2025届高考物理三轮复习热点专项训练精选：电学实验

2025届高考二轮热点专项训练精选 电学实验 一、观察电容器的充、放电现象 1．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答： （1）电容器充电完毕后，上极板带__________（选填“正电荷”或“负电荷”） （2）电容器放电时，通过电阻的电流方向是__________（选填“由a到b”或“由b到a”） （3）根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为__________C；若该同学使用的电源电动势为6V，该电容器电容为__________F。（均保留2位有效数字） 2．如图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路，其中为电源，为电容器，为定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。 （1）开关S接1时，给电容器充电；开关接2时，电容器对电阻放电。下列说法正确的是________。 A．充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 B．充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 C．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电流表中的电流方向从左到右 （2）用上述电路还可以粗测电容器的电容：开关S接1，给电容器充电；一段时间后开关S接0，记下此瞬间电压表的示数，并以此时为计时起点，利用手机的秒表功能，电压表示数U每减小1V或0.5V记录一次对应的时间t。 实验中，所用电压表的量程为15V，内阻为15kΩ。实验数据所对应的点已描绘在图17所示的U-t图中，则可知该电容器的电容值约是________μF。 3．某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 ①根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整______。 ②将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的图像是______。 ③将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，利用数据处理软件得到图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容______。（用题中已知物理量、R和表示） 二、测量金属丝的电阻率 4. 为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图15甲、乙所示的两种实验方案，已知该实验选用的电源可视为内阻不计的理想电源。 （1）小明先进行了如图15甲方案的测量。 ①他首先用米尺测出接入电路中金属丝的长度L=50.00cm，再利用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图16所示，则金属丝直径的测量值d=__________mm。 ②小明闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于______端。（选填“左”或“右”） ③实验过程中，小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图17所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并画出U−I图线，根据图线求得金属丝的阻值R=_____Ω。 实验次数 1 2 3 4 5 6 U/V 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40 I/A 0.18 0.24 0.31 0.37 0.43 0.49 ④利用甲方案测得的金属丝的电阻率ρ=__________Ω⋅m。 （说明：③、④计算结果保留两位有效数字） （2）小明又进行了如图15乙方案的测量，实验中闭合开关S后，他可以通过改变接线夹（即图15乙中滑动变阻器符号上的箭头）接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度，并通过改变电阻箱接入电路中的阻值，保持电流表示数不变。记录电阻箱接入电路中的阻值R和对应接入电路中金属丝长度L的数据，并在R−L坐标系中描点连线，作出R−L的图线，如图18所示。请用金属丝的直径d、R−L图线斜率的绝对值k和必要的常数，写出该金属丝电阻率测量值的表达式 ρ=           。 （3）电表的内阻可能对实验产生系统误差。 ①若采用甲方案，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”），原因是：_______________________________________________________________。 ②若采用乙方案，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”），原因是：_______________________________________________________________。 5. 某同学在实验室测定某导体块（图16-1）的电阻率，已知实验室除待测导体块、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 图16-1 直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计 电流表A1：量程0~200mA，内阻约0.5Ω 电流表A2：量程0~30mA，内阻约3Ω 电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ 图16-2 滑动变阻器R：0~10Ω，额定电流2A （1）用多用电表欧姆档粗测导体块电阻，测A、B端电阻时选择开关置于“Ω”挡的“×10”位置，多用电表示数如图16-2所示，则RAB=_______Ω；测得C、D端电阻RCD=5Ω。 （2）为精确地测量A、B端电阻，该同学所用电路的实物图如图16-3所示，请将实验器材间的连线补充完整。 图16-3 （3）接通开关前，滑动变阻器滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）。 （4）该同学在测量C、D间电阻时，除了用电流表A1替换掉测量A、B间电阻时选用的电流表A2外，其他地方未做任何改变。经过一系列测量后分别得到金属块的电阻率ρAB=1.06Ω•m和ρCD=1.12Ω•m。该同学认为用C、D间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量C、D间电阻时所用的电流表A1的内阻更小，你认为该同学的说法是否正确，说明你的理由_____________________________________。 6．在“测量金属丝电阻率”的实验中。 （1）如图所示，用螺旋测微器测量金属丝直径，则金属丝直径__________mm； （2）待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是__________； A. B. C. D. （3）实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的图线如图所示。若图线的斜率为k，金属丝的长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为__________；（用k、l、D表示） （4）某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以另外设计一种实验方案，通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据，作出相应的图像，进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率表示金属丝的电阻率_________（需要的其他物理量可自选符号表示）。 三、用多用表测量电学中的物理量 7、用多用电表电阻挡粗测金属电阻丝的阻值。a b 图17 ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择“10”倍率的电阻挡；调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线； ②将红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接，指针指在如图17中虚线a的位置。为了能获得更准确的测量数据，应将电阻挡调整到_____（选填“1”或“100”）倍率；然后进行________（选填“欧姆”或“机械”）调零。 ③调整后指针指在图17中虚线b的位置，则该金属电阻丝阻值的测量值是_______Ω； 8. 在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学进行了如下操作和思考。 （1）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图1所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为 （选填字母代号并按操作顺序排列）。 A．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置 B．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置 C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”图3 图2 图1 （2）利用多用电表判断电路故障。如图2的电路，在三根导线、两个电阻及电源中仅有一根导线是断路，电动势约为6V。为了查出断路导线，某同学把多用电表选择开关调至直流10V挡，红表笔接在A点的电源正极接线柱上，将黑表笔分别接在B、E点的接线柱上，电压表示数分别为0、6V，则可判断出导线 （选填“AB”、“CD”或“EF”）断路。 （3）利用多用电表欧姆挡判断发光二极管的极性（电流从二极管正极流向负极时电阻很小，反之很大）。如图3所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针偏转角度较小；对调红、黑表笔后指针偏转角度较大。由此判断M端为二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 （4）利用量程为0～5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电路如图4所示。测量时，将待测电阻接在电路的端口a、b之间。 为了标定该欧姆表的刻度，该同学将a、b两端短接，调节滑动变阻器R使毫安表满偏；再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间，此时毫安表示数如图5所示为3mA，将此处标注为400Ω。请分析说明毫安表示数为1mA位置应标注的值。 图4 图5 mA a b R 9.用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________（选填“×1”“×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的__________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为__________。 四、测量电源的电动势和内阻 10. 如图所示为两种测量电池电动势和内阻的实验电路图。图中部分器材规格为： 电流表A内阻约为0.5Ω，量程为0~0.6A；电压表V内阻约为3kΩ，量程为0~3V。 若被测电源为一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω），应选择 电路图（选填“甲”或“乙”）；分析你选择方案的测量结果E测 E真（选填“>”或“<”）。 甲 乙 E r E r 11.物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性，除所用电源，开关、导线外，实验室还备有器材：电压表（量程3V）、电流表（量程3A）、定值电器、滑动变阻器。 （1）测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材，并移动滑动变阻器滑片位置，读出对应的电压表和电流表示数，在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线，可得电源电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位有效数字）。 （2）不考虑偶然误差，由上述（1）方法测得的内阻r________（填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，引起此误差的原因是________。 （3）测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值，I表示电流表的示数。为便于对比研究，采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线： ①表示图1中变阻器的功率变化规律； ②表示图3中变阻器的功率变化规律。 在滑动变阻器的滑片移动过程中，不考虑电表的影响，下列选项正确的是________。 A. B. C. D. 12.某实验小组用电阻箱和电压表按图1所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S 后调节电阻箱，记录电阻箱阻值R 和电压表示数 U，并计算对应的电流值I。 （1）在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请作出U-I 图像。（ ） （2）根据作出的 U-I 图像得出该电 池电动势E= ________ V， 内阻 r = _______ Ω。（结果保留两位有效数字） （3）若只考虑电压表内阻的影响，图1中，通过电源的电流为I1，通过电阻箱的电流为I2，图3中实 线表示 U与I1的关系，虚线表示 U 与I2 的关系，则图3中所示图像可能正确的是 _________。 A. B. C. D. （4）除了电动势和内阻，电池的另一个重要参数是容量。电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量。如图4所示，甲、乙两节锂电池所标参数真实可靠，对这两节充满电的电池进行比较，填写表格。（选填“大于”“等于”或“小于”） 电池的容量 电池储存的能量 甲______乙 甲 ________ 乙 五、探究影响感应电流方向的因素 13. “探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（　　） A. 实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B. 该实验需要知道线圈的绕向 C. 该实验需要记录磁铁的运动方向 D. 该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 14. 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1） 首先按图甲（1）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲（2）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（ ）。 A. 检查电流计测量电路的电流是否准确 B. 检查干电池是否为新电池 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2） 接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3） 如表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。 实验记录表（部分） 操作 极朝下插入螺线管 从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场） 原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加 感应电流的方向 沿逆时针方向 感应电流的磁场的方向 （4） 该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住  （选填“”或“”）总是要阻碍  （选填“”或“”）磁通量的变化。 六、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 15. 如图所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，若把8.0V的学生电源cd接到原线圈“0”、“800”接线柱，副线圈接到“0”、“100”接线柱，则接在副线圈两端的电压表示数最有可能是______________。 A．2.1V B．1.9V C．1.1V D．0.9V b 16. 某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材： A．可拆变压器 B．条形磁铁 C．开关、导线若干 D．交流电压表 E．直流电源 F．低压交流电源 在本实验中，上述器材不需要的是______（填器材序号字母）。 17.用如图所示的可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。处理实验数据时发现原、副线圈的电压比总是大于原、副线圈的匝数比，出现这一现象的原因是______ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高考二轮热点专项训练精选 电学实验 一、观察电容器的充、放电现象 1．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答： （1）电容器充电完毕后，上极板带__________（选填“正电荷”或“负电荷”） （2）电容器放电时，通过电阻的电流方向是__________（选填“由a到b”或“由b到a”） （3）根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为__________C；若该同学使用的电源电动势为6V，该电容器电容为__________F。（均保留2位有效数字） 答案：（1）正电荷 （2）由 a 到 b （3）0.96 C，0.16 F 2．如图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路，其中为电源，为电容器，为定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。 （1）开关S接1时，给电容器充电；开关接2时，电容器对电阻放电。下列说法正确的是________。 A．充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 B．充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 C．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电流表中的电流方向从左到右 （2）用上述电路还可以粗测电容器的电容：开关S接1，给电容器充电；一段时间后开关S接0，记下此瞬间电压表的示数，并以此时为计时起点，利用手机的秒表功能，电压表示数U每减小1V或0.5V记录一次对应的时间t。 实验中，所用电压表的量程为15V，内阻为15kΩ。实验数据所对应的点已描绘在图17所示的U-t图中，则可知该电容器的电容值约是________μF。 答案： ①. AD ②. 2250 解析：（1） A．充电过程中，电流逐渐减小，并减小得越来越慢，电容器的电荷量增加得越来越慢，由 电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定为某一数值，A正确； B．充电过程中，由于电容器两端的电压越来越高，电源与电容器间的电势差越来越小，电流表示数逐渐减小，B错误； C．放电过程中，电压表的示数是逐渐变小的，但不是均匀减小的，C错误； D．放电过程中，电流表中的电流方向从左到右，D正确。 故选AD。 （2） 电容器的电荷量 电容器的电容 3．某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 ①根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整______。 ②将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的图像是______。 ③将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，利用数据处理软件得到图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容______。（用题中已知物理量、R和表示） 答案： ① ②. A ③. 解析：①根据电路图补充实物连线如图所示 ②.第一次探究过程先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻，即为负。 故选A。 ③根据，变形可得 而图像与坐标轴所围面积为，则 故有 则电容为 二、测量金属丝的电阻率 4. 为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图15甲、乙所示的两种实验方案，已知该实验选用的电源可视为内阻不计的理想电源。 （1）小明先进行了如图15甲方案的测量。 ①他首先用米尺测出接入电路中金属丝的长度L=50.00cm，再利用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图16所示，则金属丝直径的测量值d=__________mm。 ②小明闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于______端。（选填“左”或“右”） ③实验过程中，小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图17所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并画出U−I图线，根据图线求得金属丝的阻值R=_____Ω。 实验次数 1 2 3 4 5 6 U/V 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40 I/A 0.18 0.24 0.31 0.37 0.43 0.49 ④利用甲方案测得的金属丝的电阻率ρ=__________Ω⋅m。 （说明：③、④计算结果保留两位有效数字） （2）小明又进行了如图15乙方案的测量，实验中闭合开关S后，他可以通过改变接线夹（即图15乙中滑动变阻器符号上的箭头）接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度，并通过改变电阻箱接入电路中的阻值，保持电流表示数不变。记录电阻箱接入电路中的阻值R和对应接入电路中金属丝长度L的数据，并在R−L坐标系中描点连线，作出R−L的图线，如图18所示。请用金属丝的直径d、R−L图线斜率的绝对值k和必要的常数，写出该金属丝电阻率测量值的表达式 ρ=           。 （3）电表的内阻可能对实验产生系统误差。 ①若采用甲方案，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”），原因是：_______________________________________________________________。 ②若采用乙方案，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”），原因是：_______________________________________________________________。 答案：（1） ①0.360±0.001mm；②右；③略R=5.0±0.2Ω；④0.99×10-6~1.1×10-6 （2） （3）①小于；原因是：由于电压表的分流作用导致金属丝的电流测量值偏大，其电阻的测量值偏小，电阻率的测量值偏小； ②等于；原因是：图乙方案中，所以电表内阻对电阻率的测量结果没有影响。 答图1 5. 某同学在实验室测定某导体块（图16-1）的电阻率，已知实验室除待测导体块、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 图16-1 直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计 电流表A1：量程0~200mA，内阻约0.5Ω 电流表A2：量程0~30mA，内阻约3Ω 电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ 图16-2 滑动变阻器R：0~10Ω，额定电流2A （1）用多用电表欧姆档粗测导体块电阻，测A、B端电阻时选择开关置于“Ω”挡的“×10”位置，多用电表示数如图16-2所示，则RAB=_______Ω；测得C、D端电阻RCD=5Ω。 （2）为精确地测量A、B端电阻，该同学所用电路的实物图如图16-3所示，请将实验器材间的连线补充完整。 图16-3 （3）接通开关前，滑动变阻器滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）。 （4）该同学在测量C、D间电阻时，除了用电流表A1替换掉测量A、B间电阻时选用的电流表A2外，其他地方未做任何改变。经过一系列测量后分别得到金属块的电阻率ρAB=1.06Ω•m和ρCD=1.12Ω•m。该同学认为用C、D间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量C、D间电阻时所用的电流表A1的内阻更小，你认为该同学的说法是否正确，说明你的理由_____________________________________。 答案：（1）110 （2）如答图 （3）左 （4）该同学的说法是错误的。采用该同学的实验电路，导体块C、D间的电阻约为5Ω，用内阻约为0.5Ω的电流表A1测量，测量值的系统误差相对值约为=10%；导体块A、B间的电阻约为110Ω，用内阻约为3Ω的电流表A2测量，测量值的系统误差相对值约为≈2.7%，此时相对误差更小，测得的电阻计算电阻率更准确。 6．在“测量金属丝电阻率”的实验中。 （1）如图所示，用螺旋测微器测量金属丝直径，则金属丝直径__________mm； （2）待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是__________； A. B. C. D. （3）实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的图线如图所示。若图线的斜率为k，金属丝的长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为__________；（用k、l、D表示） （4）某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以另外设计一种实验方案，通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据，作出相应的图像，进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率表示金属丝的电阻率_________（需要的其他物理量可自选符号表示）。 答案：（1）0.298##0.297##0.299 （2）A （3） （4）见解析 解析：（1）螺旋测微器的精确值为，由图可金属丝直径为 （2）待测金属丝电阻较小，可知电压表的分流很小，电流表应采用外接法；为使金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。 故选A。 （3）根据欧姆定律可得 根据电阻定律可得 联立可得金属丝电阻率的表达式为 （4）实验中改变金属丝长度，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使得每次电流表的示数均为，测量出金属丝长度，以及对应的电压表示数，根据欧姆定律可得 又 联立可得 作出图像，可知斜率为 解得金属丝电阻率为 三、用多用表测量电学中的物理量 7、用多用电表电阻挡粗测金属电阻丝的阻值。a b 图17 ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择“10”倍率的电阻挡；调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线； ②将红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接，指针指在如图17中虚线a的位置。为了能获得更准确的测量数据，应将电阻挡调整到_____（选填“1”或“100”）倍率；然后进行________（选填“欧姆”或“机械”）调零。 ③调整后指针指在图17中虚线b的位置，则该金属电阻丝阻值的测量值是_______Ω； 答案：（1）②1， 欧姆 ；③8 解析：虚线a的位置，指针偏转角度明显过大，说明之前所选的倍率过大，故调整到“1”的倍率。根据欧姆表读数规则，可知该金属电阻丝阻值的测量值是8Ω. 8. 在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学进行了如下操作和思考。 （1）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图1所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为 （选填字母代号并按操作顺序排列）。 A．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置 B．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置 C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”图3 图2 图1 （2）利用多用电表判断电路故障。如图2的电路，在三根导线、两个电阻及电源中仅有一根导线是断路，电动势约为6V。为了查出断路导线，某同学把多用电表选择开关调至直流10V挡，红表笔接在A点的电源正极接线柱上，将黑表笔分别接在B、E点的接线柱上，电压表示数分别为0、6V，则可判断出导线 （选填“AB”、“CD”或“EF”）断路。 （3）利用多用电表欧姆挡判断发光二极管的极性（电流从二极管正极流向负极时电阻很小，反之很大）。如图3所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针偏转角度较小；对调红、黑表笔后指针偏转角度较大。由此判断M端为二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 （4）利用量程为0～5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电路如图4所示。测量时，将待测电阻接在电路的端口a、b之间。 为了标定该欧姆表的刻度，该同学将a、b两端短接，调节滑动变阻器R使毫安表满偏；再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间，此时毫安表示数如图5所示为3mA，将此处标注为400Ω。请分析说明毫安表示数为1mA位置应标注的值。 图4 图5 mA a b R 答案：（1）ADC （2）CD （3）负极 （4）应标注的值为2400Ω 设电源电动势为E，欧姆表内阻为R内，毫安表满偏电流为I，应标注值为Rx，可列如下方程 E=IR内 解得 Rx=2400Ω 9.用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________（选填“×1”“×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的__________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为__________。 答案： ①. ×1 ②. 0刻线 ③. 15 ④. 0~20 解析：②待测电阻只有十几欧姆，则将选择开关转到电阻挡的“×1”的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的 “0刻线”。 ④合金丝的阻值为15Ω。 四、测量电源的电动势和内阻 10. 如图所示为两种测量电池电动势和内阻的实验电路图。图中部分器材规格为： 电流表A内阻约为0.5Ω，量程为0~0.6A；电压表V内阻约为3kΩ，量程为0~3V。 若被测电源为一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω），应选择 电路图（选填“甲”或“乙”）；分析你选择方案的测量结果E测 E真（选填“>”或“<”）。 甲 乙 E r E r 答案：乙 < 11.物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性，除所用电源，开关、导线外，实验室还备有器材：电压表（量程3V）、电流表（量程3A）、定值电器、滑动变阻器。 （1）测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材，并移动滑动变阻器滑片位置，读出对应的电压表和电流表示数，在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线，可得电源电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位有效数字）。 （2）不考虑偶然误差，由上述（1）方法测得的内阻r________（填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，引起此误差的原因是________。 （3）测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值，I表示电流表的示数。为便于对比研究，采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线： ①表示图1中变阻器的功率变化规律； ②表示图3中变阻器的功率变化规律。 在滑动变阻器的滑片移动过程中，不考虑电表的影响，下列选项正确的是________。 A. B. C. D. :答案：（1） ①. 3.0 ②. 1.3 （2） ①. 小于 ②. 电压表的分流 （3）AC 解析：（1）根据闭合电路欧姆定律 电源U-I图像与纵轴交点坐标值是电动势，图像斜率绝对值是电源内阻。由图像可知，电动势测量值 E=3.0V 电源内阻 （2） 考虑到电表内阻 整理得 因为斜率代表内阻，所以内阻测量值偏小，引起此误差的原因是电压表的分流。 （3）图1中，滑动变阻器的功率为 由数学知识可知，当时，功率最大，又有 可知此时 功率最大，最大功率为 图3中，把和电源看成等效电源，则电源的等效电动势为 等效内阻为 则滑动变阻器功率为 由数学知识可知，当 功率最大，此时 最大功率为 综上所述，图1中和图3中滑动变阻器功率最大时，电流相等，图1中滑动变阻器的电阻较大，且图1中的最大功率较大。 故选AC。 12.某实验小组用电阻箱和电压表按图1所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S 后调节电阻箱，记录电阻箱阻值R 和电压表示数 U，并计算对应的电流值I。 （1）在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请作出U-I 图像。（ ） （2）根据作出的 U-I 图像得出该电 池电动势E= ________ V， 内阻 r = _______ Ω。（结果保留两位有效数字） （3）若只考虑电压表内阻的影响，图1中，通过电源的电流为I1，通过电阻箱的电流为I2，图3中实 线表示 U与I1的关系，虚线表示 U 与I2 的关系，则图3中所示图像可能正确的是 _________。 A. B. C. D. （4）除了电动势和内阻，电池的另一个重要参数是容量。电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量。如图4所示，甲、乙两节锂电池所标参数真实可靠，对这两节充满电的电池进行比较，填写表格。（选填“大于”“等于”或“小于”） 电池的容量 电池储存的能量 甲______乙 甲 ________ 乙 :答案：（1） （2） ①. 0.77 ②. （3）A （4） ①. 小于 ②. 小于 解析：（1）描点画图，让更多的点在直线上，偏离太多的点舍去，如图 （2）图像中纵轴截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源的阻，所以有 （3）根据 且 有 根据 可知，短路电流不变。 故选A。 （4）对于甲，为能量单位，即 电量为 对于乙，为电量的单位，即 能量为 所以电池的容量有甲小于乙，电池储存的能量甲小于乙。 五、探究影响感应电流方向的因素 13. “探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（　　） A. 实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B. 该实验需要知道线圈的绕向 C. 该实验需要记录磁铁的运动方向 D. 该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 答案：BCD 解析：A．该实验无需保持磁铁运动的速率不变，故A错误； B．该实验需要知道产生的感应磁场的方向，即需要知道线圈的绕向，故B正确； C．该实验需要记录磁铁在线圈中的磁场的变化，即需要记录磁铁的运动方向，故C正确； D．该实验要想知道产生感应电流的具体方向，需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系，故D正确。 故选BCD。 14. 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1） 首先按图甲（1）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲（2）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（ ）。 A. 检查电流计测量电路的电流是否准确 B. 检查干电池是否为新电池 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2） 接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3） 如表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。 实验记录表（部分） 操作 极朝下插入螺线管 从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场） 原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加 感应电流的方向 沿逆时针方向 感应电流的磁场的方向 （4） 该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住  （选填“”或“”）总是要阻碍  （选填“”或“”）磁通量的变化。 答案：（1）C （2）顺时针 （3）垂直纸面向外 解析：（1）将电源反接，观察电流计指针偏转方向，目的是找出指针偏转方向与电流流入电流计方向的关系，故选。 （2）由指针偏转方向可知，电流从右侧接线柱流入电流计，故在螺线管中从上面接线柱流入，下面接线柱流出，故从上往下看为顺时针方向。 （3）由表中记录可知，感应电流的方向沿逆时针方向，由安培定则可知感应电流磁场垂直纸面向外。 （4）由楞次定律知感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。 六、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 15. 如图所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，若把8.0V的学生电源cd接到原线圈“0”、“800”接线柱，副线圈接到“0”、“100”接线柱，则接在副线圈两端的电压表示数最有可能是______________。 A．2.1V B．1.9V C．1.1V D．0.9V b 答案：D 16. 某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材： A．可拆变压器 B．条形磁铁 C．开关、导线若干 D．交流电压表 E．直流电源 F．低压交流电源 在本实验中，上述器材不需要的是______（填器材序号字母）。 答案：BE 解析：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，需要可拆变压器、开关和导线若干、交流电压表、低压交流电源，故不需要条形磁铁和直流电源。 故选BE。 17.用如图所示的可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。处理实验数据时发现原、副线圈的电压比总是大于原、副线圈的匝数比，出现这一现象的原因是______ 答案：如果变压器为理想变压器，则，而由于电流流经铜线圈时会发热，铁芯在交变磁场作用下形成涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，会发生漏磁，因此实际测得小于理想变压器条件下的电压，导致。 学科网（北京）股份有限公司 $$