专题九电学实验.pdf

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1、1第第 2 讲讲电学实验与创新电学实验与创新高考题型高考题型 1电表改装与读数、多用电表原理与使用电表改装与读数、多用电表原理与使用例 1图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中 E 是电池；R1、R2、R3、R4和 R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为 250 A，内阻为 480 .虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连 该多用电表有 5 个挡位， 5 个挡位为： 直流电压 1 V 挡和 5 V 挡， 直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆100 挡(1)图(a)中的 A 端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于 R6的使用，下列说法正

2、确的是_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前，调整 R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整 R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得 R1R2_，R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时 B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时 B 端是与“3”相连的，则读数为_；若此时 B 端是与“5”相连的，则读数为_(结果均保留 3 位有效数字)1一块表头被烧坏的双量程电压表，其内部电路如图甲所示，但测得 R12.8 k、R214.8 k是完好的

3、，现用满偏电流和表盘刻度相同的一块新表头替代，已知新表头的满偏电流为 1 mA，内阻为 150 ，且有三个精密定值电阻 r150 、r2100 、r3150 .若在保留 R1、R2的情况下，对电压表进行修复，请完成下列问题：2(1)原表头的内阻 rg_ ；(2)在图乙虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标出所选用的相应器材符号)(3)修复后校准完，连接 015 V 量程测量时，某次表盘指针偏转如图丙所示，其电压示数应为_ V.2指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：(1)在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1 mA”挡，指针的位置如图(a)所示，则测量结果为_(2)多用电

4、表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示，电源的电动势为 E，R0为调零电阻某次将待测电阻用电阻箱代替时， 电路中电流 I 与电阻箱的阻值 Rx关系图象如图(c)所示， 则此时多用电表的内阻为_，该电源的电动势 E_V.(3)下列判断正确的是_A在图(b)中，电表的左、右插孔处分别标注着“”、“”3B因为图线(c)是非线性的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C欧姆表调零的实质是通过调节 R0，使 Rx0 时电路中的电流达到满偏电流D电阻 Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越大高考题型高考题型 2电阻测量类实验电阻测量类实验例 2为测定待测电阻 Rx的阻值(约为 200 )，

5、实验室提供如下器材：电池组 E：电动势 3 V，内阻不计；电流表 A1：量程 015 mA，内阻约为 100 ；电流表 A2：量程 0300 A，内阻为 1 000 ；滑动变阻器 R1：阻值范围 020 ，额定电流 2 A；定值电阻 R2：阻值为 9 000 ，额定电流 10 mA；定值电阻 R3：阻值为 200 ，额定电流 0.1A；开关 S、导线若干实验中要求准确地测量 Rx的阻值，请回答下列问题：(1)正确选取器材，在图甲方框内画出测量 Rx阻值的电路图，并在图中标明所选器材的符号甲(2) 调节滑动变阻器 R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表 A1的示数是_mA，电流表 A2的示数是

6、_A，则待测电阻 Rx的阻值是_(计算结果保留一位小数)(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析，Rx的测量值_真实值(选填“”“”或“”)3在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：4A直流电源(电动势约为 5 V，内阻不计)B直流电流表(量程 03 A，内阻约为 0.1 )C直流电流表(量程 0600 mA，内阻约为 5 )D直流电压表(量程 015 V，内阻约为 15 k)E直流电压表(量程 05 V，内阻约为 10k)F滑动变阻器(最大阻值为 10 ，允许通过的最大电流为 2 A)G滑动变阻器(最大阻值为 1k，允许通过

7、的最大电流为 0.5A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据(1)实验中电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号字母表示)(2)请按要求将图甲中所示的实验电路图补充完整(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示现把实验中使用的小灯泡接到图丙所示的电路中，其中电源电动势 E6 V，内阻 r1 ，定值电阻 R9 ，此时灯泡的实际功率为_W(结果保留 2 位有效数字)4(2017全国卷23)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 A，内阻大约为 2 500 )的内阻 可使用的器材有： 两个滑动变阻器 R1、 R2(其中一个阻值为

8、 20 ， 另一个阻值为 2 000 )； 电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 )；电源 E(电动势约为 1.5 V)；单刀开关 S1和 S2.C、D 分别为两个滑动变阻器的滑片5(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线(2)完成下列填空：R1的阻值为_ (填“20”或“2 000”)为了保护微安表，开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将 R2的滑片 D 置于中间位置附近将电阻箱 Rz的阻值置于 2 500.0 ，接通 S1.将 R1的滑片置于适当位置，再反复调节 R2的滑片 D 的位置，最终使得接通 S2前后，微安表的示数保持

9、不变，这说明 S2接通前 B 与 D 所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)将电阻箱 Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 Rz的阻值置于 2 601.0 时，在接通 S2前后，微安表的示数也保持不变待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_.高考题型高考题型 3测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻例 3某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A待测干电池 E(电动势约为 1.5 V，内阻约为 1 )B电流表 G(满偏电流 3.0 mA，内阻为 100 )C电流表 A(量程 00.6 A，内阻约为

10、1 )D滑动变阻器 R1(010 ，额定电流为 2 A)E滑动变阻器 R2(01 k，额定电流为 1A)F定值电阻 R0(阻值为 900 )6G开关一个，导线若干(1)为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选_(2)根据题意在图甲中画出该实验所需要的电路图(3)根据电路图，将图乙中实物图连接起来，组成完整的电路(4)如图所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标 I1为电流表 G 的示数，横坐标 I2为电流表 A 的示数，由图可知，被测干电池的电动势为_V，内电阻为_(保留两位有效数字)5 (2017山东济宁市模拟)某同学设计了如图甲所示的电路

11、来测量电源电动势 E、 内阻 r 和电阻 R1的阻值 实验器材有：待测电源(电动势为 E，内阻为 r)；待测电阻 R1；电压表 V(量程 1.5 V，内阻很大)；电阻箱 R(099.99 )；开关 S1；单刀双掷开关 S2；导线若干(1)先测量电阻 R1的阻值，请将该同学的操作补充完整闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 U1保持电阻箱示数不变，将 S2切换到 b 读出电压表的示数 U2则电阻 R1的表达式为 R1_.(2)该同学已经测得电阻 R14.95 ，继续测量电源电动势 E 和内阻 r 的做法是：闭合 S1，将 S2切换到 a，7多次调节电阻箱

12、，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U1R图线，则电源电动势 E_V，内阻 r_.(保留三位有效数字)6某实验小组想测量一电源的电动势和内电阻，在实验室找到了如下器材：待测电源一段粗细均匀总阻值为 R0的金属丝不计内阻的电流表阻值为 R1的定值电阻刻度尺开关一个、导线若干他们的部分操作步骤如下：(1)测得金属丝总长度为 L0；(2)然后用图甲所示的电路图进行测量，图中 Rx表示金属丝请根据电路图在图乙中完成实物连线；(3)不断改变金属丝接入电路的长度，记录得多组电流表示数和对应的金属丝长度 L.根据所得数据作出了图象如图丙所示， 图中坐标值 a、

13、 b、 L1均为已知， 则电源的电动势 E_， 电源的内电阻 r_ .(用图中坐标值和相关物理量表示)高考题型高考题型 4电学创新实验电学创新实验例 4材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小若图为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中 RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值为了测量压力 F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值 RF.请按要求完成下列实验图 118(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图 12 的虚线框内画出实验电路原理图(压敏电阻已给出，待测压力大小约为 4080 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求

14、误差较小，提供的器材如下：A压敏电阻，无压力时阻值 R06 000 B滑动变阻器 R，全电阻约 200 C电流表 A，量程 2.5 mA，内阻约 30 D电压表 V，量程 3 V，内阻约 3 kE直流电源 E，电动势 3 V，内阻很小F开关 S，导线若干图 12(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是 1.33 mA，电压表的示数如图 13 所示，则电压表的读数为_V.图 13(3)此时压敏电阻的阻值为_(保留两位有效数字)；结合图 11 可知待测压力的大小 F_N.7某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：热敏电阻 Rt(常温下约 8 k)、

15、温度计、电流表 mA(量程 1 mA，内阻约 200 )、电压表 V(量程 3 V，内阻约为 10 k)、电池组 E(4.5 V，内阻约 1 )、滑动变阻器 R(最大阻值为 20 )、开关 S、导线若干、烧杯和水9图 14(1)根据提供器材的参数将图 14 甲所示的实物图中所缺的导线补充完整(2)利用补充完整的实验电路测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的 Rtt 图象如图乙的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异，除了偶然误差外，下列叙述正确的是_A电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小B电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大C温度升高到一定值后，电流表应改为外接法D温度升高到

16、一定值后，电流表应改为内接法(3)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻箱周围环境散热达到平衡时，满足关系式 I2Rtk(tt0)(其中 k 为散热系数，t 是电阻的温度，t0是周围环境温度，I 为电流强度)，电阻的温度稳定在某一值，若通过它的电流恒为 50 mA，t020 ，k0.25 W/，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在_.8某实验探究小组为了测量电流表 G1的内阻 r1，设计电路进行实验实验中供选择的仪器如下：待测电流表 G1(量程为 05 mA，内阻约 300 )电流表 G2(量程 010 mA，内阻约 100 )定值电阻 R1(300

17、 )定值电阻 R2(10 )滑动变阻器 R3(01 000 )滑动变阻器 R4(020 )开关 S 及导线若干干电池(1.5 V)(1)定值电阻应选_，滑动变阻器应选_(2)在方框中画出实验原理图10(3)主要的实验步骤如下：A按设计电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至接入阻值为零处B闭合开关 S，移到滑动触头至某一位置，记录 G1和 G2的读数 I1和 I2C重复步骤 B，多次移动滑动触头，测量多组数据D若想得到一条过原点的倾斜直线，则应画出_图线，表达式为_(4)根据图线的斜率 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 r1_(用 k 和定值电阻的阻值来表示)题组题组 1全国卷真题精选

18、全国卷真题精选1某同学利用图 15 所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内阻(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 )，滑动变阻器 R1(最大阻值 50 )，滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k)，直流电源E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干图 15实验步骤如下：按电路原理图连接线路；将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图 15 中最左端所对应的位置，闭合开关 S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；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_(

19、填“R1”或“R2”)(2)根据图 15 所示电路将图 16 中实物图连线11图 16(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0 ，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_(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)A100 AB250 AC500 AD1 mA2.利用如图 17 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：图 17待测电源，电阻箱 R(最大阻值为 999.9 )，电阻 R0(阻值为 3.0 )，电阻 R1(阻值为 3.0 )，电流表(量程为 200 mA，内阻为 RA

20、6.0 )，开关 S.实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S；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；以1I为纵坐标，R 为横坐标，作1IR 图线(用直线拟合)；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1I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 R3.0 时电流表的示数如图 18 所示， 读出数据， 完成下表答：_，_.R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.0771I/A16.998.0010.011

21、.011.913.012图 18(3)在图 19 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_ A11，截距 b_A1.图 19(4)根据图线求得电源电动势 E_ V，内阻 r_ .题组题组 2各省市真题精选各省市真题精选3某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表 V1(量程 03 V，内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA，内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A，内阻等于 0.1 )滑动

22、变阻器 R1(010 ，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流 0.5 A)定值电阻 R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻值等于 10 )定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的 IU 图象应是下图中的_134在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1)用多用表测电流或电阻的过程中_A在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测(2)测

23、量时多用表指针指在如图 20 所示位置若选择开关处于“10 V”挡，其读数为_V；若选择开关处于“10”挡，其读数_200 (选填“大于”“等于”或“小于”)图 20专题强化练专题强化练1要测量一种新材料的电阻率，用此材料制成均匀圆柱体后完成以下实验步骤：(1)用游标为 20 分度的卡尺测量其长度，如图 1 甲所示，由图可知其长度为_mm.(2)用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，由图可知其直径为_mm.图 1(3)用多用电表的电阻“10”挡按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为_.2某物理兴趣小组的同学利用实验室提供的器材组装了一个“欧姆表”，并用其测量

24、一个未知电阻的阻值实验室提供的器材如下：A新的干电池一节：电动势为 1.5 V，其内阻可忽略；14B灵敏电流计一个：量程为 01 mA，内阻 20 ；C可变电阻 P：阻值范围为 1002 500 ；D红、黑表笔各一个；E待测电阻一只(1)请在图 2 虚线框内补全所需的器材图 2(2)测量电阻前，先进行欧姆调零将可变电阻 P 的阻值调节为 R _，此时电流计指针指到_(3)把待测电阻接入两表笔间，指针正好指在 0.6 mA 刻度处，则该电阻的阻值为_.3 某同学研究小灯泡的伏安特性， 所使用的器材有： 小灯泡 L(额定电压 3.8 V， 额定电流 0.32 A)； 电压表(量程 3 V，内阻 3

25、 k)；电流表(量程 0.5A，内阻 0.5 )；固定电阻 R0(阻值 1 000 )；滑动变阻器 R(阻值 09.0 )；电源 E(电动势 5 V，内阻不计)；开关 S；导线若干(1)实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，在框中画出实验电路原理图(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 3(a)所示图 3由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率15_(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源 E0(电动势 4 V，内阻 1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的

26、实际功率闭合开关 S，在 R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为_ W，最大功率为_ W(结果均保留两位小数)4 如图 4 甲所示电路中， 电阻丝 ab 粗细均匀， 电阻率为 3.14104m， a 端与内阻为 2 的电流表相连 通过改变鳄鱼夹在电阻丝上的位置，改变连入电路的电阻丝长度 l，测出 l 及对应的电流表示数 I，来测电源的电动势和内阻图 4(1)某同学用螺旋测微器测电阻丝的直径，其中一次读数如图乙所示，示数为_mm.(2)S 闭合前，应将鳄鱼夹接在电阻丝_(填“a”或“b”)端；(3)S 闭合，不断改变鳄鱼夹的位置，多测几组 l 及 I 的数值，画1Il 的图象如图丙所示，则电源的电

27、动势 E_V，内阻 r_.5某同学利用如图 5 甲所示电路测量电源的电动势 E 和内阻 r，可供选择的实验器材有：待测电源(电动势约 6 V，内阻约 1 )，定值电阻 RA(阻值 10 )和 RB(阻值 1 )，滑动变阻器 R(最大阻值 10 )，电流表 A(量程为 00.6A，内阻约 1 )，电压表 V(量程为 05 V，内阻约 10 k)，开关 S，导线若干，请回答下列问题：16图 5(1)图甲为该同学设计的电路图的一部分，将电路补充完整；(2)图甲中的 R1应选_(填“RA”或“RB”)；(3)改变滑动变阻器接入电路的阻值，分别记下几组电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I；以 U 为

28、纵坐标，I 为横坐标，作 UI 图线如图乙所示，并求出 UI 图线在横轴上的截距 a 和在纵轴上的截距 b，请选用待测电源电动势 E、内阻 r、定值电阻 R1和 R2，写出 a、b 的表达式，a_，b_，代入相应数值即可得 E 和 r 的测量值6(1)如图 6 所示为某同学在实验室设计的一电路图，其中 R1、R2、R3为定值电阻，R4为一电阻箱，G 是一灵敏电流表(零刻度在表盘的中央)闭合开关，当 R4调节到某一值时，发现灵敏电流表的示数为零则关于四个电阻阻值的关系正确的是_图 6AR1R3R2R4BR1R4R2R3CR1R4R2R3DR1R3R2R4(2)受上述实验的启发，这位同学又设计了一

29、测量未知电阻阻值的实验实验所需器材是：待测电阻 R待测、一直流电源(电动势 E3 V)、电阻箱 R(量程是 0999.9 )、一小白炽灯泡(耐压值较高，可用来作指示灯)、一均匀的但长度未知的直电阻丝 AB(电阻丝上有一个带有绝缘柄的小金属线夹，线夹和电阻丝接触良好，且线夹可在电阻丝上自由滑动)、比电阻丝稍长的毫米刻度尺一把、开关一个、导线若干a根据题意的设计，请用线段代替导线把图 7 中电路连接完整图 7b把线夹夹在电阻丝离 A 端较近的位置上，闭合开关 S，调整电阻箱，使得小灯泡不亮，记录电阻箱的阻值 R1，用刻度尺测量 A 到线夹的距离 x1.17c把线夹向右移动，重复上述步骤，分别测量并

30、记录多组 R、x 数据(不少于六组)d把测得的数据在平面直角坐标系中描绘出来，为了较直观地体现出变量之间的关系，要作出一线性图象，如果图象的纵坐标是电阻箱的电阻 R，则横坐标应该是_e根据上一步骤，作出的图象在纵轴上的截距的绝对值为 R0，图象的斜率为 k，则可求得R待测_；电阻丝的总长度 L_.f下列措施能进一步提高上述实验准确性的是_A电阻箱应改换成阻值较大的滑动变阻器B小白炽灯泡应改换成指针式毫伏表C直接用欧姆表来测量待测电阻会更准确、快捷D用刻度尺测长度时，要多次测量求其平均值7图 8 中矩形框内存在一沿水平方向且与金属棒垂直的匀强磁场现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向图 8(1)在图中画线连接完成实验电路图，要求接通电源后电流由 a 流向 b.(2)完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线；保持开关 S 断开，读出电子秤示数 m0；闭合开关 S，调节 R 的阻值使电流大小适当，此时电子秤仍有读数，然后读出并记录_、_；用米尺测量_(3)用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得到 B_.(4)判断磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直金属棒向外：反之，磁感应强度方向垂直金属棒向里