1、届二轮复习 专题十五 电学实验 作业专题十五电学实验经典特训题组1某同学用伏安法测某定值电阻的阻值，所用电压表内阻约1000 ，所用电流表内阻约20 ，电流表的量程为3 mA，由于被测电阻的阻值大小未知，他先后采用了如图甲和乙所示的电路分别进行测量，每次实验通过调节滑动变阻器，记录测得的多组电压表和电流表的读数，作出UI图象，如图丙和丁。(1)根据电路图甲测得的数据作出的UI图象应是_(填“丙”或“丁”)图。(2)由测量结果判定电路图_(填“甲”或“乙”)图测量结果较为准确，根据该电路得到电阻的测量值Rx_ (保留两位有效数字)，Rx的测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。(3)该
2、同学为了减小系统误差，设计了如图戊所示的电路测上述电流表(图中A)的内阻，实验室提供的器材有：A电流表量程06 mAB电流表量程04 mAC滑动变阻器010 D滑动变阻器01000 E定值电阻阻值R20 F电源、开关、导线若干电流表A1应选_(选填“A”或“B”)；滑动变阻器应选_(选填“C”或“D”)。若某次测量得到电流表A的示数为2.0 mA，电流表A1的示数为3.9 mA，则此次测量得到电流表的内阻为_ (保留两位有效数字)。答案(1)丁(2)乙1.1103大于(3)AC19解析(1)根据两电路图可知甲电路中电阻的测量值偏小，画出的UI图象的斜率偏小，则根据电路图甲测得的数据作出的UI图
3、象应是丁图。(2)由丁图可知，电阻R的测量值为R 722 ，则RRA，可知应该采用电流表内接电路，即乙电路；根据该电路得到的UI图象是丙图，可得电阻的测量值R 1.1103 ；因测量值中包括电流表的内阻，则Rx的测量值大于真实值。(3)电流表A1应选量程较大的A；滑动变阻器用分压电路，故应选C。根据欧姆定律可得(I1I)RIRA，解得电流表的内阻：RA19 。2为测定金属丝的电阻率，某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上。用多用电表粗测金属丝的电阻Rx约为5 ，实验室有以下器材可选用：电流表A1(量程300 mA，内阻r15 )；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约
4、为1 )；电压表V(量程20 V，内阻r3约为3 k)；滑动变阻器R1(010 ，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0250 ，额定电流为0.01 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；导线、开关若干。(1)如图1，用螺旋测微器测量金属丝直径d_ mm。(2)为准确测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在方框内(图2)画出测量该电阻R的电路原理图(标出所用仪器的代号)，写出对应的表达式Rx_，表达式中各物理量的含义：_。(3)如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、Rx为金属丝电阻值，则该金属的电阻率_(用d、L、Rx表示结果)。答案(1)2.150(2)电路图见解
5、析I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻(3)解析(1)螺旋测微器的固定刻度为2 mm，可动刻度为15.00.01 mm0.150 mm，故金属丝直径d2 mm0.150 mm2.150 mm。(2)实验要求多测几组数据，由题给数据，可知滑动变阻器采用分压接法，故选电阻较小的滑动变阻器R1；题中所给电压表量程太大，故不选用；要测量金属丝的阻值，可以把电流表A1作为电压表使用，故实验电路图如图；根据欧姆定律，有：Rx其中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻。(3)根据电阻定律，有：Rx由代入数据，得：。3某同学做“描绘小灯泡的伏安
6、特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5 V1.25 W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：电压表V1(量程为3 V，内阻为3 k)电流表A1(量程为100 mA，内阻为10 )电流表A2(量程为3 A，内阻为0.1 )滑动变阻器R1(010 ，额定电流为2 A)滑动变阻器R2(01 k，额定电流为0.5 A)定值电阻R3(阻值为2.5 )定值电阻R4(阻值为10 )定值电阻R5(阻值为1 k)电源E(E3 V，内阻不计)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。(1)实验中滑动变阻器应选用_，电流表应选用_，并_(填“串联”或“并联”)定值电阻。(均填器材的符号)
7、(2)在图1中的虚线框内画出电路图。(图中标出选用的器材的符号)(3)实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2 V、内阻为4 的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为_ W。(保留两位有效数字)答案(1)R1A1并联(2)电路图见解析(3)0.25解析(1)为了使小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选阻值较小的R1；灯泡额定电流为：I0.5 A500 mA，电流表A2量程太大，不能用它测电流，把电流表A1与定值电阻R3并联扩大其量程测电流。(2)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远
8、大于灯泡电阻，电流表采用外接法，实验电路图如图所示。(3)在灯泡IU坐标系内作出电源的IU图线如图所示：由图示图线可知：U0.9 V，I0.28 A灯泡实际功率为：PUI0.90.28 W0.25 W。4用如图甲所示的实验电路测电源电动势和内电阻，其中R0为定值电阻，R为阻值可调可读的电阻箱。(1)实验中电源电动势E、电压传感器读数U、电阻箱读数R、定值电阻阻值R0、电源内阻阻值r之间的关系式为E_。(2)实验测得多组电阻箱读数R及对应的电压传感器读数U，选取电阻箱读数R()为横坐标，选取y为纵坐标，由计算机拟合得到如图(乙)所示的实验图象，则纵坐标_。AyU(V) ByU2(V2)Cy(V1
9、) Dy(V)(3)若R01 ，根据在(2)中选取的纵坐标y，由实验图象(乙)可得电源电动势E_ V，内阻r_ (结果保留两位有效数字)。答案(1)U(2)C(3)3.02.9解析(1)利用闭合电路欧姆定律可得：E(RR0r)。(2)根据表达式：E(RR0r)可得：R，所以纵坐标y应为，其单位为V1，故C正确，A、B、D错误。(3)根据表达式R，图象斜率：k V11 V11，可得电源电动势：E3.0 V；图象截距：1.3 V1，可得电源内阻：r2.9 。5指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。(1)如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱
10、B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是_(选填选项前面的字母)。A当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是红表笔D当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。a若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为_ mA；b若所选挡位为电阻10 挡，则示数为_ 。(3)用该多用电表正确测
11、量了一个约15 的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 k的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤序号：_。A将红表笔和黑表笔接触B把选择开关旋转到“100”位置C把选择开关旋转到“1 k”位置D调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是_。答案(1)A(2)21.0190(3)BAD(4)AC解析(1)由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接
12、的是黑表笔，故D错误；由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B、C错误；由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确。(2)若所选挡位为直流50 mA挡，由图所示可知，其分度值为1 mA，则示数为21.0 mA；若所选挡位为电阻10 挡，由图所示可知，示数为1910 190 。(3)用多用电表正确测量了一个约15 的电阻后，要继续测量一个阻值约2 k的电阻，首先要把选择开关置于100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指
13、针指向欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是BAD。(4)设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为Rg，则有：I，由此可知，随着Rx的增大，I减小，且趋向于0，故C正确，D错误；上式的倒数：，可知Rx是线性函数，Rx0时，0且有最小值，随着Rx的增大而增大，故A正确，B错误。6电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为3000 )，电阻箱R0(最大阻值为99999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计
14、)，开关两个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压_(填写“最大”或“最小”)；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针_(填写“满偏”或“半偏”)；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针_(填写“满偏”或“半偏”)；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_(填“”“”或“”)RV。答案(1)电路图见解析(2)最小满偏半偏(3)解析(
15、1)待测电压表电阻(3000 )远大于滑动变阻器R1的电阻值(100 )，故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。(3)电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值偏大，故RVRV。7为了将一电流表改装成欧姆表，某同学设计了如图所示的原理图。实验中用到的器材如下：A电池：电
16、动势E3.0 V，内阻r1.2 B电流表一个：量程为3 mA，内阻200 C电阻箱R：阻值范围0999.9 (1)操作时，先欧姆调零将电阻箱的阻值R调至最大，并将红、黑两表笔短接，调节电阻箱R的阻值，使电流表指针满偏，则电阻箱阻值R_ 。(2)若将电流表示数范围限制在1.0 mA到2.0 mA之间，则该欧姆表可测量的电阻范围为_ 。(3)如果将定值电阻R050 的电阻与电路图中的电流表串联，重新调零，该欧姆表的中值电阻为_ 。答案(1)798.8(2)5002000(3)1000解析(1)指针指到最大刻度时：Ig代入数据解得：R798.8 。(2)欧姆表调零后，其内阻：R内1000 ，电流表示
17、数为：I1.0 mA，则：I，代入数据解得：R12000 ；电流表示数为：I2.0 mA时，则：I，代入数据解得：R2500 ；则：欧姆表的测量范围是：5002000 ；(3)将定值电阻R050 的电阻与电路图中的电流表串联，重新进行欧姆调零，欧姆表中值电阻不变，仍为1000 。真题调研题组1(2019全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200 ，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图a和题给条件，将图b中的实物连线。
18、(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是_。(填正确答案标号)A18 mA B21 mA C25 mA D28 mA(3)产生上述问题的原因可能是_。(填正确答案标号)A微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 B微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200 CR值计算错误，接入的电阻偏小DR值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k_。答案(1)图见解析(2)C(3)AC(4)解析(1)微安表改装为大量程的电流表，
19、应并联电阻R，实物连线如图所示。(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 A，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 A时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。(3)根据IgRg(IIg)R，得IIg。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 ，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U(250.25)103 AR对并联的电阻kR有U(200.25)103 AkR解得k。2(2019全国卷)某小组利用图a所示的电路，研究硅二极管在恒定电
20、流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 )；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图b是该小组在恒定电流为50.0 A时得到的某硅二极管Ut关系曲线。回答下列问题：(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 A，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1_ mV；根据图b可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_(填“变大”或“变小”)，电压表示数_(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向_(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。(2)由图b可以看出U与t成线性关
21、系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为_103 V/(保留两位有效数字)。答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1IR050.0106100 V5.00103 V5.00 mV。由Ut图象知，当控温炉内温度t升高时，U变小，又I50.0 A不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。(2)由Ut图象的斜率可知： V/2.8103 V/。3(2019全
22、国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 k)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 )，滑动变阻器R2(最大阻值500 )，电阻箱(099999.9 )，干电池(E1.5 V，r1.5 )，红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为_ ；滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25
23、和75，则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向_ k处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为_ 。答案(1)如图所示900R1(2)455(3)035000.0解析(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内rR0RAR15 k，解得R900 。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 ，所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia和Ib，代入数据解得R
24、a45 k，Rb5 k。(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 k处。电阻箱的阻值为(0.1010100100010005100003) 35000.0 。4(2019天津高考)现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是_ mm。(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 ，画出实验电路图，并标明器材代号。电源E(电动势10 V，内阻约为10 )电流表A1(量程0250 mA，内阻R15 )电流表A2(量程0300 mA，内阻约为5
25、)滑动变阻器R(最大阻值10 ，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx_。从设计原理看，其测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)。答案(1)0.200(0.1960.204均可)(2)图见解析(3)相等解析(1)d20.00.01 mm0.200 mm。(2)本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压UA1ImR11.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。(3)当电流表A1、A2读数分别为I1、I
26、2时，通过Rx的电流为II2I1，Rx两端电压UI1R1，故Rx。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。5(2017全国卷)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2500 )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2000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9 )；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。(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“2000”)。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
27、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2500.0 ，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2601.0 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：_。答案(1)图见解析(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)根
28、据原理图a，将图b中的实物连线如图所示。(2)滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 。为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。实验过程中，由于测量电路，即由Rz、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，电路如图所示。由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RAI2RI1Rz1I2R，即对于图乙，I1Rz2I2RI1RAI2R，即所以所以RA 2550 。(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。模拟冲刺题组1(2019河南百师联盟高三上学期七调)某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后，又对一个标有“6 V3.5 W”小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进
