大于灯泡内阻，可用电流表外接法，则电路如图所示(2)电源的 U I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 E4.5 V，电源内阻 r 1.0 .两图象的交点坐标，即灯泡两端电压 UL2.5 V，电路 U I 4.5 2

17、.52.0电流 I2.0 A，此时电源电动势 E Ir UL IR 滑 ，即 4.5 V2.0 A1.0 2.5 V2.0 AR 滑 ，则 R 滑 0 ；电池组的效率 100% 100% 100% 100%56%.P出P总 UIEI ULE 2.54.56.答案 (1)D (2)10 41.7解析 (2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍，在闭合电路中， E U 外 Ir2 U r，则 ，2UR1 1U 2E 2rE 1R1由图象可知，图象截距 b 0.2，斜率 k 8.33，则电源电动2E 2rE 1U 1R1 1.2 0.20.12势 E10 V，

18、r41.7 .7.答案 (1)保护电路 2.8 0.60 (2)3.0 0.50解析 (1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据 U E Ir可知，图象与纵轴的交点表示电源电动势，故 E2.8 V，图象的斜率表示内电阻： r 2.8 1.62.00.60 .(2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图象，则由图象可知，当电压为 2.5 V时，电流为 0.5 A，此时两部分电阻相等，则总电流为 I11 A；而当电压为 2.4 V时，电流分别对应 0.

19、33 A和 0.87 A，则说明当电压为 2.4 V时，干路电流为 I2 (0.330.87 A)1.2 A；则根据11闭合电路欧姆定律可得：2.5 E r,2.4 E1.2 r解得： E3.0 V， r0.50 .8.答案 (1)10 乙 (2)增大 (3) Y (4)3.2 0.50解析 (1)使用多用电表粗测元件 X的电阻，选择“1”欧姆挡测量，示数如题图甲所示，读数为 10 ，元件 X的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择题图乙所示实验电路(2)连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大；(3)由题图丁可知，

20、元件 Y是非线性元件；(4)根据 U I图线得出元件 X的电阻 RX 10 ；闭合 S1和 S2，电压表读数30.30为 3.00 V；断开 S2，电压表读数为 1.00 V，根据闭合电路欧姆定律得E3 r， E1 (r21)310 110解得： E3.2 V， r0.50 .9.答案 (1)25 (2)偏小 4.0解析 (1)由题图乙读出当电压 U5.0 V时，电阻约为 25 ；(2)a、 b两点间这段电路可以当作一个等效的电源，当等效电源的内电阻变大，外电阻相同时，外电路分得的电压减小，重新作出 U R图象，如图所示，由图象可知相同的电压表读数，测量值小于真实值；要想进行修正，应让对应的图象与原图象重合，则可知，电阻箱电阻为 10 时，对应的电压为 4.0 V，故应调节滑动变阻器使电压表示数为 4.0 V，然后保持滑动变阻器阻值不变，即可进行测量12