5.2电学实验（高考真题与课后专项提升练）-2024-2025学年高二上学期物理期中期末题型复习

5.2电学实验——高考真题与课后专项提升练 1. （2024•浙江）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中： （1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转，选用 挡（选填“×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。 （2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”），Q应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I＝ mA。 （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是 元件（选填“线性”或“非线性”），正常发光时电压在 V范围。 2. （2024•山东）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0～16V）； 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺、螺旋测微器，开关S、单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： （1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 mm； （2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 （填“1”或“2”）端； （3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I﹣U图像如图丙所示，求得电阻RY＝ Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； （4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm。使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率 （填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 3. （2024•辽宁）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为R0）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 （1）实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的 （填“A”或“B”）端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ； ④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。 （2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝ 。 （3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别k1、k2，若n，则待测电池的内阻r＝ （用n和R0表示）。 1. （2023秋•济南期末）某同学采用如图所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下： 电压表V1（量程0～3V，内阻r1＝3.0kΩ） 电压表V2（量程0～5V，内阻r约为5.0kΩ） 滑动变阻器R 待测定值电阻Rx 电源E（电动势6.0V，内阻不计） 开关和导线若干 回答下列问题： （1）闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于 （选填“左端”“中间”或“右端”）。 （2）在此电路图中，A为电压表 （选填“V1”或“V2”）。 （3）调节滑动变阻器，两电压表V1、V2读数分别为U1、U2，根据实验电路图，可得Rx＝ （用U1、U2和r1表示）。 （4）若电压表V1实际电阻小于3.0kΩ，则Rx的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 2. （2023秋•五华区校级期末）某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有： A．电流表G1（内阻Rg1＝100Ω，满偏电流Ig1＝10mA） B．电流表G2（内阻Rg2＝100Ω，满偏电流Ig2＝25mA） C．定值电阻R0（100Ω，1A） D．电阻箱R1（0﹣9999Ω，1A） E．滑动变阻器R2（100Ω，1A） F．电源E（36V，内阻不计） G．多用电表 H．开关S和导线若干 某同学进行了以下操作： （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到 （填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行 （填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为 Ω。 （2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，A1处应选择 （填“G1”或“G2”）与电阻箱串联，改装成量程为36V的电压表 （3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，则该种材料的电阻R＝ 。 3. （2023秋•合肥期末）为了测量一精密金属丝的电阻率： Ⅰ．先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻如图1所示，然后用螺旋测微器（图2）测其直径为 mm，游标卡尺（图3）测其长度是 mm。 Ⅱ．为了减小实验误差，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电流表A1，量程为0～300μA，内阻r1＝100Ω B．电流表A2，量程为0～0.6A，内阻r2约为0.1Ω C．定值电阻R1＝900Ω D．定值电阻R2＝9900Ω E．滑动变阻器Rp，最大阻值为5Ω F．电源（电动势约为3V） G．开关一只，导线若干 回答下列问题： ①实验中需要利用电流表A1改装成电压表，则应选择定值电阻 （选填“R1”或“R2”）； ②实验设计电路如图4所示，为提高实验测量准确度，电流表A1左端a应接 （选填“b”或“c”）； ③以A2示数I2为横轴，A1示数I1为纵轴作I1﹣I2图像，若图像斜率为k，则金属丝的电阻Rx＝ （用r1、k、R1或R2表示）。 4. （2024春•东城区校级期末）在做测定金属的电阻率的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材： A．电池组（3V，内阻r＝1Ω） B．电流表（0～3A，内阻约0.0125Ω） C．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω） D．电压表（0～3V，内阻约4kΩ） E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ） F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A） G．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A） H．开关、导线 （1）上述器材中应选用的是 （只填写字母代号）。 （2）在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度L和直径d。 （3）实验电路应采用如图所示哪个 电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“最左”或“最右”）。 （4）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置。并记录对应的电流表示数I，电压表示数U。 （5）本实验所用电路，产生误差的主要原因是 。（选填选项前的字母） A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 （6）用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为ρ＝ 。 5. （2024春•雨花区期末）同学在“练习使用多用电表”的实验中，图1为某多用电表的面板。 （1）若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻，下列操作正确的是 A．将选择开关应调到“×100”电阻挡 B．欧姆调零时，两表笔短接，用螺丝刀转动调零螺丝，直到指针与表盘右边零刻度对齐 C．在电阻测量时，双手不能同时接触电阻两端 D．测量完成后，将选择开关调到“OFF”挡 （2）图2为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在电阻挡“×1k”，则读数为 Ω； 如果选择开关在直流电压挡“2.5V”，则读数为 V。 （3）若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很大，则与二极管正极相连的是多用电表的 （选填“红表笔”或“黑表笔”） 6. （2023秋•沈阳期末）开展科技活动时，某兴趣学习小组自制的电子秤原理图，如图1所示。 实验器材有：直流电源（电动势为E，内阻为r）；理想电压表V（量程0～3V）；限流电阻R；竖直固定的滑动变阻器R（总长为2cm，总阻值为12Ω）；电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。 （1）若在某次实验中直流电源的路端电压U﹣I图像如图2所示，可知电源电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。 （2）实验步骤如下： ①托盘中未放被测物前，电压表的示数为零。 ②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，要使此时电压表刚好达到满偏，限流电阻R0。的阻值为 Ω；已知弹簧的劲度系数k＝1.96×104N/m，当地重力加速度g＝9.8m/s2，被测物的质量m＝ kg，由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即可将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是 （填“均匀”或“不均匀”）的。 7. （2023秋•辛集市期末）某同学想利用电流表表盘与弹簧制作一个电子测力计。 （1）他在实验室找来一根粗细均匀的导体棒，其每厘米电阻为r0＝1.5Ω，如图甲所示，利用游标卡尺测量该导体棒的长度为 mm。 （2）他设计了如图乙所示的实验原理图，实验器材包括：弹簧（电阻可以忽略，劲度系数为k）、电阻箱、电流表（0～0.6A，可看成理想电表）、电源（电动势约3V，内阻未知）、刻度尺。已知滑片固定在弹簧上且与导体棒接触良好，当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。闭合开关，用力拉动拉钩时，电流表示数将 （填“增大”或“减小”）。若在电流表表盘上每隔相同力的大小标注一个刻度，则刻度分布 （填“均匀”或“不均匀”）。 （3）图乙还能用于测量电源电动势与内阻，他调节R0为2Ω，拉动拉钩，改变导体棒接入电路中的长度l，测出不同l对应的电流表示数I，并作出图像如图丙所示，可测得电源内阻为 Ω（计算结果均保留两位有效数字）。 8. （2023秋•安徽期末）某同学要测量某未知电源的电动势和内阻，他设计的电路图如图1所示，供选择的仪器如下。 ①未知电源，电动势约3V，内阻约0.5Ω ②电压表V（量程3V，内阻RV约10kΩ） ③电流表A（量程0.6A，内阻RA约0.4Ω） ④滑动变阻器R1（0～20Ω，2A） ⑤滑动变阻器R2（0～500Ω，1A） ⑥定值电阻R0（阻值为5.0Ω） ⑦开关两个、导线若干 （1）为方便操作，实验时，滑动变阻器应选择 （填“④”或“⑤”）。 （2）实验时，先闭合S1，将S2合向1，调节滑动变阻器R，使电流表和电压表有较大偏转，电压表和电流表的示数如图2所示，则电压值为 V，电流值为 A，电流表的内阻RA＝ Ω（最后一空保留2位有效数字）。 （3）再将S2合向2，并调整电压表的接线，多次调节滑动变阻器的阻值，记录每次调节后电流表的示数I和电压表对应的示数U，根据测得的多组U、I数据，作U﹣I图像，测得图像与纵轴的截距为b，图像斜率的绝对值为k，则可求得电源的电动势为E＝ ，内阻r＝ （均用题中物理量符号或字母表示）。 9. （2023秋•辽阳期末）用伏安法测定电源的电动势和内阻的实验电路和得到的U﹣I图像如图所示。请回答下列问题： （1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电流表过载而移动滑动变阻器的滑片P，滑片P应放在滑动变阻器的 （填“a”或“b”）处。 （2）图乙是根据实验数据作出的U﹣I图像，由图像可知，电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验时发现电流表已损坏，不能正常使用，另有变阻箱R1（0∼9999Ω），请你设计出另一种测量电源电动势和内阻的方案，在方框（图丙）中画出实验电路图。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.2电学实验——高考真题与课后专项提升练 1. （2024•浙江）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中： （1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转，选用 挡（选填“×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。 （2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”），Q应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I＝ mA。 （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是 元件（选填“线性”或“非线性”），正常发光时电压在 V范围。 【解答】解：（1）实验中用多用表欧姆挡判断二极管的正负极时，发现欧姆表指针未偏转，说明可能电阻过大或断路，应换用×1k挡继续实验； 根据多用表电流“红进黑出”原则及二极管的单向导电性，可知红表笔接二极管的负极； （2）实验要求电压从零开始调节，所以滑动变阻器采用分压式接法，P接a； 由图（C）可知，电压表选择0﹣3V量程，Q接d； 多用表电流挡的量程为0～50mA，分度值为1mA，要估读到下一位，读数为45.0mA； （3）由图（C）可知，I随U作非线性变化，因此二极管是非性线元件； 二极管正常发光（有电流通过）时，电压在1.9～2.5范围。 故答案为：（1）×1k，负极； （2）a，d，45.0；（3）非线性元件，1.9～2.5。 2. （2024•山东）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0～16V）； 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺、螺旋测微器，开关S、单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： （1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 mm； （2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 （填“1”或“2”）端； （3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I﹣U图像如图丙所示，求得电阻RY＝ Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； （4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm。使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率 （填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 【解答】解：（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，铅笔芯直径d＝2mm+0.01×45.0mm＝2.450mm； （2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端： （3）根据欧姆定律 图像斜率 结合I﹣U函数，图像斜率 代入数据解得R1＝1.92Ω （4）根据电阻定律 电阻率 电阻率之比 因此 ρX＞ρY，即X型号铅笔芯的电阻率大于Y型号铅笔芯的电阻率。 故答案为：（1）2.450；（2）1；（3）1.92；（4）大于。 3. （2024•辽宁）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为R0）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 （1）实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的 （填“A”或“B”）端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ； ④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。 （2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝ 。 （3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别k1、k2，若n，则待测电池的内阻r＝ （用n和R0表示）。 【解答】解：（1）①为了保护电路，闭合开关前金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由电路图可知，应该置于A端。 （2）对于图（a）的电路图，根据闭合电路欧姆定律有：U＝E﹣Ir 设金属丝的电阻率为ρ，横截面积为S，由欧姆定律和电阻定律得：， 联立可得： 整理可得： 对于图（b）的电路图，根据闭合电路欧姆定律有：U＝E﹣I（r+R0） 同理有：， 联立后整理得： 可知图线的纵轴截距： 解得： （3）由（2）的解答可得：，，已知： 联立解得： 故答案为：（1）A；（2）；（3） 1. （2023秋•济南期末）某同学采用如图所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下： 电压表V1（量程0～3V，内阻r1＝3.0kΩ） 电压表V2（量程0～5V，内阻r约为5.0kΩ） 滑动变阻器R 待测定值电阻Rx 电源E（电动势6.0V，内阻不计） 开关和导线若干 回答下列问题： （1）闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于 （选填“左端”“中间”或“右端”）。 （2）在此电路图中，A为电压表 （选填“V1”或“V2”）。 （3）调节滑动变阻器，两电压表V1、V2读数分别为U1、U2，根据实验电路图，可得Rx＝ （用U1、U2和r1表示）。 （4）若电压表V1实际电阻小于3.0kΩ，则Rx的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【解答】解：（1）为保护电路，滑动变阻器的位置应使电压表示数最小，由图可知，应调到左端； （2）由题意中的器材可知，无电流表；由图可知，A与待测电阻串联，用来计算通过待测电阻的电流，需要阻值已知，才可根据欧姆定律计算，即A为电压表V1； （3）由电路连接状态可知，A与待测电阻串联，可知通过A的电流与待测电阻的电流相等，为：； B与A、待测电阻整体并联，可知A与待测电阻的总电压为B的示数，即待测电阻两端电压为：Ux＝U2﹣U1； 由欧姆定律推导式可知，待测电阻的阻值为：； （4）由（3）可知，待测电阻的测量值为：，其中r1＝3.0kΩ； 由（3）的题意可知，V1实际电阻小于3.0kΩ，即计算待测电阻的实际值时，应r1代入的值为小于3.0kΩ的值，即实际值比测量值要小，即测量值偏大。 故答案为：（1）左端；（2）V1；（3）；（4）偏大。 2. （2023秋•五华区校级期末）某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有： A．电流表G1（内阻Rg1＝100Ω，满偏电流Ig1＝10mA） B．电流表G2（内阻Rg2＝100Ω，满偏电流Ig2＝25mA） C．定值电阻R0（100Ω，1A） D．电阻箱R1（0﹣9999Ω，1A） E．滑动变阻器R2（100Ω，1A） F．电源E（36V，内阻不计） G．多用电表 H．开关S和导线若干 某同学进行了以下操作： （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到 （填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行 （填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为 Ω。 （2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，A1处应选择 （填“G1”或“G2”）与电阻箱串联，改装成量程为36V的电压表 （3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，则该种材料的电阻R＝ 。 【解答】解：（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率的，即将多用电表的欧姆挡位换到×100进行再次测量，并重新进行欧姆调零。则图甲的读数为：9×100Ω＝900Ω； （2）根据题意可知，让电表同时接近满偏状态，A1处电表改装后量程为36V，由欧姆定律可知，流过Rx的电流为：；代入数据得：I1＝0.04A＝40mA； 若A2处选择G1，和R0并联后量程为20mA，不能满足实验要求，则应A1处选择G1，A2处选择G2。 （3）由于R0与G2内阻相等，则流过R0的电流为I2，则流过Rx的电流为：Ix＝2I2﹣I1 Rx两端的电压为：Ux＝I1（Rg1+R1） 由欧姆定律可得：。 故答案为：（1）×100、欧姆调零、900；（2）G1；（3）。 3. （2023秋•合肥期末）为了测量一精密金属丝的电阻率： Ⅰ．先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻如图1所示，然后用螺旋测微器（图2）测其直径为 mm，游标卡尺（图3）测其长度是 mm。 Ⅱ．为了减小实验误差，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电流表A1，量程为0～300μA，内阻r1＝100Ω B．电流表A2，量程为0～0.6A，内阻r2约为0.1Ω C．定值电阻R1＝900Ω D．定值电阻R2＝9900Ω E．滑动变阻器Rp，最大阻值为5Ω F．电源（电动势约为3V） G．开关一只，导线若干 回答下列问题： ①实验中需要利用电流表A1改装成电压表，则应选择定值电阻 （选填“R1”或“R2”）； ②实验设计电路如图4所示，为提高实验测量准确度，电流表A1左端a应接 （选填“b”或“c”）； ③以A2示数I2为横轴，A1示数I1为纵轴作I1﹣I2图像，若图像斜率为k，则金属丝的电阻Rx＝ （用r1、k、R1或R2表示）。 【解答】解：Ⅰ螺旋测微器的精度为，其读数是固定刻度与可动刻度的和，所以金属直径为： 游标卡尺的精度为，由读数规则可知，金属丝长度是： Ⅱ①要改装成3V的电压表，根据欧姆定律有：300×10﹣6A×（100Ω+R）＝3V 代入数据解得：，故选择定值电阻R2。 ②由于电压表的内阻是已知的，所以电流表采用外接法，即电流表A1左端a应接c点，可以避免系统误差。 ③根据部分电路的欧姆定律可得：I1（r1+R2）＝Rx（I2﹣I1） 整理得： 由题意可知，结合上式可知斜率为： 整理可得： 故答案为：（1）2.095（2.093～2.097均可）、100.15；（2）①R2、②c；③。 4. （2024春•东城区校级期末）在做测定金属的电阻率的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材： A．电池组（3V，内阻r＝1Ω） B．电流表（0～3A，内阻约0.0125Ω） C．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω） D．电压表（0～3V，内阻约4kΩ） E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ） F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A） G．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A） H．开关、导线 （1）上述器材中应选用的是 （只填写字母代号）。 （2）在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度L和直径d。 （3）实验电路应采用如图所示哪个 电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“最左”或“最右”）。 （4）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置。并记录对应的电流表示数I，电压表示数U。 （5）本实验所用电路，产生误差的主要原因是 。（选填选项前的字母） A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 （6）用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为ρ＝ 。 【解答】解：（1）电学实验需要电源，则首先选用电池组，而电池组的电压为3V，因此根据电表的选取原则（在读数时应超过其量程的三分之一）可知，不能选量程为15V的电压表，只能选量程为3V的电压表；而若电路中只接入待测电阻，则根据直除法可粗略求得到电路中的最大电流 则根据电表的选取原则可知，电流表应选择最大量程为0.6A的电流表，而为了保护电路，同时得到多组测量数据，则必选接入滑动变阻器，且接入滑动变阻器后通过调节滑动变阻器能够使电表示数有明显的变化，因此应选择最大阻值为20Ω的滑动变阻器，除此之外，还需要开关、导线用以连接电路，则可知需要的实验器材为ACDFH。 （3）根据所给实验器材，电压表内阻远大于待测电阻，则采用电流表外接；滑动变阻器最大阻值为待测电阻的好几倍，因此可知该电路应选择限流式接法。故选乙图。 为了保护电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即为图乙中的最右端。 （5）本实验所用电路，电流表所测为干路电流，即I＝Ix+IV 而该实验的原理为 其中，电压表所测电压为待测电阻两端的实际电压，而显然电流偏大，导致待测电阻的测量值偏小。故选B。 （6）根据电阻定律有 而 联立可得 故答案为：（1）ACDFH （2）乙；最右 （5）B （6） 5. （2024春•雨花区期末）同学在“练习使用多用电表”的实验中，图1为某多用电表的面板。 （1）若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻，下列操作正确的是 A．将选择开关应调到“×100”电阻挡 B．欧姆调零时，两表笔短接，用螺丝刀转动调零螺丝，直到指针与表盘右边零刻度对齐 C．在电阻测量时，双手不能同时接触电阻两端 D．测量完成后，将选择开关调到“OFF”挡 （2）图2为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在电阻挡“×1k”，则读数为 Ω； 如果选择开关在直流电压挡“2.5V”，则读数为 V。 （3）若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很大，则与二极管正极相连的是多用电表的 （选填“红表笔”或“黑表笔”） 【解答】解：（1）A、用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，测量一个阻值大约为150Ω的定值电阻，则要先选择开关拨至“×10Ω”挡，故A错误。 B、进行欧姆调零，调节的是欧姆调零旋钮不是机械调零，故B错误。 C、在电阻测量时，为准确，双手不能同时接触电阻两端，故C正确。 D、测量完成后，将选择开关调到“OFF”挡，故D正确。 故选：CD （2）选择开关在电阻挡“×1k”，由图示表盘可知，读数为：15×1000Ω＝1.5×104Ω； 如果选择开关在直流电压挡“2.5V”，由图示表盘可知，其分度值为0.05V，其读数为：1.25V。 （3）用欧姆挡，电流由黑表笔流出，接二极管正极则导通，接负极为截止，表头指针偏转角度很大，说明电流由二极管的正极进入，对于电表从黑的表头出，所以是黑表笔与二极管正极相接。 故答案为：（1）CD （2）1.5×104，1.25；（3）黑表笔 6. （2023秋•沈阳期末）开展科技活动时，某兴趣学习小组自制的电子秤原理图，如图1所示。 实验器材有：直流电源（电动势为E，内阻为r）；理想电压表V（量程0～3V）；限流电阻R；竖直固定的滑动变阻器R（总长为2cm，总阻值为12Ω）；电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。 （1）若在某次实验中直流电源的路端电压U﹣I图像如图2所示，可知电源电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。 （2）实验步骤如下： ①托盘中未放被测物前，电压表的示数为零。 ②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，要使此时电压表刚好达到满偏，限流电阻R0。的阻值为 Ω；已知弹簧的劲度系数k＝1.96×104N/m，当地重力加速度g＝9.8m/s2，被测物的质量m＝ kg，由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即可将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是 （填“均匀”或“不均匀”）的。 【解答】解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得E＝U+Ir 变形得U＝E﹣Ir，则知电源的U﹣I图像与纵轴交点坐标表示电源的电动势，图线斜率绝对值表示内阻，由题图可知E＝4.0V r＝||Ω＝0.5Ω （2）电压表达到满偏Ug＝3V时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为Rx，根据闭合回路的欧姆定律可得 代入数据解得：R0＝3.5Ω 由平衡条件可得 kL＝mg 代入数据解得：m＝4.0kg。 测量质量为m的物体时，根据闭合回路的欧姆定律得 解得U，因为U和m不成正比，电压表刻度是均匀的，所以质量刻度是不均匀的。 故答案为：（1）4.0，0.5。（2）3.5，4.0，不均匀。 7. （2023秋•辛集市期末）某同学想利用电流表表盘与弹簧制作一个电子测力计。 （1）他在实验室找来一根粗细均匀的导体棒，其每厘米电阻为r0＝1.5Ω，如图甲所示，利用游标卡尺测量该导体棒的长度为 mm。 （2）他设计了如图乙所示的实验原理图，实验器材包括：弹簧（电阻可以忽略，劲度系数为k）、电阻箱、电流表（0～0.6A，可看成理想电表）、电源（电动势约3V，内阻未知）、刻度尺。已知滑片固定在弹簧上且与导体棒接触良好，当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。闭合开关，用力拉动拉钩时，电流表示数将 （填“增大”或“减小”）。若在电流表表盘上每隔相同力的大小标注一个刻度，则刻度分布 （填“均匀”或“不均匀”）。 （3）图乙还能用于测量电源电动势与内阻，他调节R0为2Ω，拉动拉钩，改变导体棒接入电路中的长度l，测出不同l对应的电流表示数I，并作出图像如图丙所示，可测得电源内阻为 Ω（计算结果均保留两位有效数字）。 【解答】解：（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，该导体棒的长度为：60mm+0.1mm×7＝60.7mm。 （2）闭合开关，用力拉动拉钩时，弹簧伸长，接入电路的阻值减小，则电流增大。 导体棒阻值随拉力均匀变化，根据闭合电路欧姆定律有：，在电流表表盘上每隔相同力的大小标注一个刻度，则刻度分布不均匀。 （3）根据闭合电路欧姆定律有：，变形后得到的关系式为： 图线与纵轴截距和斜率分别为：， 联立解得源内阻为：r＝2.8Ω 故答案为：（1）60.7；（2）增大、不均匀；（2）2.8。 8. （2023秋•安徽期末）某同学要测量某未知电源的电动势和内阻，他设计的电路图如图1所示，供选择的仪器如下。 ①未知电源，电动势约3V，内阻约0.5Ω ②电压表V（量程3V，内阻RV约10kΩ） ③电流表A（量程0.6A，内阻RA约0.4Ω） ④滑动变阻器R1（0～20Ω，2A） ⑤滑动变阻器R2（0～500Ω，1A） ⑥定值电阻R0（阻值为5.0Ω） ⑦开关两个、导线若干 （1）为方便操作，实验时，滑动变阻器应选择 （填“④”或“⑤”）。 （2）实验时，先闭合S1，将S2合向1，调节滑动变阻器R，使电流表和电压表有较大偏转，电压表和电流表的示数如图2所示，则电压值为 V，电流值为 A，电流表的内阻RA＝ Ω（最后一空保留2位有效数字）。 （3）再将S2合向2，并调整电压表的接线，多次调节滑动变阻器的阻值，记录每次调节后电流表的示数I和电压表对应的示数U，根据测得的多组U、I数据，作U﹣I图像，测得图像与纵轴的截距为b，图像斜率的绝对值为k，则可求得电源的电动势为E＝ ，内阻r＝ （均用题中物理量符号或字母表示）。 【解答】解：（1）电源的电动势比较小，故选阻值较小的滑动变阻器R1，故选④。 （2）电压表的分度值为0.1V，由图可知电压表的示数为2.80V；电流表的分度值为0.02A，由图可知电流表的示数为0.52A；根据闭合电路欧姆定律可得 解得电流表的内阻为 RA＝0.38Ω （3）根据闭合电路欧姆定律可得 E＝U+I（R0+RA+r） 可得 U＝﹣I（R0+RA+r）+E 可知U﹣I图像的纵轴截距等于电动势，则有 E＝b U﹣I图像的斜率绝对值为 k＝R0+RA+r 可得内阻为 r＝k﹣5.38 故答案为：（1）④；（2）2.80，0.52，0.38；（3）b，k﹣5.38。 9. （2023秋•辽阳期末）用伏安法测定电源的电动势和内阻的实验电路和得到的U﹣I图像如图所示。请回答下列问题： （1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电流表过载而移动滑动变阻器的滑片P，滑片P应放在滑动变阻器的 （填“a”或“b”）处。 （2）图乙是根据实验数据作出的U﹣I图像，由图像可知，电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验时发现电流表已损坏，不能正常使用，另有变阻箱R1（0∼9999Ω），请你设计出另一种测量电源电动势和内阻的方案，在方框（图丙）中画出实验电路图。 【解答】解：（1）闭合开关之前为防止电流表过载，应使滑动变阻器连入电路的阻值最大，则滑片P应放在滑动变阻器的a处； （2）根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣Ir 结合U﹣I图像可知图像的纵截距等于电动势，图像斜率的绝对值等于内阻，则有： E＝1.5V （3）实验电路图如下图所示： 根据电压表读数U和电阻箱读数R，由闭合电路欧姆定律得： 变形为： 根据图像的斜率k和截距b可得：，，据此可测量电动势和内阻。 故答案为：（1）a；（2）1.5；1.0；（3）见解答。 学科网（北京）股份有限公司 $$