高考物理习题　电学实验2

作者：resasdsa | 发布时间：2021-02-25 19:02:42 收藏本文下载本文

高考物理习题精选电学实验 2 2 1．一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的深度是________cm；该同学又利用螺旋测微器测量一金属板的厚度为 5.702 mm，则图乙中可动刻度 a、b 处的数字分别是________、________。

2．某兴趣小组要精确测定额定电压为 3 V 的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约 500 Ω。实验室提供的器材有：

A．电流表 A(量程：0～3 mA，内阻 R A ＝15 Ω)B．定值电阻 R 1 ＝1 985 Ω C．滑动变阻器 R(0～10 Ω)D．电压表 V(量程：0～12 V，内阻 R V ＝1 kΩ)E．蓄电池 E(电动势为 12 V，内阻 r 很小)F．开关 S 一个 G．导线若干(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的________。

(2)选择正确电路进行实验，若电压表的示数用 U 表示，电流表的示数用 I 表示，写出测量节能灯电阻的表达式 R x ＝________(用题目中给的相应字母表示)。当电流表中的电流强度 I＝________mA 时，记下电压表的读数 U 并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。

3．利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为 20 Ω。带有刻度尺的木板上有 a 和 b 两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱 a 和 b 上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱 c 的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点 P 的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：

电池组 E(电动势为 3.0 V，内阻约为 1 Ω)；电流表 A 1(量程 0～100 mA，内阻约为 5 Ω)；电流表 A 2(量程 0～0.6 A，内阻约为 0.2 Ω)；电阻箱 R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干。

实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径。

B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路。

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大。

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L。

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L。

F．断开开关，整理好器材。

(1)某次测量电阻丝直径 d 时，螺旋测微器示数如图乙所示，则 d＝__________mm；(2)实验中电流表应选择__________(选填“A 1 ”或“A 2 ”)；(3)用记录的多组电阻箱的阻值 R 和对应的接入电路中电阻丝长度 L 的数据，绘出了如图丙所示的 R－L 关系图线，图线在 R 轴的截距为 R 0，在 L 轴的截距为 L 0，再结合测出的电阻丝直径 d，写出电阻丝的电阻率表达式 ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。

(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果________(选填“有”或“无”)影响。

4．在“绘制小灯泡的伏安特性曲线”的实验中。

甲(1)小王同学根据实验测得的数据，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲(不是过原点的直线)，请你解释形成的原因：____________________________________。

(2)若把 3 个这样完全相同的小灯泡串联后，接到 6 V 的恒压电源后，求每个小灯泡的电阻为________Ω，每个小灯泡上消耗的电功率 P＝________W。

乙(3)如图乙，若电源的电动势和内阻分别为 E＝1.5 V，r＝1.0 Ω，保护电阻(与电源串联使用，防止电路中电流过大)为 R＝ 23 Ω，则将三个这样完全相同的小灯泡并联后，再接入电路，则三个小灯泡消耗的总功率为 P 总＝________W。(结果保留两位有效数字)5．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得出伏安特性曲线如图甲所示。所用小灯泡的额定电压是 3.0 V。

(1)画出实验电路图。

(2)将实物图乙连接成实验电路。

(3)根据图甲，该小灯泡在电压为 2.8 V 时的实际电阻为________ Ω(结果保留三位有效数字)。

(4)关于该实验的系统误差，下列判断正确的是________。

A．系统误差主要是由电压表的分流引起的，电压越大误差越大 B．系统误差主要是由电流表的分压引起的，电流越大误差越大 C．系统误差主要是由忽略电源内阻引起的，电源内阻越大误差越大

D．系统误差主要是由读数时的估读引起的，电压越大误差越大 6．有一个额定电压为 2.8 V，额定功率约为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 I－U 图线，有下列器材供选用：

A．电压表(0～3 V，内阻 6 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻 30 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻 0.1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)G．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)(1)用如图甲所示的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(用序号字母代表)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________ Ω。

(3)若将此灯泡与电动势为 6 V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________ Ω 的电阻。

参考答案 1．解析图中游标卡尺主尺读数为 10 mm，20 分度游标尺精确度为 0.05 mm，游标尺上第 12 条刻度线与主尺对齐，故游标尺读数为 12×0.05 mm＝0.60 mm，所以金属管深度为 10.60 mm＝1.060 cm。螺旋测微器固定刻度部分读数为 5.5 mm，可动刻度最小分度值为 0.01 mm，可动刻度部分读数应为 20.2×0.01，因此 a 处数字应为 20，b 处数字为 25。

答案 1.060 20 25 2．解析(1)实验中将电压表当做电流表使用，电流表与定值电阻串联后当做电压表使用，根据两表的内阻及节能灯的阻值关系可确定电路应采用外接方式，故选择 C。

(2)由电路的结构可知，R x ＝ I（R1 ＋R A）UR V －I＝ IRV（R 1 ＋R A）U－IR V，节能灯的额定电压为 3 V，对应电流表电流为1.5 mA。

答案(1)C(2)IRV（R 1 ＋R A）U－IR V 1.5 3．解析(1)螺旋测微器的读数 d＝0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm；(2)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流 I max ＝ER x ＋r ＝31＋20 A＝143 mA，所以电流表应选 A 1 ；(3)根据闭合电路欧姆定律得 I g ＝Er＋R x ＋R，则 R＝EI g －r－R x，根据电阻定律应得 R x ＝ρL14 πd2，联立以上两式可得 R＝－4ρπd 2 L＋EI g －r，根据函数斜率的概念得4ρπd 2 ＝R 0L 0，解得 ρ＝R 0 πd 24L 0；(4)本题中若考虑电流表内阻 R A，可将电流表内阻看作电源内阻的一部分，则有 R＝－4ρπd 2 L＋EI g －(r＋R A)，对图象的斜率没有影响，即电流表内阻对电阻率的测量结果无影响。

答案(1)0.728～0.732(2)A 1(3)πd24L 0 R 0(4)无 4．解析(1)随灯泡电压与电流的增大，灯泡实际功率增大，导致灯泡温度升高，灯丝电阻变大，I 与 U不成正比，因此灯泡的 I－U 图象不是直线，是曲线。(2)3 个灯泡串联接到 6 V 恒压电源两端，则每个灯泡分压 2 V，从图中看到，此时对应的电流为 0.259 A，则每个灯泡电阻为 R＝ UI＝7.7 Ω，每个小灯泡消耗的功率 P＝UI＝0.52 W。(3)当将三个灯泡并联与电源和保护电阻相连时，三个灯泡消耗的总功率 P＝(ER＋r＋R 并)2 R并＝1.523 ＋1.0＋7.732× 7.73 W＝0.32 W。

答案(1)温度升高，小灯泡电阻增大(2)7.7 0.52(3)0.32(0.30～0.35 均对)5．解析(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线，由 I－U 图线可知：要求小灯泡两端的电压从 0 开始调节，则滑动变阻器起分压作用，而一般小灯泡的电阻较小，则电流表外接，如答案图所示。

(2)实物连线时，本着先串后并的原则，要求导线不相交。由于小灯泡的额定电压为 3.0 V，则电压表的量程选择 3 V，由 I－U 图象数据可知：电流表的量程选择 0.6 A。

(3)由 I－U 图象可知：当小灯泡两端电压 U＝2.8 V 时，其电流为 0.26 A，则 R＝ UI＝10.8 Ω。

(4)由于电流表测的是电压表和小灯泡的电流之和，电压表的读数是小灯泡两端的实际电压，且电压表分

流越大，该实验的系统误差越大，故选项 A 正确。

答案(1)如图所示(2)如图所示(3)10.8(4)A 6．解析由题中分压外接电路及所给小灯泡的相关数据可知电压表应选择 A，电流表应选择 D，滑动变阻器应选择 E；由灯泡伏安特性曲线找到 2.8 V 时小灯泡的电流，由 R＝ U LI可求得电阻；若将小灯泡与 6 V 的电源连接，由 U L ＝E－ER＋R 1 R 1，可解得 R 1。

答案(1)A D E(2)10(3)11.4