高考物理专题练习二电学实验

作者：深圳小P孩 | 发布时间：2021-02-25 19:02:09 收藏本文下载本文

高考物理专题练习二电学实验 1．(9 分)图甲是测量电阻 R x 的原理图，电流表量程选 0.6 A，标有长度刻度的均匀电阻丝ab 的总电阻为 5 Ω，总长为 50.0 cm。

图甲(1)根据原理图连接图乙的实物图。

图乙(2)如图甲所示，合上 S 1 前，应将滑片 P 置于________(填“d”或“e”)端。

(3)断开 S 2，合上 S 1，调节滑动变阻器的滑片 P，使电流表 A 1 的示数为 0.50 A 时，单位长度电阻丝的电压 u＝________V/m。

(4)保持 S 1 闭合，合上 S 2 ；滑动 c 改变 ac 的长度 L，同时调节滑动变阻器的滑片 P，使电流表A 1 的示数为0.50 A；①若电流表内阻不计，c点在ab的中点时，电流表A 2 的示数为0.50 A，则 R x ＝________；②若电流表的内阻不能忽略，测量多组 L 和 I 2 值，描出 L 与 I 2 的图线如图丙所示所示，从实验原理角度说明图线不过原点的原因是________________________________________________________ ________________；若 L－I 2 图线斜率为 k，电流表 A 1 和 A 2 的内阻均为 R A，则电阻 R x ＝________(用“u、R A、k”表示)。

图丙 2．(9 分)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系，除小灯泡外，可用的器材如下：

A．电源(电动势 3 V，内阻为 1.5 Ω)B．电压表(0～3 V，内阻约为 10 kΩ)C．电流表(0～0.6 A，内阻约为 5 Ω)D．滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流 0.4 A)E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流 1.0 A)F．电键 S，导线若干

(1)实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U－I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”)；实验时应选用的滑动变阻器为________。(填器材前的字母序号)(2)根据图甲，将图乙实验电路中缺少的导线补全(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。

(3)若某次连接时，把 AB 间的导线误接在 AC 之间，合上电键，任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是________W。(本问中电压表和电流表均视为理想电表，结果保留 2 位有效数字)3．(9 分)某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜，电阻率达不到要求……”。

(1)欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为 1.7×10－ 8 Ω·m，取长度为100 m(真实长度)的电线，横截面积取 1 mm 2，可供选用的器材有：

A．电源(电动势约为 6 V，内阻不计)； B．待测长度为 100 m 的导线一捆； C．电压表 V 1(量程为 3 V，内阻为 6 kΩ)； D．电压表 V 2(量程为 15 V，内阻为 20 kΩ)； E．电流表 A 1(量程为 0.6 A，内阻约为 0.125 Ω)； F．电流表 A 2(量程为 3 A，内阻约为 0.025 Ω)； H．定值电阻 R 1 ＝1 kΩ； G．定值电阻 R 2 ＝6 kΩ； K．滑动变阻器(5 Ω，3 A)为使实验尽可能准确，电表的示数均要达到满偏的 23 以上，请你根据实验要求设计电路，并在图甲中完成实物图的连线，注意闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

(2)请你选择合适的器材，电压表为________，电流表为________，定值电阻为________。(请填仪器前的序号)(3)某次测量得电压表示数为 2.50 V，电流表读数如图乙所示，为________A。

(4)经分析计算，这捆导线电阻率是否达标________。(填“是”或“否”)

4．(9 分)某同学用以下器材接成如图甲所示的电路，并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘，成功地改装了一个简易的“R×1 k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在 10 kΩ～20 kΩ 范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处。所供器材如下：

A．满偏电流 I g ＝100 μA 的微安表一个 B．电动势 E＝1.5 V，电阻可忽略不计的电池 C．阻值调至 14 kΩ 的电阻箱 R D．红、黑测试表笔和导线若干(1)根据题中信息可知原微安表的内阻 R g ＝________Ω。

(2)在图甲电路的基础上，不换微安表和电池，图乙的刻度也不改变，仅增加 1 个电阻，就能改装成“R×1”的欧姆表。要增加的电阻应接在________之间。(填 a、b、c)，电阻阻值为________。(保留两位有效数字)(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图。

5．某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。

A．待测干电池两节，每节电池电动势约为 1.5 V，内阻约几欧姆 B．直流电压表 V 1、V 2，量程约为 3 V，内阻约为 3 kΩ C．定值电阻 R 0 未知 D．滑动变阻器 R，最大阻值 R m E．导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。

(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻 R 0，方法是先把滑动变阻器 R 调到最大阻值

R m，再闭合开关，电压表 V 1 和 V 2 的读数分别为 U 10、U 20，则 R 0 ＝________(用 U 10、U 20、R m 表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表 V 1 和 V 2 的多组数据 U 1、U 2，描绘出 U 1 －U 2图象如图丙所示，图中直线斜率为 k，与横轴的截距为 a，则两节干电池的总电动势为 E＝________，总内阻 r＝________(用 k、a、R 0 表示)。

6．(9 分)某探究小组要尽可能精确地测量电流表的满偏电流，可供选用的器材如下：

A．待测电流表(满偏电流 I m 约为 800 μA、内阻 r 1 约为 100 Ω，表盘刻度均匀、总格数为N)B．电流表(量程为 0.6 A、内阻 r 2 ＝0.1 Ω)C．电压表(量程为 3 V、内阻 R V ＝3 kΩ)D．滑动变阻器 R(最大阻值为 20 Ω)E．电源 E(电动势为 3 V、内阻 r 约为 1.5 Ω)F．开关 S 一个，导线若干(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图，其中合理的是________(选填“图甲”或“图乙”)。

(2)所选合理电路中虚线图处应接入电表________(选填“B”或“C”)。

(3)在开关 S 闭合前，应把滑动变阻器的滑片 P 置于________端(选填“a”或“b”)。

(4)在实验中，若所选电表的读数为 Z，电流表的指针偏转了 n 格，则可算出待测电流表的满偏电流 I m ＝________。

参考答案 1．解析(1)本着先串后并的原则，先连接供电电路，后连接测量电路。(2)闭合开关前，要求测量电路的两端电压为零，故应将滑片 P 置于 d 端。(3)单位长度的电压 u＝ 0.50×50.5 V/m＝5 V/m。

(4)①若电流表内阻不计，由串并联电路的特点可得：

12 I 1 R＝I 2 R x，解得：R x ＝I 1 R2I 2 ＝2.5 Ω；②若电流表的内阻不能忽略，由串并联电路的特点可得：I 1 R A1 ＋uL＝I 2(R x ＋R A2)，解得：L＝ Rx ＋R A2uI 2 － I 1 R A1u，故电流表A 1 有内阻，图线不过原点。因为 Rx ＋R A2u＝k，解得：R x ＝ku－R A2 ＝ku－R A。

答案(1)如图(2)d(3)5(4)2.5 Ω 电流表 A 1 有内阻 ku－R A 2．解析(1)由图象可知，图象的斜率表示电阻，根据欧姆定律 R＝ UI知，小灯泡的电阻随电压增大而增大；由图可知，测量电流的最大值约为 0.5 A，故滑动变阻器只能选择 E;(2)根据原理可得出对应的实物图，如图所示；(3)若把 AB 间的导线误接在 AC 之间，则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大 R＝ 52 Ω＝2.5 Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为 3 V，内阻为 4 Ω，则短路电流 I 短＝ 34 A＝0.75 A，在小灯泡的 U－I 图象中，连接 I＝0，U＝3 V 与 I＝0.75 A，U＝0 这两点，画出表示电源的 U－I 图象，读出两图线的交点坐标为 U＝1.40 V，I＝0.40 A，则小灯泡的最小功率为 P＝UI＝1.40×0.40 W＝0.56 W。

答案(1)增大 E(2)如解析图所示(3)0.56(0.54～0.58 都对)3．解析(1)该电线的电阻约为 R x ＝ρ LS ＝1.7 Ω，小于滑动变阻器的全电阻，故滑动变阻器采用限流式接法，闭合开关前应将滑动触头滑至接入阻值最大(左)端，电压表 V 1 的量程太小，有被烧坏的危险，而 V 2的示数又太大，示数达不到满量程的 23 以上，故应把 R 2与 V 1 串联起来，扩大其量程，电流表采用外接法，测量电路如图所示。

(2)由(1)分析可知电压表选 C(即 V 1)电流表选 F(A 2)、定值电阻选 G(R 2)(3)电流表的读数 I＝2.50 A(4)被测电线的电阻 R＝ UI＝ 2×2.502.5 Ω＝2.0 Ω 电阻率 ρ＝ RSL＝ 2.0×10－ 6100 Ω·m＝2.0×10－ 8 Ω·m>1.7×10 － 8 Ω·m，故该铜质导线不达标。

答案(1)(2)C F G(3)2.50(4)否 4．解析(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值为 10 kΩ～20 kΩ 范围内的电阻时精确度令人满意”说明在测阻值在 10 kΩ～20 kΩ 的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻约为 R 总＝15 kΩ。当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有 I g ＝ER＋R g代入 E、R、I g 的值可得，R g ＝1 kΩ。

(2)要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减少表的内阻，依题意，显然只有在 ac 之间并联一个小电阻R′，才能使表内总电阻等于中值电阻 R 并＝15 Ω。根据 R 并＝ R′（R＋Rg）R′＋R＋R g，代入 R 以及 R g 的数值可计算得R′≈15 Ω(保留两位有效数字)。

(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图所示。

答案(1)1 k(2)a、c 15 Ω(3)见解析 5．解析(1)电路图如图所示(2)由部分电路欧姆定律可得

R 0 ＝ U20 －U 10U 10R m＝ U20 －U 10U 10R m(3)电路中的电流 I＝ U2 －U 1R 0① 由闭合电路欧姆定律得 E＝U 2 ＋Ir② 联立①②式解得 U 1 ＝ R0 ＋rrU 2 － R 0rE③ 由③式与图丙对比可得电源电动势 E＝kak－1 总内阻 r＝R 0k－1 答案(1)如图所示(2)U20 －U 10U 10R m(3)kak－1 R 0k－1 6．解析(1)由于待测电流表的量程较小，而内阻大于滑动变阻器的最大阻值，为了减小误差，应选用乙电路图。(2)由于两块电流表的量程差距较大，只能选用电压表当电流表使用，故选 C。(3)乙电路图中滑动变阻器采用的是分压式接法，在闭合开关前，要求测量电路的分压为零，故滑动变阻器的滑片 P 应置于 b 端。(4)根据串联电路的特点，可得：ZR V ＝I m nN，解得：I m ＝ZNnR V(ZN3 000n 也对)。

答案(1)图乙(2)C(3)b(4)ZNnR V(ZN3 000n 也对)