48 专题强化(十一) 电学实验基础(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

[专题强化(十一)]　电学实验基础 ________________________________________________________________________ (每题10分，建议用时：50分钟) 1．(10分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中： (1)用20分度的游标卡尺测量一粗细均匀圆柱体的长度，如图所示，由图可知其长度________mm。(2分) (2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值d＝________mm。(2分) (3)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω)。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：电压表V(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)； 电流表A1(量程为0～200 mA，内阻约为3 Ω)；电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.1 Ω)；滑动变阻器R1(0～50 Ω)； 滑动变阻器R2(0～200 Ω)；电源E(3 V，内阻不计)。 为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选______，滑动变阻器应选________。(填器材的名称符号)(4分) (4)请根据如图乙所示电路图，用笔画线代替导线将图丙中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小。 (5)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________。(用题目所给字母和通用数学符号表示)(2分) 解析：(1)由题图可知，均匀圆柱体的长度为 L＝1 cm＋7×0.05 mm＝10.35 mm。 (2)由图甲可知，该金属丝的直径为 d＝38.4×0.01 mm＝0.384 mm。 (3)由于通过待测金属丝的最大电流为Imax＝＝0.2 A，所以电流表应选择A1； 根据欧姆定律可求出电路中需要的最大电阻约为Rmax＝＝45 Ω，则滑动变阻器需要的最大电阻为45 Ω－15 Ω＝30 Ω，所以为调节方便，滑动变阻器应选择R1。 (4)接法如图所示。 (5)根据题意及欧姆定律应有 R＝，R＝ρ，S＝ 联立可得，金属丝的电阻率为ρ＝。 答案：(1)10.35　(2)0.384　(3)A1　R1 (4)见解析图　(5) 2．(10分)有一个标有“2.5 V，1 W”的小灯泡，现要用伏安法描绘该小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．蓄电池(输出电压恒为4 V) B．电压表(量程为0～3 V，内阻约为20 kΩ)； C.电流表(量程为0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)； D.滑动变阻器(阻值范围0～200 Ω，允许通过的最大电流为1 A)； E．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)。 (1)若要求小灯泡两端的电压从零开始增大，且实验误差较小，应选择图2中的________ (填“甲”“乙”或“丙”)电路。(1分) (2)根据实验电路图将图3所示的实物图补充完整。 (3)滑动变阻器应选用________(均填字母代号)。开始实验前，图(3)中的滑动变阻器滑片应该滑在________(选填“最左端”“最右端”或“中间位置”)，开关应处于断开状态。(2分) (4)某同学测量过程中某次电压表和电流表示数如图1所示，此时电流I＝________A，电压U＝________V。(4分) (5)通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。由图线可知，当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻________(填“变大”或“变小”)。(3分) 解析：(1)小灯泡电阻较小，应用外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始增大，则滑动变阻器采用分压式接法，故选甲。 (2)根据实验电路图连接实物图如图所示。 (3)滑动变阻器应用最大阻值较小的E，开始实验前，图(3)中的滑动变阻器滑片应该滑在最左端，起保护电路的作用。 (4)根据电流表和电压表的分度值可知电流为0.26 A，2.10 V。 (5)由图分析可知当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻变大。 答案：(1)甲　(2)见解析　(3)E　最左端 (4)0.26　2.10 (5)变大 3．(10分)(2023·安徽高三联考)某实验小组用伏安法描绘某个小灯泡的UI特性曲线，该小灯泡上标有“2 V　1 W”的字样。有下列实验器材供选用： A．电源E：电动势为3.0 V，内阻不计 B．双量程电压表V：量程V1为0～3 V，内阻约为3 kΩ；量程V2为0～15 V，内阻约为15 kΩ C．双量程电流表A：量程A1为0～0.6 A，内阻约为0.6 Ω；量程A2为0～3 A，内阻约为0.1 Ω D．滑动变阻器R1：最大阻值为15 Ω，额定电流为1.0 A E.滑动变阻器R2：最大阻值为150 Ω，额定电流为0.5 A F．开关S，导线若干。 (1)实验中电压表应选用量程________(选填“V1”或“V2”)，电流表应选用量程__________(选填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选用__________(选填“R1”或“R2”)。(3分) (2)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接成完整的实验电路。 (3)在实验中，其中一组数据如图乙，电流表示数为__________A，电压表示数为________V。(4分) (4)该实验小组通过实验描绘了小灯泡的UI曲线如图丙所示。当小灯泡两端的电压为1.40 V时，小灯泡的电阻是__________Ω(结果保留两位有效数字)。(3分) 解析：(1)小灯泡的工作电压为2 V，则电压表应选用量程为0～3 V的V1；小灯泡的工作电流为I＝＝ A＝0.5 A，则电流表应选用量程为0～0.6 A的A1；小灯泡正常工作时的电阻为R＝＝ Ω＝4 Ω，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。 (2)描绘小灯泡的UI曲线，电压、电流需要从0开始调节，则滑动变阻器采用分压接法；由于＝>＝，可知小灯泡电阻远小于电压表内阻，则电流表应采用外接法，实物连线如图所示。 (3)电流表的分度值为0.02 A，由题图乙可知电流表示数为0.42 A；电压表的分度值为0.1 V，由题图乙可知电压表示数为1.20 V。 (4)由题图丙可知，当小灯泡两端的电压为1.40 V时，电流为0.45 A，则此时小灯泡的电阻为R＝＝ Ω≈3.1 Ω。 答案：(1)V1　A1 　R1　(2)见解析图　(3)0.42　1.20　(4)3.1 4．(10分)(2023·天津高三三模)某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材： A．电流表A(量程为10 mA，内阻约为100 Ω)； B．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)； C．滑动变阻器R1(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)； D．定值电阻R2(阻值为750 Ω)； E.直流电源E(电动势为4.5 V，内阻不计)； F．开关S和导线若干。 (1)实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由Rx＝计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图________(填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。(3分) (2)若采用(1)中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则由此组数据可得待测电阻的测量值Rx＝________ Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3 kΩ和100 Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真＝________Ω。(计算结果均保留三位有效数字)(7分) 解析：(1)由于≈≈8.57>≈＝3.5，可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。 (2)根据读数规律可知 电压表的示数U＝1.80 V 电流表的示数为I＝6.0 mA 根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为 Rx＝＝ Ω＝300 Ω 电路误差在于电压表的分流，则 R真＝＝ Ω≈333 Ω。 答案：(1)乙　(2)300　(3)333 5．(10分)(2023·江西宜春二模)要描绘一个标有“2.5 V，0.5 A”的小灯泡的伏安特性曲线，有如下一些器材： A．待测小灯泡 B．电流表A：量程为0～6 A，内阻约为0.1 Ω C．电压表V：量程为0～3 V，内阻约为3 000 Ω D．定值电阻R1：阻值为5 Ω E．定值电阻R2：阻值为10 Ω F．滑动变阻器R3：阻值范围为0～5 Ω，额定电流为1.5 A G.滑动变阻器R4：阻值范围为0～50 Ω，额定电流为1 A H．干电池E：电动势约为9 V，内阻很小 I．电键S及导线若干 (1)根据以上所给器材，最佳实验电路图应该选择________。(2分) (2)定值电阻R0应选________(填R1或R2)，滑动变阻器R应选________(填R3或R4)。(4分) (3)如图所示是实验中描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，该实验小组将2个这样伏安特性相同的小灯泡，并联后接在电动势为2.5 V、内阻为2.5 Ω的电源上，则每个小灯泡实际工作的功率为________ W(结果保留1位有效数字)。不考虑偶然误差，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。(4分) 解析：(1)小灯泡电阻RL＝ Ω＝5 Ω，根据>知，应采用电流表外接法，定值电阻R0起保护电路作用，所以最佳实验电路图应该选择丙。 (2)滑动变阻器采用分压接法，滑动变阻器R应选R3，由于电动势约为9 V，电压表量程为0～3 V，定值电阻R0应选R1。 (3)设流过其中一个灯泡的电流为I，则干路电流为2I，每个灯泡的电压与电源路端电压相等，设为U。电源的路端电压与干路电流的关系为U＝E－2Ir，代入数据变形为I＝0.5－(A)，在小灯泡IU图像中画出此关系式的图像，如图所示， 两图线交点(1.0 V，0.3 A)就是每个小灯泡的实际电压与电流，则灯泡的实际功率P＝UI＝0.3 W，由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比偏小。 答案：(1)丙　(2)R1　 R3　(3)0.3　偏小 6．(10分)为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择。 电流表A1(量程0～50 mA，内阻约10 Ω)； 电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.12 Ω)； 电压表V1(量程0～3 V，内阻很大)； 电压表V2(量程0～15 V，内阻很大)； 电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流2.0 A)； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 (1)对于电流表和电压表的选择，下列说法正确的是__________。(3分) A．电流表应选A1，电压表应选V1 B．电流表应选A1，电压表应选V2 C．电流表应选A2，电压表应选V1 D．电流表应选A2，电压表应选V2 (2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)(3分) Ｋ (3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝________。(4分) 解析：(1)电源电动势为3 V，则电压表选V1，通过待测电阻的最大电流约为I＝＝ A＝0.1 A，选择量程为 3 A的电流表读数误差太大，可以把定值电阻与待测电阻串联，此时通过待测电阻的最大电流约为I′＝＝ A＝0.06 A＝60 mA，故电流表应该选择A1。故选A。 (2)定值电阻与待测电阻串联的总阻值约为50 Ω，大于滑动变阻器最大阻值10 Ω，为测量多组实验数据，测量范围尽量大，则滑动变阻器应采用分压式接法；电流表内阻约为10 Ω，电压表内阻很大，定值电阻与待测电阻串联的总阻值远小于电压表内阻，电流表采用外接法，电路图如图所示。 (3)待测电阻的阻值为Rx＝－R。 答案：(1)A　(2)见解析　(3)－R 学科网（北京）股份有限公司 $$