高考物理 备考30分钟课堂专练系列 专题17 电学实验(教师版)

2013年高中物理高考备考30分钟课堂专练系列专题17电学实验（教师版）1．（成都2013届高三模拟）在做“描绘小灯泡的伏安特曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。（2）连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是。（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（填“左”或“右”）端滑动。（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U-I图线，根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡额定功率为W。（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是。2．（湖南省2013届高三模拟）某同学欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：①直流电源E：电动势约4.5V，内阻很小；②直流电流表A1：量程0~3A，内阻0.025Ω；③直流电流表A2：量程0~0.6A，内阻0.125Ω；④直流电压表V：量程0~3V，内阻3kΩ；⑤滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；⑥滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；⑦电键、导线若干。（1）在可选择的，器材中应选用的电流表是，应选用的滑动变阻器是。（2）实验电路应采用电流表接法（填“内”、“外”）；电阻的测量值真实值。（填“大于”、“小于”、“等于”）（3）如图所示，还有两根导线没有连接，请用笔画出电路图（4）某同学按要求完成了电路连接，开关闭和前，滑动变阻器的滑动触头应置于最_端（填“左”、“右”）；他闭合开关后发现电流表和电压表的均无示数，于是取下电压表，用一导线将其正接线柱与电源正极连接，用另一导线的一端接其负接线柱，导线另一端试触电流表正接线柱，电压表无示数，再试触电流表负接线柱，电压表的指针大角度偏转，并超过其量程，已知各接线柱处接触良好，故障原因是。3．（山东省潍坊市2013届模拟）有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，如图甲所示。用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ，陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。A．米尺（最小分度为mm）；B．游标卡尺（游标为20分度）；C．电流表A1（量程0～5mA，内阻约10Ω）；D．电流表A2（量程0～100mA，内阻约0.6Ω）;E．电压表V1（量程5V，内阻约5kΩ）；F．电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）；G．滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，额定电流1.5A）；H．滑动变阻器R2（阻值范围0～100Ω，额定电流1A）；I．电源E（电动势6V，内阻可不计）；J．开关一个，导线若干。（1）他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm，用20分度游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图乙所示，该陶瓷管的外径D=cm.（2）为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表，电压表，滑动变阻器。（填写器材前面的字母代号）（3）在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图。（4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，镀膜材料的电阻率为，计算电阻膜厚度d的数学表达式为：d=___________（用已知量的符号表示）。选择选项C，即“电流表A1（量程0～5mA，内阻约10Ω）”，因为另一电流表的量程太大，指针偏4.（浙江省瑞安市十校2013届高三理综）有一待测电阻Rx（阻值约5Ω左右），实验室提供的器材有：A．直流电流表A（0~100mA，内阻为25Ω）B．直流电压表V（0~3V，内阻为5kΩ）C．滑动变阻器R1（0~20Ω，1A）D．滑动变阻器R2（0~1kΩ，0.1A）E．电源（电动势约为3V，内阻不计）F．开关和若干导线（1）若要求在实验中待测电阻两端的电压从0开始变化，滑动变阻器应选用（填仪器代号），请画出实验电路图；（2）实验时，某同学使用的是多用电表直流电流档来测电流，示数如图乙所示（丙为指针所在区域部分的放大图），读数为mA。答案：（1）C；实验电路图略（2）72.0mA5．（湖南省衡阳市2013届高三1模拟）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）采用图丙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ρ=______计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．6.（江苏省南京市四校2013届高三12月月考）某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图2所示的1RI图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=V，r=Ω。7．（福建省六校2013届高三模拟）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数才急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值，出现上述情况的原因是__________；改进的办法是__________________；改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图乙所示，由图像可知，这个电池的电动势E=________V，内电阻r=Ω。答案：滑动变阻器总阻值过大，远大于电源内阻；将滑动变阻器换成总阻值较小的；E=1.47V～1.49V；r=2.6Ω～2.8Ω8．（山东省威海市2013届高三模拟）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0～200Ω，lA）F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线。（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω。9．（浙江省五校2013届高三模拟）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.8Ω的保护电阻R0，实验电路如图1所示．（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是______________________________．（2）按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来．（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点，请画出U-I图，并由图求出：电池的电动势为________，内阻为________．（4）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：____________。答案:（1）R断路（2）如下图左图所示；（3）如下图右图所示；1.5V（1.45-1.55）；0.09Ω（4）电压表内阻分流10.（银川一中2013届高三模拟）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：I/A0.100.170.230.300.40U/V1.201.000.800.600.55A．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）B．电压表V（0～15V、内电阻大约为15kΩ）C．电流表A（0～0.6A、内阻RA=0.1Ω）D．电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10Ω）E．滑动变阻器R1（0～10Ω、10A）F．滑动变阻器R2（0～100Ω、1A）G．定值电阻R3=990ΩH．开关、导线若干（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_____（填写“R1”或“R2”）；（2）请画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。11.（黑龙江省哈三中2013届高三模拟）某课外小组计划用水果制作水果电池，并测量水果电池的电动势（E）和内阻（r）。他们将铜片、锌片插入水果中，制成了“水果电池”。某同学连接如图所示的实物图。（1）实物图中有两处导线连接错误，分别是导线_______和导线________。（用“A”～“F”表示）（2）更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，利用作图法做得U-I图像，经数据处理得：水果电池的电动势E=7.30V、内阻r=420Ω。之后经检查发现，由于粗心，每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：E=_______V、r=________Ω。（结果保留三位有效数字）答案：（1）FD或FC（2）0.730；420解析：（1）电压表的“+”接线柱应该接电源的正极，即导线F连接错误；滑动变阻器起限流作用，应该选择“一上一下”两个接线柱接入电路，所以C、D两条导线中需要更改一条。（2）U-I图线与纵轴截距表示电源电动势E，图线斜率的绝对值表示内阻r的大小，根据题意，当把U-I图象的纵轴和横轴的单位同时缩小10倍时，图线与纵轴的截距也缩小10倍，而其斜率不变，所以，该水果电池的电动势和内阻的测量值应为E=0.730V，r=420Ω。12．（广西南宁二中2013届高三模拟）现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5Ω～8Ω之间，可选用的器材如下：A．待测电流表A（量程10mA）B．电压表V1（量程0.3V，内阻约500Ω）C．电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）E．滑动变阻器R2（最大电阻500Ω）F．定值电阻R3（阻值10Ω）G．电源E（电动势3V）H．开关S及导线若干请设计出实验所用的电路，要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。（1）器材应选用（填器材序号字母）；（2）在方框内画出实验电路图并标明符号；（3）电流表A内阻的表达式为：RA=，式中各符号的物理意义为。端的最大电压值为为18Ω×10mA=0.18V，所以电压表选择选项B。综上可知，器材应选用ABDFGH。（2）利用伏安法测电阻，滑动变阻器采用分压接法，待测电流表本身可以测量电流值，将定值电阻与待测电流表串联起来。电路原理图如答案图所示。（3）根据闭合电路欧姆定律有U=I（R3+RA），所以3ARIUR，其中U为电压表的读数，I为电流表的读数。13．（浙江省重点中学2013届高三联考）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ。现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为70Ω；表头G2的满偏电流0.5mA，内阻为100Ω，又有两个定值电阻r1=40Ω，