实验专题 必修第三册实验（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

必修第三册实验 　1．[2023·浙江杭州·阶段练习]如图甲所示电路，当单刀双掷开关S掷向1端时，电源向电容器充电。将开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化的曲线。开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向________(选填“从A到B”或“从B到A”)；放电过程中电容C________(均选填“变大”“变小”或“不变”)：I­t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的________。 【答案】从A到B　不变　电荷量 【解析】电容器充电时上极板与电源的正极相连，所以上极板带正电，当放电时，电流由正极板流向负极板，所以流经电流传感器的电流方向从A到B；电容器的电容由电容器的本身决定，与存储电荷量的多少无关，所以放电过程中电容C不变；根据Q＝It可知，I­t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。 2．[2023·浙江舟山·联考]某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝的电阻率ρ。 (1)小明测得合金丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示，其直径D＝________ mm。 (2)如图乙所示，小明采用分压电路，电流表外接。闭合开关前，发现导线________(填写标号)接线错误，滑动变阻器的滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端。 (3)在某一次测量时，电压表指针位置如图丙所示，则读数U＝________ V。 (4)测得合金丝的电阻为R＝0.60 Ω，则待测合金丝的电阻率ρ＝________ Ω·m。(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)0.800　(2)⑤　左　(3)1.52　(4)5.0×10－7 【解析】(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm，合金丝的直径D＝0.5 mm＋30.0×0.01 mm＝0.800 mm。 (2)实验电路要求滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法；原实验电路的电流表是外接法，连接错误的是⑤导线，应该接在电源的负接线柱和滑动变阻器下端的另一个接线柱上；为了保护电流表和电压表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端。 (3)电压表指针位置如题图所示，则读数U＝1.52 V， 根据R＝ρ，解得ρ＝5.0×10－7 Ω·m。 3．小明同学在学校实验室开放期间，进入电学实验室自主探究。 (1)他先练习使用多用电表测量电阻。测量电阻前他把红黑表笔短接，调整图甲中的________(选填“A”“B”或“C”)，使指针指向电阻“0”刻度。然后用两支表笔分别接触电阻两端后，指针和各旋钮位置如图甲所示，则此电阻阻值为________ Ω。 (2)接着他开始做“测量金属丝的电阻率”实验： ①测量一段镍铬合金丝电阻所用器材及部分电路连线如图乙所示，图中的导线a端应与________(选填“－”“0.6”或“3”)接线柱连接，b端应与________(选填“－”“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前，图乙中滑动变阻器滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端。 ②闭合开关，移动滑动变阻器滑片，获得六组U、I数据，在U­I坐标系中描点并拟合。为从U­I图像中求得金属丝电阻，下列三个图像应该选用________(选填“A”“B”或“C”)。由图像可得金属丝电阻R＝________ Ω。(结果保留2位有效数字) A. B. C. 【答案】(1)B　2600　(2)①0.6　0.6　左　②C　3.1 【解析】(1)测量电阻前把红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0”，故选B。由图示表盘可知，所测电阻的阻值为R＝26×100 Ω＝2600 Ω。 (2)①实验中用两节干电池供电，则图中的导线a端应与“0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则b端应与“0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图中滑动变阻器滑片应置于最左端。 ②金属丝的电阻为定值，其U­I图像应该是一条直线，故选C；图像斜率为其阻值，则R′＝≈3.1 Ω。 4．[2023·浙江绍兴·学考模拟]某小组同学为测量金属丝电阻率，进行了如下实验。 (1)该小组同学首先用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝电阻值。他们先选择欧姆挡“×10”进行测量，发现指针指在图甲所示虚线位置。 ①以下给出接下来可能的操作步骤： a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔； b．将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔； c．旋转选择开关，对准欧姆挡“×1”的位置； d．旋转选择开关，对准欧姆挡“×100”的位置； e．旋转选择开关，对准交流电压挡或“OFF”挡，并拔出两表笔。 请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上：________。 ②按照正确的操作步骤，指针指在图甲所示实线位置，该金属丝的电阻值约为________ Ω。 (2)接下来该小组同学利用伏安法精确测量该金属丝电阻率，已知该金属丝长度为L。 ①他们利用螺旋测微器测定合金丝直径结果如图乙所示，则合金丝的测量直径为D＝________ mm。 ②为测量金属丝电阻，准备了如下的实验器材：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流2 A)，电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)，电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)、开关、导线若干。 在图丙和图丁中测量金属丝电阻的合适的电路原理图为________(选填“图丙”或“图丁”)。 ③完成实验，测量得到金属丝的阻值记为R，计算该金属丝电阻率的表达式为ρ＝________(用字母L、D、R表示)。 (3)该实验方案在测量金属丝电阻时的主要误差来源于______________(选填“电流表的分压作用”或“电压表的分流作用”)。 【答案】(1)①cabe　②13.0　(2)①0.600　②图丙 ③　 (3)电压表的分流作用 【解析】(1)①该小组同学首先用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝电阻值。他们先选择欧姆挡“×10”挡位进行测量，发现指针指在图甲所示虚线位置，指针偏转角度过大，说明所选倍率过大，应选较小一些的倍率，所以应旋转选择开关，对准欧姆挡“×1”的位置；每换一次挡，都要重新进行欧姆调零；即需要将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔；接着将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔；最后旋转选择开关，对准交流电压挡或“OFF”挡，并拔出两表笔。所以正确的步骤顺序为cabe。 ②根据指针指在图示实线位置，可读出该金属丝的电阻值约为13.0 Ω。 (2)①根据螺旋测微器读数规则，可读出该合金丝的测量直径为D＝0.5 mm＋10.0×0.01 mm＝0.600 mm。 ②由于金属丝电阻阻值远小于电压表内阻，故应选用电流表外接法测量，即图丙测量。 ③完成实验，测量得到金属丝的阻值记为R，根据电阻定律R＝ρ，结合S＝π2，联立两式可得该金属丝电阻率的表达式为ρ＝。 (3)该实验方案在测量金属丝电阻时的主要误差来源于电压表的分流作用。 5．[2023·浙江金华·学考模拟](1)甲同学在实验室测定金属丝的电阻率时，用游标卡尺测量长度，如图1所示，可知其长度为L＝________ cm。 (2)如图2所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d＝________ mm。 (3)乙同学练习多用电表的使用。某次实验中，多用电表表盘如图3所示，如果他用欧姆挡“×100”测量，则读数为________ Ω；如果用“直流5 V”挡测量，则读数为________ V。 (4)丙同学利用多用电表测量图4和图5所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。以下操作正确的是(　　) A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图4电路测量小灯泡两端的电压 B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图4电路测量小灯泡的电阻 C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图5电路测量通过小灯泡的电流 D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图5中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流 【答案】(1)10.950　(2)3.470　(3)800　3.30　(4)AC 【解析】(1)根据游标卡尺的读数规律，该读数为 L＝109 mm＋10×0.05 mm＝109.50 mm＝10.950 cm。 (2)根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 d＝3 mm＋0.01×47.0 mm＝3.470 mm。 (3)根据欧姆挡测电阻的读数规律，该读数为 8．0×100 Ω＝800 Ω，直流5 V的精度为0.1 V，则该电压读数为3.30 V。 (4)将选择开关旋转到合适的电压挡，测电压时，电表与灯泡并联，根据“红进黑出”规律，红表笔与电源正极一侧连接，A正确；将选择开关旋转到合适的电阻挡，电源应由欧姆表内部提供，此时应该将待测电阻与外部电源脱离接触，B错误；将选择开关旋转到合适的电流挡，测量电流时，电流表应该串联接入电路之中，根据“红进黑出”规律，红表笔与电源正极一侧连接，C正确，D错误。 故选A、C。 6．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)。 (2)请根据所选电路图，完成实物连接。 (3)某位同学根据记录数据画出的U­I图线如图所示，根据图线可得出干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω。 【答案】(1)甲　 (2) 　(3)1.50　0.83 【解析】(1)根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差。由于电源内阻较小，滑动变阻器的阻值也比较小，所以乙电路中的电流表分压影响较大，因此应选择甲电路。 (2)实物连接如图所示 (3)根据U＝E－Ir，由U­I图线可知，电源电动势 E＝1.50 V，内电阻r＝＝ Ω≈0.83 Ω 7．某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若干导线。 (1)设计实验电路后，该同学的实物电路连接如图甲所示。 (2)闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R­坐标图，如图丙所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上。 (3)请在图丙上把描绘出的坐标点连成图线。 (4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω。 【答案】(2) (3)　 (4)1.5(或1.50)　0.3(或0.30) 【解析】(2)由图示电流表可知，其量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，其示数为0.50 A，将电流的倒数与对应的电阻阻值标在坐标系内，如图所示 (3)连成图线如图所示 (4)由闭合电路欧姆定律可知E＝I(R＋r＋rg)， 化简可得R＝E·－(r＋rg)， 可知，图线的斜率表示电源的电动势，故 E＝k＝ V＝1.5 V， 图线与纵坐标的交点为b＝－(r＋rg)＝－0.4 Ω， 所以电源内电阻为r＝0.4 Ω－0.1 Ω＝0.3 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$