高考物理1.5轮资料汇编 专题18 电学实验试题精选精练-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题18 电学实验1一个小灯泡的额定电压为,额定电流约为,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线:A.电源E:电动势为,内阻不计B.电压表:量程为,内阻约为C.电压表:量程为,内阻约为D.电流表:量程为,内阻约为E.电流表:量程为,内阻约为F.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为G.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为H.开关S,导线若干实验中使用的电压表应选用_;电流表应选用_;滑动变阻器应选用_(请填写选项前对应的字母);实验中某同学连接实验电路如图所示,请你不要改动已连接的导线,在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上_,闭合开关前,应是变阻器滑片放在最_(
2、填“左”或“右”)端。实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图所示,请将该组数据标记在坐标中,其余实验数据已标记在坐标中,请画出小灯泡的图线_,并简述该图线不是直线的主要原因_。若将实验中的小灯泡接在电动势是、内阻是的电池两端,则小灯泡的实际功率约为_W(保留两位有效数字)。【答案】 B E F 如图所示:最左端 图像如图所示:灯丝电阻(率)随温度升高而增大 考点:描绘小灯泡伏安特性曲线实验探究分析2(2)(10分)在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻Rx(阻值
3、约2 k),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为34 V)。在操作台上还准备了如下实验器材:A电压表V(量程4V,内阻Rv约10 k)B电流表A1(量程100 mA,内阻约5)C电流表A2(量程2 mA,内阻约50)D滑动变阻器R(040。额定电流1 A)E电阻箱Ro(09999)F开关S-只、导线若干小刚采用伏安法测定Rx的阻值,他使用的电是待测的锂电池。图甲是他连接的部分实验器材,请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是 (选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值 真实值(填“大于”或“小于”);小聪和小明设计了图乙所示的电
4、路图测量锂电池的电动势E和内阻r。a小聪的实验操作是:闭合开关S调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为Ul;调整电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E= ;b小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的图像为一条直线(见图丙)。则该图像的函数表达式为 ,由图丙可知该电池的电动势E= V、内阻r=_。【答案】 (1)连线见图;A2;大于 (2)a.b.或3.3 0.25考点:伏安法测电阻;利用图像法求解电源的电动势和内阻3有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图所示此金属材料重约12
5、 N,长约为30 cm,电阻约为10已知这种金属的电阻率为,密度为因管内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,现有如下器材可选:A毫米刻度尺B螺旋测微器C电流表(600 mA,1. 0)D电流表(3 A,0. 1)E电压表(3 V,6 k)F滑动变阻器(20 ,0. 5 A)G滑动变阻器(10 k,2 A)H蓄电池(6 V,0.05)I开关一个,带夹子的导线若千(1)除待测金属管线外,还应选用的器材有 (只填代号字母)(2)在图中画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路(3)实验中要测量的物理量有: ,计算金属管线内部空间截面积
6、S0的表达式为S0=。【答案】 (1)ABCEGHI (2)如图所示(3)横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I【解析】试题分析:(1)本实验需要用伏安法测量电阻,根据欧姆定律,有;同时要结合电阻定律公式,求解截面积;故要用电压表测量电压,电流表测量电流,刻度尺测量长度,螺旋测微器测量直径,当然,要组合成电路,还需要电源、电键、导线以及滑动变阻器;由于电阻通电电流大会升温,影响电阻率,故要小电流,故电流表选择较小量程,电压表也选择较小量程故答案为:ABCEGHI;(2)由于要求尽可能测出多组有关数值,故滑动变阻器要采用分压式接法,金属丝电阻较小,因此电流表采用外接法,由此可得出实
7、物图如下所示:(3)根据欧姆定律,有:;根据电阻定律公式有:;由此解得:因此要用螺旋测微器测横截面边长a,用毫米刻度尺金属管线长度L,电压表示数U,电流表示数I,因此金属管线内部空间截面积S0的表达式为:考点:测定金属的电阻率4(11分)如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10),R1是电阻箱(099.9),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;(ii)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调滑动变阻器R
8、,使A1示数I1= 0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。(iii)重复步骤(ii),再侧量6组R1和I2;(iv)将实验洲得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题: 现有四只供选用的电流表:A电流表(03mA,内阻为2.0)B电流表(03mA,内阻未知)C电流表(00.3A,内阻为5.0D电流表(00.3A,内阻未知)A1应选用 ,A2应选用 。 测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1= 0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。 根据以上实验得出Rx = 。【答
9、案】 D C 变大 关系图象如图所示 31【解析】试题分析: 由于Rx的电阻为几十欧姆,R0=10, R1是(0-99.9)故通过A1、A2的电流相差不多,而与Rx串联的电流表阻值需要已知,故A2选择电流表C,A1选择电流表D;电阻箱R1减小,则外电路总电阻减小,总电流变大,故滑动变阻器处分压升高,测电阻部分电压减小,为使I1不变需要增大R1电阻;关系图象如图由欧姆定律,解得,由图象的斜率可求,即带入数据解得Rx=31( Rx=3032均合理)考点:欧姆定律 测电阻的实验5(11分)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多
10、组数据。器材(代号)规格电流表(A1)量程10 mA、内阻r1待测(约40 )电流表(A2)量程500 A、内阻r2=750 电压表(V)量程10 V、内阻r3=10 k电阻(R1)阻值约为100 滑动变阻器(R2)总阻值约为50 电源(E)电动势1.5 V、内阻很小开关(S)、电线若干某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图,其中符合实验要求的是( )请简要说明你选择原理图的理由 。若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=,式中各符号的意义是 。【答案】 B(3分)由于电源电动势较小,故本实验中电压表不可以使用。(1分)电流表可视为一个小电阻,同时可显示通过的电流值,因而
11、可知道其两端的电压值,可充当电压表。 (1分)电流表达到满偏时两端的电压较小,串联定值电阻可是滑动变阻器的变化范围较大,减小误差。(1分)滑动变阻器总阻值较小,本着可多次变换测量值的原则,应采用分压接法。(1分)故选择B r1=r2(2分)式中的I1、I2分别表示通过电流表A1和A2的电流,r1、r2分别是它们的电阻(2分)【解析】考点:测量电流表内阻的实验探究分析6实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7108 m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。可供使用的
12、器材有:电流表:量程0.6A,内阻约0.2;电压表:量程3V,内阻约9k;滑动变阻器R1:最大阻值5;滑动变阻器R2:最大阻值20;定值电阻:R0=3;电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干。回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”);(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接_;(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为_V;(4)导线实际长度为_m(保留两位有效数字)。【答案】 (1)R2;a(2) (3)2.30V(2.29、2.31均正确
13、) (4)94(93、95均正确)【解析】试题分析:(1)根据限流解法的要求,滑动变阻器的阻值大于被测电阻,需要选择R2,闭合开关前使滑动变阻器阻值最大,即滑片在a端(2)根据电路图连接实物图,应先串后并,先连控制电路后连测量电路,如图所示:(3)电压表量程3 V,最小分度为01 V,估读一位,读数为230 V(4)根据欧姆定律得,R0Rx46 ,根据电阻定律得,Rx,联立解得,L94 m考点:伏安法测电阻【名师点睛】应明确:电流表的读数不能小于量程的;应根据电路中需要的最大电阻来选择变阻器阻值的大小;若电表每小格读数中出现数字“1”则应进行估读,出现“2”则应进行“估读”,出现“5”应进行“
14、估读”视频7(12分)某同学利用学过物理知识测量电阻Rx的阻值及探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,进行如下操作:(1)用多用电表测该电阻的阻值,选用“”倍率的电阻档测量,发现指针偏转角度太大,因此需选择倍率的电阻档(选填“”“”),欧姆调零后再进行测量,示数如图所示,测量值为 。(2)为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,该同学准备了如下的实验器材:A. 电压表V1(02V,内阻2k);B. 电压表V2(015V,内阻15k)C. 电流表A(01A,内阻约1);D. 定值电阻R12kE. 定值电阻R216k;F. 滑动变阻器R(1
15、5,2A)G. 学生电源(直流6V,内阻不计);H. 开关、导线若干为了减小实验误差,电压表应选用_,定值电阻应选用_(均用序号字母填写);在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,画出满足要求的电路图;根据设计的电路图,写出电压表读数UV与小灯泡两端电压U的关系_。若小灯泡的电功率为P,则关系图线可能正确的是_。【答案】 (1),13;(2)A(或V1);D(或R1)电路图见解析;C;【解析】试题分析:(1)欧姆表指针偏转角过大,说明所测电阻较小,就换用小倍率重新测量,原来为倍率,故应换用倍率;由读数规则可知此电阻为,欧姆表无需估读,故填写13也正确;(2)因灯泡额定电压
16、为4V,故选用15V量程会使测量误差偏大,而选用2V量程又太小,不能使灯泡正常发光,题目中有定值电阻,根据串联电路特点,可将电压表改装为4V量程左右的电表进行实验,电压表本身内阻为2k,故选用2k的定值电阻可使实验顺利进行;要求电压从零开始变化,故变阻器应采用分压式接法,实验电路如下图所示:根据串联电路特点知,灯泡电压与电压表示数间的关系为;根据,灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,故在图像中,斜率逐渐变小,所以可知,只有选项C可能是正确的;考点:欧姆表的使用、探究灯泡功率与电压关系实验8(10分)现用以下器材测量电池的电动势和内电阻A被测电池(电动势在10 V15V之间) B电阻箱(020)C滑
17、动变阻器(最大阻值20 ) D定值电阻R0(阻值5 )E电流表A1(量程06A) F电流表A2(量程3A)G电键 H导线若干实验中只用到了包括电池和定值电阻R0在内的六种实验器材,并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数和外电路电阻R(R0除外)的关系图线,即-R图线,如图所示。则:实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择 ;在虚线框内画出实验原理图;根据图线求出电池的电动势为 V,内阻为 ;说出实验中产生误差的原因(说出两条即可): 。【答案】 电阻箱 ; 原理图见解析; 12 ; 1 ; 电流表A2的内阻分压产生的系统误差;电流表读数时产生的偶然误差;做图线时产生的偶然误差。【解析】试题分析
18、:实验中需要读出电阻的阻值,故应用电阻箱;电路图如图;由欧姆定律可知,变形可得:,由图可知,即E=12V;,解得r=1;实验中产生误差的原因:电流表A2的内阻分压产生的系统误差;电流表读数时产生的偶然误差;做图线时产生的偶然误差。考点:测量电池的电动势和内电阻。9(10分)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)。正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负责温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0)的电流随其两端电压变化的特点。A电流表A(量程
19、0.6A,内阻约0.3)B电压表V(量程15.0V,内阻约10k)C滑动变阻器R(最大阻值为10)D滑动变阻器R(最大阻值为500)E电源E(电动势15V,内阻忽略)F电键、导线若干实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供的器材中选择必需的器材,应选择的滑动变阻器 。(只需填写器材前面的字母即可)请在所提供的器材中选择必需的器材,在虚线框内画出该小组设计的电路图。该小组测出热敏电阻R1的UI图线如曲线I所示。请分析说明该热敏电阻是 热敏电阻(填PTC或NTC)。该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的UI图线如曲线II所示。然后又将热敏电阻R1、R2
20、分别与某电池组连成如图所示电路。测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为 V,内阻为 。(结果均保留三位有效数字)【答案】 (1)C (2)见解析 (3)PTC (4)9.610.4v 6.08.0【解析】试题分析:(1)要使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,则必须用分压电路,故滑动变阻器应该选用阻值较小的C;(2)电路如图所示:;故采用安培表外接电路;(4)由图像可知曲线I 表示的电阻随着电压的增大阻值增大,即随着温度的增大阻值增大,所以是正温度系数电阻PTC;(3)对于电阻R1,I1=0.3A,U1=8V;对于电阻R2,I2=0.6A,U2=6V;则
21、根据欧姆定律:E=U1+I1r;E=U2+I2r;即E=8+0.3r;E=6+0.6r;联立解得:E=10.0V;r=6.67考点:伏安法测电阻;测量电源的电动势及内阻。10某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表U/V0.000.200.501.001.502.002.503.00I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215现备有下列器材:A内阻不计的6V电源;B量程为03A的内阻可忽略的电流表;C量程为00.6 A的内阻可忽略的电流表;D量程为03V的内阻很大的电压表;E阻值为
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