第8节 实验：电学创新实验-【金版教程】2026年高考物理一轮总复习首选用卷全书Word

高考总复习首选用卷 物理 第8节　实验：电学创新实验 1．(2024·重庆市第八中学高三下模拟)色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环，并用色环的颜色来代表电阻的阻值，在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如表所示，第一色环表示阻值的最大一位数字，第二色环表示阻值的第二位数字，第三色环代表倍率，第四色环代表误差。 某四环电阻第一环为棕色，第二环已经掉色，第三环为棕色，第四环为红色。某实验小组为了给它添色，需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值Rx：电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电流表A(量程为1 mA，内阻为120 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选5 Ω或24 Ω)，开关S，导线若干。 (1)按图a所示连接电路，要求通过Rx的电流可在0～25 mA范围内连续可调，图a中的R应选最大阻值为________(填“10 Ω”或“5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“5 Ω”或“24 Ω”)的定值电阻。 (2)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图b和图c所示，则此时Rx两端的电压为________ V，流过Rx的电流为________ mA，此组数据得到的Rx的阻值为________ Ω(结果保留三位有效数字)。 (3)该色环电阻第二色环的颜色为________色。 答案：(1)10 Ω　5 Ω (2)2.90　20.5　141　(3)黄 解析：(1)由题图a可知滑动变阻器为分压式接法，此时滑动变阻器最大阻值越小越方便调节，故题图a中的R应选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器；令I＝25 mA，IA＝1 mA，RA＝120 Ω，由并联电路特点得＝，解得R0＝5 Ω。 (2)由题图b可知Rx两端的电压为2.90 V，由题图c及(1)问解析可知流过Rx的电流为Ix＝×0.82 mA＝20.5 mA，根据欧姆定律可知Rx＝＝×1000 Ω＝141 Ω。 (3)根据第(2)问计算知Rx的阻值为141 Ω，则阻值的第二位数字为4，根据表格可知该色环电阻第二色环的颜色为黄色。 2．某兴趣小组“探究一电池的输出功率与外电路电阻的关系”的电路如图1所示，图1中R为电阻箱，R0是阻值为38.0 kΩ的定值电阻，是电流表(量程0～100 μA，内阻2.0 kΩ)，E是电池。 (1)改变电阻箱的电阻R，测得该电池的输出电压U与电阻箱的电阻R之间的关系如图2中的曲线所示。由图像可知，该电池的电动势为________ V(结果保留三位有效数字)。 (2)图2曲线上P点对应电阻箱消耗的功率是________ W，此时电池的总功率为________ W。(结果均保留三位有效数字) 答案：(1)2.80　(2)8.45×10－2　9.12×10－2 解析：(1)逐渐增大电阻箱的电阻R，该电池的输出电压U也逐渐增大，最终输出电压U趋于电池的电动势，由题图2可知该电池的电动势为2.80 V。 (2)由题图2可知P点对应的电压和电阻分别为U＝2.60 V，R＝80.0 Ω，则曲线上P点对应电阻箱消耗的功率是P＝＝ W＝8.45×10－2 W，此时电路总电流为I＝＋，此时电池的总功率为P总＝EI，联立并代入数据解得P总＝9.12×10－2 W。 3．(2021·湖北高考)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻)、开关S和导线若干。他设计了如图a所示的电路，实验步骤如下： 第一步：把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。 第二步：取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。 第三步：取下定值电阻R0，将n个(n＝1，2，3，4，5)待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。 请完成如下计算和判断： (1)根据上述第二步，与R0、R1、E、r的关系式是＝________。 (2)定义Y＝－，则Y与n、R、R0、E的关系式是Y＝________。 (3)已知R0＝12.0 Ω，实验测得I0＝0.182 A，得到数据如下表： n 1 2 3 4 5 In/A 0.334 0.286 0.250 0.224 0.200 Y/A－1 2.500 1.998 1.495 1.030 0.495 根据上述数据作出Y­n图像，如图b所示，可得R＝________ Ω(保留2位有效数字)，同时可得E＝________ V(保留2位有效数字)。 (4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值________影响(选填“有”或“无”)。 答案：(1)　(2) (3)2.0　4.0　(4)无 解析：(1)由闭合电路欧姆定律得E＝I0(R1＋R0＋r)，整理得＝。 (2)A、B间接入n个串联的待测电阻后，由闭合电路欧姆定律得E＝In(R1＋nR＋r)，又Y＝－，整理得Y＝。 (3)由Y＝变形得Y＝－n＋，结合图b得＝0.5 A－1，＝3.0 A－1，又R0＝12.0 Ω，解得E＝4.0 V，R＝2.0 Ω。 (4)如果考虑电流表的内阻，则有E＝I0(R1＋R0＋r＋RA)，E＝In(R1＋nR＋r＋RA)，整理得Y＝，显然电流表的内阻对Y的测量值无影响。 4．(2023·江苏高考)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池(电动势约1.5 V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ；量程0～15 V，内阻约15 kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个；定值电阻(阻值50 Ω)21个；开关1个及导线若干。实验电路如图1所示。 (1)电压表量程应选用________(选填“3 V”或“15 V”)。 (2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”“D”)连接，再闭合开关，开始实验。 (3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压。某次测量时，电压表指针位置如图3所示，其示数为________V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图4中实线所示。 (4)在图1所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为R1，定值电阻的总阻值为R2，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝________(用E、R1、R2、R表示)，据此作出U­R理论图线如图4中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小。 (5)分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因。你是否同意他的观点？请简要说明理由。 答案：(1)3 V　(2)D　(3)1.50 (4)　(5)不同意，理由见解析 解析：(1)所用电源为两节干电池，电动势约为1.5 V×2＝3 V，则电压表量程应选用3 V。 (2)闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的阻值应该调到最大，则由图2可知，电池盒上的接线柱A应该与滑动变阻器的接线柱D连接。 (3)电压表最小刻度为0.1 V，则示数为15.0×0.1 V＝1.50 V。 (4)由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I＝，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝IR，联立得U＝。 (5)根据题意可知，阻值为RV≈3000 Ω的电压表与R并联，然后与(R1＋R2－R)串联。R2＝50 Ω×21＝1050 Ω，当R较大时，R与R2相差不大，则电压表的分流不可忽略，电压表内阻对测量结果的影响不可忽略，所以该同学的观点错误。R并＝，当R较大时，(R1＋R2－R)与R并和R相比都很小，所以此时U的实测值与理论值都接近电源电动势E，相差较小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$