高三专题卷-电学实验.pdf

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1、丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文训练十一 电学实验 1 某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=k，电阻 R1=k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R0=的电阻。（1）按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、b间电压，读数不为零，再测量 a、a间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。（2）排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑

2、动变阻器触头位置，得到电流表 A1和A2的多组 I1、I2数据，作出图象如右图。由 I1I2图象得到电池的电动势 E=_V，内阻r=_。2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 V，额定电流 A）；电压表 V（量程 3 V，内阻 3 k）；电流表 A（量程 A，内阻）；固定电阻 R0（阻值 1 000）；滑动变阻器 R（阻值 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 0 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，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（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（

3、填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源 E0（电动势 4 V，内阻）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 2 位小数）3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 20，另一个阻值为 2 000）；电阻箱 Rz（最大阻值为 99 ）；电源 E（电动势约为 V）；单刀开关 S1和 S2。C、D

4、分别为两个滑动变阻器的滑片。（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）中的滑动变阻器的 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 ，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 时，在接通 S2

5、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：。4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 G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 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，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。人之为学，不日

6、进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮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 R1+R2=_，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）5某同学通过实

7、验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约为 20，热敏电阻的阻值 Rt与温度 t的关系如下表所示 （1）提供的实验器材有：电源 E1（3 V，内阻不计）、电源 E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0200）、滑动变阻器 R2（0500）、热敏电阻 Rt，继电器、电阻箱（0）、开关 S、导线若干 为使该装置实现对 3080 之间任一温度的控制，电源 E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器 R 应选用 （选填“R1”或“R2

8、”）（2）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图 112图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）（3）合上开关 S，用调节好的多用电表进行排查，在题 111 图中，若只有 b、c间断路，则应发现表笔接入 a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入 a、c 时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路 观察到继电器的衔铁被吸合 断开开关，将电阻箱从电路中移除 合上开关，调节滑动变阻器的阻值 断开开关，用电阻箱替换热敏电

9、阻，将阻值调至 6某同学利用图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：A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

10、 S 拨到 1位置，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，绘制出如图丙所示的 R关系图象。自来水的电阻率=_m（保留两位有效数字）。（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

11、_（填“偏大”“不变”或“偏小”）。训练十一 电学实验 1某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1的内阻人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传r1=k，电阻 R1=k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R0=的电阻。按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、b间电压，读数不为零，再测量、a间电压，若读数不为零，则一定是_导

12、线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2的多组 I1、I2数据，作出图象如右图。由 I1I2图象得到电池的电动势 E=_V，内阻r=_。【答案】aa bb （均可）（均可）【考点定位】实验用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。2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 V，额定电流 A）；电压表VV（量程 3 V，内阻 3 k）；电流表A（量程 A，内阻）；固定电阻 R0（阻值 1

13、000）；滑动变阻器 R（阻值 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 0 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，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（a）所示。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_（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源 E0（电动势 4 V，内阻）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 2位小数）【答案】（

14、1）如图所示 （2）增大 增大 （3）【解析】（1）要求能够实现在 0 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；（2）由 IU图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律lRS知，电阻率增大；（3）当滑动变阻器的阻值为 9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时 E=U+I（r+R）得U=10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为 U=V，I=225 mA，P1=UI=W；整理得：1EIURrRr，当直线的斜率最大时，与灯泡的 IU 曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻

15、值 R=0 时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为 U=V，I=A，如右图所示，最大的功率为 P2=UI=W。非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹 【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻外接法，电压从0 开始测量分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。3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

16、。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R2（其中一个阻值为 20，另一个阻值为 2 000）；电阻箱 Rz（最大阻值为 99 ）；电源 E（电动势约为 V）；单刀开关 S1和 S2。C、D 分别为两个滑动变阻器的滑片。（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）中的滑动变阻器的 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 ，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

17、后，微安表的示数保持不变，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 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：。【答案】（1）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：（2）滑动变阻器 R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的 20 的滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将 R1的滑片 C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端

18、对应的位置；将电阻箱 Rz的阻值置于 2 ，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，微安表的示数保持不变，这说明 S2接通前后在 BD 中无电流流过，可知 B与 D所在位置的电势相等；设滑片 P 两侧电阻分别为 R21和 R22，因 B与 D所在位置的电势相等，可知；z12122ARRRR；同理当 Rz和微安表对调后，仍有：z22122ARRRR；联立两式解得：z12250026012550AZRR R。（3）为了提高测量精度，调节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。【考点定位】电阻的测量【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上

19、这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。4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 mA挡，欧姆100 挡。G人不知而不愠，不亦君子乎？论语先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹（1）图（a）中的 A端与_（填“红”或

20、“黑”）色表笔相连接。（2）关于 R6的使用，下列说法正确的是_（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 R1+R2=_，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）【答案】（1）黑 （2）B （3）

21、160 880 （4）mA（或 mA）1 100 【考点定位】多用电表的使用、电表的改装【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。5某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图 111图所示，继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R串联接在电源 E两端，当继电器的电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约为 20，热敏电阻的阻值 Rt与温度 t的关系如下表所示 （1）提供的实验器材有：电源 E1（3

22、V，内阻不计）、电源 E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0200）、滑动变阻器 R2（0500）、热敏电阻 Rt，继电器、电阻箱（0）、开关 S、导线若干 为使该装置实现对 3080 之间任一温度的控制，电源 E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器 R 应选用 （选填“R1”或“R2”）（2）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图 112图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）（3）合上开关 S，用调节好的多用电表进行排查，在题 111 图中，若只有 b、c间断路，则应发现表笔接入 a、b时指针 （选填“偏转”或“

23、不偏转”），接入 a、c 时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路 观察到继电器的衔铁被吸合 断开开关，将电阻箱从电路中移除 合上开关，调节滑动变阻器的阻值 断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 【答案】（1）E2 R2（2）C （3）不偏转 偏转 （4）【解析】（1）由表格数据知，当温度为 30 时，热敏电阻阻值为，继电器的阻值 R0=20，一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗（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，实际总电压将大于，所以测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大；