2022年高考物理 讲练测系列 专题26 电学实验.doc

2013年高考物理专项冲击波讲练测系列 专题26 电学实验高中物理电学实验是物理实验高考的重点，是高考的必考内容。电学实验共有6个，可归纳为四二三，即知道四种测量电路（描绘小灯泡的伏安特性曲线及分压电路、伏安法测电阻电路、半偏法测电表内阻和电表的校对电路、测定电源电动势和内阻电路），会画二种曲线（电阻或小灯泡的伏安特性曲线、 电源的伏安特性曲线），掌握三类仪器（多用电表、螺旋测微器和游标卡尺、电压表电流 2.在半偏法测电流表内阻实验中，串联在电路中的可变电阻R应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器，在能够满足电流表满偏的条件下，电源电动势尽可能选择大的测量误差小。选择电源电动势的方法是：滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中，当闭合与电流表并联支路中的电键时，电路中总电阻减小，电流增大，调节电阻箱的电阻值使电流表半偏，与电流表并联的电阻箱R1中电流将大于电流表中的半偏电流，R1小于电流表内阻rg，所以测量值R1与rg的真实值相比偏小。电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对，所以采用分压电路。3. 测定电源电动势和内阻实验采用电流表和电压表测出外电路的几组电流和电压值，为了消除偶然误差，一般采用图像法处理实验数据。由闭合电路欧姆定律可知电源路端电压U=EIr，电源的伏安特性曲线应该是一直线，所以将图像中数据点连线时一定要画成直线，直线与纵轴（U轴）的交点纵坐标值等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻。4. 多用电表是一种可以用来测量电流、电压、电阻等的磁电式测量仪表，直流电流档、电压档刻度是均匀的。多用电表欧姆档（欧姆表）是根据闭合电路欧姆定律制成的，由于电流I与待测电阻R是非线性关系，且电流为零时电阻值为无限大，所以多用电表欧姆档（欧姆表）的刻度不均匀，且电流零刻度处对应电阻值为无限大，电流满偏处对应电阻值为零。用多用电表欧姆档（欧姆表）测量电阻时首先要选档、调零，将电阻从电路中断开然后测量。测量时，应使指针尽可能指在中间刻度附近。若指针偏角太小，说明电阻值大，应改换高倍率档；若指针偏角太大，说明电阻值小，应改换低倍率档。注意每次换挡后均要重新调【最新模拟题专项训练】。1（2012年3月四川南充市二模）某同学测定一根金属丝的电阻率.用螺旋测微器测量金属丝的直径如左下图所示，则该金属丝的直径为_mm.先用多用电表粗测其电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”档位，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：a.将选择开关换成欧姆挡的“_”档位(选填“ ×100”或“ ×l”）b.调零后再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右下图所示，则此段金属丝的电阻约为_。现要进一步较精确测量其阻值，实验室提供了以下各种器材:4V的直流电源、3V量程的直流电压表、电键、导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用：A.电流表A1(量程0.3A,内阻约1） B.电流表A2（量程0.6A,内阻约0.3）C.滑动变阻器R1（最大阻值为10） D.滑动变阻器R2（最大阻值为50）为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选_滑动变阻器应选_ (填器材前面的字母） 2.（2012年3月福建莆田质检）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，获得的金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的值分别是 mm、 A、 V.。 已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20k。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中 （填电路图下方的字母）电路为本次实验应当采用的最佳电路。用此电路测得的金属丝电阻Rx比真实值 （填“大”或“小”）。准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的B电路。若此时测得电流为I、请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在方框中其中滑动变阻器应选_ _若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L，直径为d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为_，式中符号的含义为_ _3.答案：（1）×1k 欧姆调零 （2）R1 电路图如图所示。 U1表示电压表V1的示数，U2表 4.（2012湖南衡阳六校联考） 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量3次，求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为_ mm. (2)采用右图所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)4.答案.(1)24.1224.14 0.5180.519 (2)偏小解析：(1)根据刻度尺读数规则，图甲中读数为24.13cm；根据螺旋测微器读数规则，图中读数为0.518 mm.(2)用电流表外接电路测量金属丝的电阻金属丝中电流小于电流表读数，所以电阻的测量值比真实值偏小由欧姆定律R=U/I，电阻定律R=l/S，S=d2/4联立解得电阻率。5. （2012重庆期末测试）在“测金属丝电阻率”实验中，提供以下实验器材； 待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、直尺；电源E（电动势约3V）；电压表V（量程3V，内阻约5k）：电流表A（量程0.6A、内阻为1.0）；滑动变阻器、开关及导线若干某同学进行了如下操作：如题22-2图所示，用直尺测金属丝的长度L= m；如题22-3图所示，用螺旋测微器测金属丝直径d= m；按照实验设计进行了实物连接如题22-4图并进行了相应测量，利用电压表由此得到金属丝电阻R= 根据以上测量，计算该金属丝的电阻率= ·m（计算结果保留两位有效数字） 6（1）(2013广东二校联考摸底)一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详。用欧姆表粗测其阻值，其结果如图所示。现有下列器材，试选择合适的器材及适当的电路，较精确地测定该电阻的阻值。×10第34题（1）图A电流表，量程0500A，内阻约150B电流表，量程010mA，内阻约10C电压表，量程03V，内阻约5KD电压表，量程015V，内阻约10KE干电池两节，每节电动势为1.5VF直流稳压电源，输出电压12V，额定电流1AG滑动变阻器，050，0.5AH电键一只，导线若干 欧姆表测得的电阻值约为 ； 电流表应该选择 ，电压表应该选 择 ，电源应该选择 ，（填字母代号）； 请在下列实验电路图中选择合适的电路图（ ）ARABPARxSERABPCSERxRABPDRxSEARABPBSEVRx第34题（2）图VVAVA图167. （2013温州八校联考）某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为200·m）。如图16所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。容器内表面长a40cm，宽b20cm，高c10cm。将水样注满容器后，进行以下操作：（1） 分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档 粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图17所示，则所测水样的电阻约为 。图17+图18（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实 验室中找到如下实验器材：A.电流表(量程3mA，电阻RA为5) B.电压表(量程6V，电阻RV约为10 k)C.滑动变阻器(020，额定电流1 A)D.电源(6V，内阻约1)E.开关一只、导线若干 请在答题卷相应位置的实物图中完成电路连接。（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在在答题卷相应位置的坐标纸中作出U-I关系图线。U/V1.11.83.03.84.7I/mA0.500.821.361.732.13（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 ·m。据此可知，所测水样在电阻率这一指标上 (选填“达标”或 “不达标”).答案：（1）1750 （2）电路连接如图a所示。 （3）如图b所示。 （4）不达标。解析：（1）根据多用电表测量电阻时要尽可能使指针指在中间附近，所以按照左图读数，读数为17.5×100=1750。（2）因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又因为 （4）由图线斜率可知，总电阻为22005，（理论上R =R总R A=2195，但由于实验的偶然误差可能比5还要大，因此，电流表电阻可以忽略），根据电阻定律，代入数据得=110.00.3·m，由于<200·m，因此，不达标。8.（11分）（2013安徽师大摸底）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1）； 电流表A1（量程0100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程00.6A，内阻约0.2）； 电阻箱R（0999.9W）； 开关、小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=_ mm；实验中电流表应选择_（选填“A1”或“A2”）；丙R/WL/mL0OR0020251530乙甲abPcA小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率=_（用给定的物理量符号和已知常数表示）。若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求写出分析的过程，只回答出分析结果即可）答： 。答案：. （11分）（2）0.730（3分） A1（2分）（3分） 不产生影响（3分）由于电流表内阻的存在不影响图线斜率，所以对电阻率的测量结果不会产生影响。9.（2012年4月山东潍坊二模）某同学要描绘一小灯泡（3V，1.5W）的伏安特性曲性，他设计了如图甲所示的电路，其中电源电动势为4V，电压表有两个量程. 某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图乙所示,若用电动势为3 V、内阻为2.5的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W. 11（2012年3月江苏省苏北四星级高中联考）发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。图甲是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“”号的一端接高电势，带“”号的一端接低电势某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如下表所示：U/V00.400.801.201.602.002.402.80I/mA00.92.34.36.812.019.030.0(1)实验室提供的器材如下：A电压表(量程0-3V，内阻约10k) B电压表(量程0-15V，内阻约25 k)C电流表(量程0-50mA，内阻约50) D电流表(量程0-0.6A，内阻约1)E滑动变阻器(阻值范围0-10，允许最大电流3A) F电源(电动势6V，内阻不计)G开关，导线该同学做实验时，电压表选用的是 ，电流表选用的是 （填选项字母）；(2)请在图乙中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整；图甲(3)根据表中数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线；(4)若此发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R= 的电阻，才能使它工作在【最新高考题专项检测】1.（2012·广东理综物理）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_cm，直径为_mm。按图15（c）链接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最_（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280；由此可知，圆柱体的电阻为_。2.（2012·山东理综）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx（阻值约4，额定电流约0.5A）；电压表：V（量程3V，内阻约3k）；电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2）；A2（量程3A，内阻约0.05）；电源：E1（电动势3V，内阻不计） E2（电动势12V，内阻不计）滑动变阻器：R（最大阻值约20）螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 用伏安法测金属丝的电阻R。实验所用器材为：电源（电动势3V，内阻约1）、电流表（内阻约3k）、滑动变阻器R（020，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 由以上实验数据可知，他们测量R是采用图2中的 图（选填：“甲”或“乙”）(1) 图3是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑(2) 这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线，由图线得到金属丝的阻值R= （保留两位有效数字）。(3) 根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为 （填选项钱的符号）。 A.1×10-2·m B.1×10-4·m C.1×10-6·m D.1×10-8·m(4) 任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 （有多个正确选项）。 A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除测量仪表引起的系统误差 D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差【答案】：（1）0.397 （2）甲 （3）如图3 4（2012·四川理综）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下： 小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”； 电流表A1，量程3A，内阻约为0.1； 电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2； 电压表V，量程3V，内阻rv=9k； 标准电阻R1，阻值1； 标准电阻R2，阻值3k； 滑动变阻器R，阻值范围010； 学生电源E，电动势6V，内阻不计； 开关S及导线若干。甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_。乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_V。学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计 5（2011·福建理综卷21题（2）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_档进行测量。（填选项前的字母）A.直流电压10V B.直流电流5mAC.欧姆× 100 D.欧姆× 1该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围020,额定电流1.0A），L为待测小电珠，为电压表（量程6V，内阻20k），为电流表（量程0.6A，内阻1）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_ 端；（填“左”或“右”）.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）. 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_。（填“不变”、“增大”或“减小”） .左 1 5 . 增大21