专题18 电学实验 -2026届新课改地区高三一模物理精品试题汇编
2026-01-31
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内容正文:
专题18 电学实验
1. (2026届甘肃省酒泉市高三一模)实验小组用图甲所示的电路来测量待测电阻的阻值,图中为标准电阻();、可视为理想电流表,S为开关,R为滑动变阻器,E为电源。采用如下步骤完成实验,回答下列问题:
(1)若先用多用表来粗略测量的阻值,选择的倍率为“×1”,示数如图乙所示,则读数为__________(结果保留整数)。
(2)按照图甲所示的实验原理线路图将实物图连接完整__________。
(3)将滑动变阻器的滑动触头置于__________(填“左端”“右端”或“中间”)位置,合上开关S,改变滑动变阻器滑动触头的位置,记下两电流表的、示数分别为、,则待测电阻的表达式__________。(用、、表示)
(4)为了减小偶然误差,改变滑动变阻器滑动触头的位置,多测几组、的值,作出-关系图像如图丙所示,图像的斜率k=__________(用、表示),可得待测电阻__________(结果保留整数)。
2.(2026届贵州省毕节市高三一模)某实验小组测量一段长度已知的金属丝的电阻率,所用测量仪器均已校准。部分实验操作如下:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某次测量结果如图所示,其读数为__________mm。
(2)为了比较精确地测定金属丝电阻,该小组设计了如图所示的电路。
Ⅰ.实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接__________点(选填“a”或“b”),按此连接测量,不考虑偶然误差的影响,测量值__________(选填“小于”、“等于”或“大于”)真实值。
Ⅱ.根据实验测得6组数据,在下图中描点,有两位同学分别作出了两条图线。你认为误差较小的是(选填“①”或“②”)__________,由误差较小的图线求出金属丝的电阻__________Ω。(结果保留两位有效数字)
3.(2026届河南省高三一模)某学校物理兴趣小组的同学利用如图1所示的电路来研究电容器的充、放电过程。图中C1和C2是两个完全相同的电容器,电流传感器的内阻忽略不计,初始时电容器所带电荷量均为0。
(1)
某次充电、放电实验时,闭合,将开关拨至,待电容器充电完成后,将开关拨至,流经电流传感器的电流随时间的变化规律如图2所示。已知电源电压为,充电过程中的图像所围的面积为,则电容器C1的电容________,若放电过程中的图像所围的面积为,则________。
(2)某次实验时,先闭合,将开关拨至,待电容器充电完成后,将开关拨至,放电过程电流随时间的变化规律如图3所示,图中阴影部分面积约为38个小正方形面积。然后断开,将开关拨至,待电容器充电完成后,将开关拨至,放电过程中流过电阻的电荷量为________C,若电源的电压为8V,则电容器C1的电容为________。
4. (2026届黑龙江省大庆市高三一模)某研究小组在课堂上学习水果电池后,决定自制一个苹果电池并测量其内阻和电动势。他们根据资料教程将铜片和锌片插入苹果中,组成一个苹果电池。实验前,研究小组同学通过上网查阅相关资料了解到苹果电池的电动势一般在1V左右,内阻在300Ω左右。除了苹果电池外,实验室还提供了以下可供选择的器材:
A.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程为0~1mA,内阻约为100Ω)
C.电压表V(量程为0~1.5V,内阻为2kΩ)
D.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)
E.电阻箱(阻值为0~9999.9Ω)
F.多用电表
G.开关一个,导线若干
(1)实验前,实验小组想预测一下苹果电池的内阻,他们用调好的多用电表欧姆“×100”挡来进行测量,这么做是否合适?______。
(2)实验中电流表应选择______(选填“A”或“B”),根据提供的实验器材,该小组设计了如图所示的四种电路方案,其中______(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图的方案最好。
(3)若所有电表的内阻均未知,则(2)问中选择的实验方案的误差来源是______(选填“电流表分压”或“电压表分流”)
5.(2026届黑龙江省研远联合考试高三一模)某多用电表中三个功能挡(直流电流10mA挡、直流电压3V挡和欧姆挡)的简化电路图,如图甲所示,为定值电阻,灵敏电流计G的满偏电流为2mA,内阻为100Ω,A、B为多用电表的两表笔,S为选择开关。
(1)定值电阻______;
(2)开关S打到______(选填“1”、“2”、“3”)时为欧姆挡;
(3)选用欧姆挡,表笔短接欧姆调零后,进行电阻测量,指针指在图乙所示的b位置,该电阻的阻值为______Ω;
(4)图丙中虚线框内的元件为二极管,P、Q为二极管的两只管脚。现用欧姆挡探测二极管的正负极,当A表笔接P端,B表笔接Q端时,指针指在图乙所示的a位置,当B表笔接P端,A表笔接Q端时,指针指在图乙所示的c位置,则P端为二极管的______(选填“正极”或“负极”)。
6.(2026届吉林省白山市高三上学期一模)某实验小组的同学为了测量电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路.
(1)为了选择合适的金属丝,该小组的同学首先用多用电表粗略测量了金属丝的电阻值,测量时先将旋钮调至“×1”倍率,结果指针偏转的角度如图乙所示,则待测金属丝的阻值为R= Ω;
(2)如图甲所示正确连接电路,闭合电键,移动滑片P的位置,将滑片P到a端的距离记为L,同时记录多组与L相对应的电流表的读数1,在处理实验数据时,将L作为横轴,为了得到倾斜的直线,如图丙所示,则图像的纵轴应为(填“F”“I”或“若金属丝的直径为d、电阻率为ρ,电流表的内阻为.定值电阻阻值为图像的斜率为k、截距为b,该电源的电动势为电源的内阻为(用以上的量表示)
7.(2026届辽宁省鞍山市高三一模)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)图a是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。当元件两端的电压为时,其电阻为________。(结果保留三位有效数字)
(2)使用图b电路利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为I和U。则________元件的电阻。(选填“小于”或“大于”)
(3)为了准确测量的阻值,改用了图c电路进行测量,使用的器材为电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知)。某次测量中电流表和的示数分别为和,则________(用、和表示)。
8.(2026届辽宁省沈阳市高三一模)饮酒驾车,害人害己.目前查酒驾的常用办法是测量驾驶员呼出的气体酒精浓度,依据国家酒驾、醉驾处罚标准,驾驶员呼出的气体酒精浓度大于小于等于是酒驾,大于是醉驾。某实验小组要利用一种二氧化锡半导体气体酒精传感器组装一个气体酒精测试仪,现有器材如下:
A.二氧化锡半导体酒精传感器;
B.电压表(量程为3V,内阻非常大,作为浓度表使用);
C.直流电源(电动势为4V,内阻不计);
D.电阻箱(最大阻值为);
E.定值电阻(阻值为);
F.定值电阻(阻值为10Ω);
G.单刀双掷开关一个,导线若干。
该传感器电阻随气体酒精浓度的变化而变化,具体数据见下表:
60
40
30
20
10
气体酒精浓度
0
50
90
140
360
(1)请根据上表数据在坐标系中描绘出关系曲线______
(2)图乙是该小组设计的酒精测试仪的电路图,为使伏特表不超量程,图乙的定值电阻R应该选择______(或)。
(3)该实验小组首先按照下列步骤标注此测试仪刻度:开关向b端闭合,逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“气体酒精浓度”,若电阻箱调为30Ω,电压表指针对应的刻度应标注为______;以此类推,逐一标注后再将开关向a端闭合,测试仪即可正常使用。
(4)一同学将标注好的酒精测试仪靠近某瓶口,发现电压表读数为0.80V,则测得的酒精浓度为______。
9.(2026届内蒙古兴安盟高三一模)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:待测合金丝样品(长度约1m);螺旋测微器;学生电源(电动势0.4V,内阻未知);米尺(量程);滑动变阻器(最大阻值);电阻箱(阻值范围);电流表(量程,内阻较小);开关、;导线若干。
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00cm和70.00cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499mm、0.498mm和0.503mm,则该样品横截面直径应取值为______mm。
(2)该小组采用限流电路,则图甲中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱______(填“”或“”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于______端(填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0mA刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0mA处,此时电阻箱面板如图乙所示,则该合金丝的电阻率为______(取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有______(多选,填序号)。
A. 换用内阻更小的电源
B. 换用内阻更小的电流表
C. 换用阻值范围为的电阻箱
D. 多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
10. (2026届陕西省咸阳市高三上学期一模)用如图(a)所示的电路测量金属丝的电阻率。器材如下:待测金属丝(电阻约为2~3 Ω)、滑动变阻器(0~4 Ω)、电阻箱(0~999.9 Ω)、电流表(量程0.1 A,内阻可忽略)、直流电源(5 V,内阻约1 Ω)、开关、导线若干。
(1)将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端,闭合开关,调节电阻箱阻值为35.0 Ω,移动的滑片使电流表示数为0.03 A。保持的滑片位置不变,调节电阻箱阻值为20.0 Ω,此时电流表示数为0.05 A,则________Ω;若金属丝粗细均匀,横截面积为0.8 mm2,长度为1 m,则金属丝的电阻率________Ω·m(结果均保留两位有效数字)。若电流表内阻不能忽略,则的测量值________(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)用图(b)所示电路测定电池的电动势,将(1)中金属丝接入电路中,先闭合开关,待电流表稳定后闭合开关。移动滑动触头直到电流计的示数变为零,测得,电流表示数为;改变滑动变阻器阻值重复实验,测得多组数据,画出图像如图(c)所示。已知该图像斜率为、金属丝的电阻为,长为,则电池的电动势________(用题中所给的字母表示)。
11.(2026届陕西省延安市高三一模)实验小组设计了如图1所示的电路图,来测量电源的电动势E与内阻r,先把电阻箱的阻值调到最大。第一种操作方式是:开关、断开,合上,再逐渐减小电阻箱的阻值R,读出电流表的示数I与相应的电阻箱接入阻值R,多测几组I、R的值,最后画出的图像;第二种操作方式是:开关断开,、合上,再逐渐减小电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U与相应的电阻箱接入阻值R,多测几组U、R的值,最后画出图像。回答下列问题:
(1)按图1所示的电路图,在图2中用笔划线代替导线完成实物图。
(2)忽略电压表、电流表内阻对实验的影响,若图像的斜率和纵截距分别为,,则电源的内阻为_______;若图像的斜率和纵截距分别为、,则电源的电动势为_______。
(3)若考虑电流表、电压表的内阻,第一种操作方式,是由于电流表的_______作用,而产生误差。第二种操作方式,是由于电压表的_______作用,而产生误差。(均选填“分压”或“分流”)
12.(2026届四川省巴中市高三一模)某同学想测某电阻的阻值。
(1)他先用多用表欧姆挡测量,如图所示,该读数为_________。
(2)为了更准确地测量该电阻的阻值,有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为,内阻约为;
B.电流表(量程为,内阻;
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流为;
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为;
G.蓄电池(电动势,内阻很小);
H.开关。
(3)滑动变阻器应选择____________(选填“”或“”)。
(4)在虚线框内将图乙所示的电路补充完整,并标明各器材的符号_________。后续实验都在正确连接电路的条件下进行。
(5)该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,则该电阻表达式___________(用题中所给物理量符号表示)。
(6)调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如丙图所示,则该电阻的阻值为___________。
13.(2026届四川省攀枝花市高三一模)某实验小组在“测量金属丝的电阻率”实验中,实验室提供的器材如下:机械式多用电表、螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器、直流电源、开关、导线若干。实验步骤如下:
(1)用多用电表电阻挡粗测金属丝的阻值。先选择“×10”倍率的电阻挡,将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线,再将红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,指针静止时指向甲图中的a处。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,接着进行规范操作后指针静止时指在甲图中b处,则该金属丝的阻值约为___________Ω;
(2)用螺旋测微器分别测量金属丝几个不同位置横截面的直径D,某次测量时的情形如图乙所示,该处的直径D=___________mm,再用刻度尺测量金属丝的长度。
(3)①按照图丙所示连接器材,测量金属丝的电阻Rx。请在丁图中用笔画线代替导线补充完整实物图___________。闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图丁中的___________(填“c”或“d”)端。
②闭合开关S,测量通过金属丝的电流I和金属丝两端的电压U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=___________。(用题中所测物理量的字母表示)
(4)误差分析:本实验的系统误差主要是因为___________引起的。
14(2026届四川省遂宁市高三一模)某兴趣小组欲测定内阻可调的化学电池的电动势,并探究电动势与内外电压的关系。如图甲,该电池由电池槽、正负极板M、N构成,改变电解质溶液高度可调节内阻;P、Q为靠近正负极的金属板。实验电路如图乙,电压表接M、N测外电压U1,电压表通过探针接P、Q测内电压U2;R为电阻箱,A为理想电流表。
实验步骤如下:
①按图乙连接电路,将电阻箱阻值调为;
②断开、,闭合,添加电解质溶液,测量液面的高度,记录电流表示数;
③重复步骤②,得多组、的数据。
问题:
(1)设P、Q间的电解质溶液的形状为长方体,长,宽,高,电阻率为,忽略P、Q外侧溶液电阻,则电池内阻 ▲ (用、、、表示);
(2)若以为横轴,为纵轴,作出如图丙的线性关系图像。图线的斜率为,纵截距为,电池的电动势 ▲ ,= ▲ 。(用、k、L、d表示);
(3)若保持不变,调节电阻箱阻值R至最大,闭合开关、、,逐渐调小R,电压表的示数逐渐 ▲ (选填“变大”、“变小”或“不变”),但U1、U2始终满足。
(4)保持、、闭合,R保持不变,添加电解质溶液,记录U1、U2和I,画出、图象,则下列图象正确的是 ▲ 。
A.B.C.D.
15.(2026届四川省雅安市高三一模)某同学连接图甲所示电路,将传感器连接在电路中,并与计算机相连,运行相关程序,在计算机显示屏上可观察到电容器所带电荷量q随时间t变化的图线,通过图线来研究电容器充电规律。
(1)开关S闭合,电容器充电,电路中电流逐渐___________(选填“增大”或“减小”);改变电阻箱的阻值,对同一电容器分两次进行充电,电容器所带电荷量q随时间t变化的图线分别如图乙中①、②所示,则图线___________(选填“①”或“②”)对应充电过程电阻箱接入电路的阻值R较大;充电完成后,开关仍然处于闭合状态,减小电容器两极板间的距离,流过电阻箱的电流方向向___________(选填“左”或“右”)。
(2)充电过程中,电容器两极板间电压u,所带电荷量q均增大,请在图丙中定性画出该过程的u-q图像_______。若电源电动势为E,图丙中电压最大值对应坐标点与原点O连线的斜率为k,类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,可知充电结束后电容器储存的电能为___________(结果用E、k表示)。
16.(2026届四川省字节精准教育联盟高三一模)某同学准备测定一干电池的电动势和内阻,实验电路图如图甲所示。
(1)请在图乙所示的实物图中,用实线代替导线将器件按原理图甲连接成实验电路。
(2)按正确的器材连接好实验电路图后,接通开关,改变滑动变阻器的阻值R,读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U,并作记录如图丙所示,根据图线得到被测干电池的电动势________V,内阻_______(结果均保留三位有效数字).
17.(2026届威远中学校高三上学期一模)某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线,并研究灯丝的导电特点。
(1)实验中用电流传感器代替电流表,请将图甲的电路图补充完整。
(2)滑动变阻器有:A.最大阻值 和 B.最大阻值两种规格。本实验应选 (选填“A”或“B”)。
(3)某次测得的电流 ,电压,此状态下小灯泡电阻的测量值0.75 ,测量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变 (选填“大”或“小”)。
(5)若小灯泡与的定值电阻并联,连接在、的电源正负极间,如图丙所示,则小灯泡实际消耗的功率为 W(保留2位有效数字)。
18.(2026届云南省玉溪第一中学高三一模)A、B实验小组通过实验研究小灯泡、,得到的伏安特性曲线如图甲a、b所示。他们用到以下器材:
小灯泡(额定电压为2.5V,额定电流为0.3A);
小灯泡(额定电压为3.6V,额定电流为0.3A);
两个电压表V(量程0~3V,内阻约为3.0);
两个电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
滑动变阻器(最大电阻10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器(最大电阻2000Ω,额定电流为100);
若干节干电池(电动势均为1.5V,内阻均为0.5Ω);
开关及若干导线。
(1)根据图线a、b可知,两只小灯泡的电阻随电压增大而_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)实验中,A小组选择了一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、两节干电池、一个开关及若干导线,以研究小灯泡伏安特性。
①滑动变阻器应选择________(选填“”或“”);
②在某次测量中,电压表指针的位置如图乙所示,此时电压大小为________V。
(3)为了操作便捷并尽可能准确、完整地研究小灯泡(符号)的伏安特性,B小组用了两个电压表V、一个电流表A、一个滑动变阻器、三节干电池、一个开关及若干导线进行实验。根据所选择的实验器材,在下方虚框中补画出完整的电路图。
(4)若将小灯泡和小灯泡串联,并与4节干电池串联构成闭合回路,则小灯泡的实际功率约为________W。(结果保留两位有效数字)
19.(2026年甘肃宕昌三校联考高三一模)某同学用如图所示的电路观察电容器的充、放电现象。
(1)将图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。已知电流从右向左流过电阻R时为正,则与本次实验相符的图像是________。
A. B.
(2)将图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,如图所示。已知开关接2瞬间开始计时,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放电开始的带电量________。(用题中已知物理量R和表示)
(3)实验时,如果仅将图中的定值电阻R的阻值减小,则图中的放电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”)
1【答案】 ①. 19 ②. ③. 右端 ④. ⑤. ⑥. 24
【解析】
【详解】(1)[1]根据图乙可得其读数为
(2)[2]根据图甲,完整的电路连线图如下
(3)[3][4]为了电路安全,防止电流过大,闭合开关前,将滑动变阻器的滑动触头置于右端位置,由并联电路电压相等的关系可得
待测电阻
(4)[5][6]由
可得
则关系图像斜率
结合
,
可得
2【答案】(1)0.399##0.400##0.401
(2) ①. a ②. 小于 ③. ① ④. 4.4
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
[1][2]电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,而电流表示数基本不变,说明电压表分流较小,可以忽略,故采用电流表外接法,即c接a点;
[2]电压表测量的电压为准确值,但电流表测量的电流为电阻和电压表电流表之和,即电流测量值偏大,根据可得电阻测量值偏小,即测量值小于真实值;
[3][4]因为电压表测量的是被测电阻两端电压,所以当其两端电压为零时,电流也为零,故图线①误差较小;图像的斜率表示电阻,故;
3【答案】(1) ①. ②. 1
(2) ①. ②. 475
【解析】
【小问1详解】
[1] 由图像可知,图像所围的面积就是充电完成后电容器储存的电荷量,此时电容器两极板间的电压为电源电压,故
[2] 放电过程中的图像所围的面积代表放电过程中电容器释放的电荷量,与充电时所带电荷量相同,。
【小问2详解】
[1][2]每个小方格对应的电荷量,电容器储存的电荷量,电容器的电容为。
开关断开,开关由a拨至b时,电容器、平均分配电荷,电容器减少电荷都通过R向充电,。
4【答案】(1)不合适(2) ①. B ②. 丙
(3)电压表分流
【解析】
【小问1详解】
[1]不合适;苹果电池为电源,欧姆表本身有电源,不能直接测量其内阻。
【小问2详解】
[1]若整个电路只有苹果电池,则电流最大值为A=3.3mA
则电流表应选择A2。
故选B。
[2]由题知,所选苹果电池内阻较大,滑动变阻器的电阻太小,则应用电阻箱,电压表的内阻已知,电流表电阻未知,丁图中电流表内阻对电池内阻的测量影响较大,故丙最符合要求。
故选丙。
【小问3详解】
丙图中电流表测量的是支路电流,根据可知,误差来源于电压表分流。
5【答案】(1)25(2)2
(3)160(4)正极
【解析】
【小问1详解】
选择开关接1时多用表测直流电流,则
解得
【小问2详解】
测电阻时多用表内连接电源,开关S打到2时为欧姆挡;
【小问3详解】
该电阻的阻值为
【小问4详解】
指针指在图乙所示的a位置,说明电阻值较大,测量的是二极管的反向电阻;指针指在图乙所示的c位置,说明电阻值较小,测量的是二极管的正向电阻;由图甲可知A表笔接电源的负极,B表笔接电源的正极,则P端为二极管的正极。
6.(8分)
(1) 10
(2) ;;
7【答案】(1) ①. 非线性 ②. 140
(2)大于(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]根据线性元件与非线性原件的定义由图a可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件;
[2]由图a可知,当元件两端电压为1.925V时,电流约为13.75A,根据欧姆定律可得电阻为
【小问2详解】
如图所示,将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
【小问3详解】
根据并联电路电压相等有
可得
8【答案】 ①. 见解析 ②. R2 ③. 90 ④. 50
【解析】
【详解】(1)[1]描点,用光滑曲线连接各点,如图所示
(2)[2]传感器电阻阻值最小时,电压表不会超过量程,根据欧姆定律
代入数据可得
故选R2。
(3)[3]当电阻箱调为30Ω,对应酒精浓度为90 mg/m3,因此电压表指针对应的刻度应标为90 mg/m3。
[4] 根据欧姆定律可得
代入数据可得传感器电阻
对应酒精浓度为50 mg/m3。
9【答案】(1)0.500
(2) ①. ②. 左
(3)(4)CD
【解析】
【小问1详解】
该样品横截面直径的平均值为。
【小问2详解】
[1][2]由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,根据“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱相连;为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,即最左端。
【小问3详解】
断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0mA刻度处;断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0mA处,说明合金丝的电阻等于电阻箱的接入电阻。根据图乙,电阻箱的接入电阻
因此合金丝的接入电阻为
合金丝接入电路中的长度
根据电阻定律
电阻率
【小问4详解】
A.换用内阻更小的电源,对减小实验误差没帮助,故A错误;
B.该实验采用的是替代法测电阻,换用内阻更小的电流表对实验结果无影响,故B错误;
CD.根据电阻率表达式
可知,为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,换用阻值范围为的电阻箱;或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,故CD正确;
故选CD。
10.(9分)(1)左(1分) 2.5(2分) (2分) 偏大(2分)
(2)(2分)
11【答案】(1)图1所示的电路图,用笔划线代替导线连接完整的实物图如下图所示:
(2) ①. ②.
(3) ①. 分压 ②. 分流
【解析】
【小问1详解】
按图1所示的电路图,用笔划线代替导线连接完整的实物图如下图所示:
【小问2详解】
[1] 当开关、断开,闭合时,根据闭合电路欧姆定律有
变形得
所以图像与纵轴的截距为
解得电源的内阻为
[2] 当开关断开,、闭合时,根据闭合电路欧姆定律有
变形得
所以图像与纵轴的截距为
解得电源的电动势为
【小问3详解】
[1] 第一种操作由于电流表串联在干路中,电流表的分压作用会使测得的电源的内阻包含电流表的内阻,而产生误差。
[2] 第二种操作由于电压表并联在R两端,电压表分流作用会使干路的电流大于R的实际电流,而产生误差。
12【答案】 ①. 260 ②. ③. ④. ⑤. 250
【解析】
【详解】(1)[1]欧姆表的读数为
(3)[2]由题知,为准确测量,故需要测量较多的数据,所以滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器选用最大阻值小的;
(4)[3]因题中没有提供电压表,故需要将电流表与定值电阻串联,改成一个电压表,其量程为
而电流表放在干路中,完整的电路图,如图所示
(5)[4]根据电路图可得
(6)[5]根据
变形得
根据丙图可知图像的斜率为
解得
13【答案】(1) ①. ×1 ②. 19.0
(2)1.030(3) ①. ②. c ③.
(4)电压表分流
【解析】
【小问1详解】
[1]指针静止时指向甲图中的a处,说明待测电阻阻值较小,应更换小倍率进行测量,所以为了能获得更准确的测量数据,应将电阻挡调整到“×1”;
[2]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以该金属丝的阻值约为
【小问2详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
【小问3详解】
[1]按照电路图进行实物连接,如图所示
[2]闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图丁中的c端;
[3]根据电阻定律,,
所以
【小问4详解】
本实验电流表采用外接法,所以实验的系统误差主要是因为电压表分流引起。
14.(每空2分)(1) (2) (3)变大 (4)AD
15【答案】(1) ①. 减小 ②. ② ③. 右
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]由于图像的斜率表示电容器在充电的过程中电路中的电流,结合图像可知,充电过程中,电路中的电流逐渐减小;
[2]电阻箱的阻值较大时,电路中的电流较小,图像的斜率较小,因此图像②对应的是电阻箱阻值较大的图像;
[3]充电完成后,开关仍处于闭合状态,则电容器两端的电压不变,减小两极板间的距离,根据
可知,电容器的电容增大,又因为
由于电容器两极板间的电压不变,电容增大,因此两极板的电荷量增大,电容器处于充电状态,通过电阻箱的电流向右。
【小问2详解】
[1]根据电容
可得
因此图像为一正比例函数图像,图像如下
[2]由图像可知,稳定后电容器储存的能量为图像与坐标轴围成的面积,即
结合题意可知
联立解得
16【答案】(1)(2) ①. 1.43##1.44##1.45 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据电路图,用实线代替导线将器件连接成实验电路如答图所示
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
根据图线的纵截距得到待测干电池的电动势
根据图线斜率的绝对值可得内阻。
17. (1)图见解析;(2)A;(3)偏小;(4)大;(5)0.72
【解析】(1)根据乙图中实验数据可知实验中需要电压的测量范围较大,故滑动变阻器选用分压式接法。实物连接图如图所示
(2)因为实验中滑动变阻器选用的是分压法,所以滑动变阻器应选最大阻值较小的A。
(3)由于电压表内阻的影响,实际电流小于,测量值比真实值偏小。
(4)小灯泡的电压增大时,由功率表达式可知,小灯泡的功率增大,温度升高,小灯泡的伏安特性曲线中随电压的增大,小灯泡瞬间的坐标点与坐标原点的连线斜率增大,即小灯泡电阻增大,即灯丝材料的电阻随温度的升高而变大,又有电阻定律得,灯丝材料的电阻率随温度的升高而变大。
(5)设灯泡两端的电压为,通过灯泡的电流为,由闭合电路欧姆定律得,整理可得,该电路的等效电路为等效电源电动势,等效内阻,在图乙上面做等效电源的外电路电压与电流的关系图像如图所示。
图中交点代表的是小灯泡两端的实际电压和电流,由图中数据可得小灯泡实际功率
18【答案】(1)增大(2) ①. ②. 1.00
(3)(4)0.65##0.63##0.64##0.67##0.68##0.69##0.70##0.71
【解析】
【小问1详解】
由图可知图线上的点与原点连线斜率的倒数为小灯泡在该状态下的电阻值,因此随电压的增大,电阻增大。
【小问2详解】
①[1]为了便于操作,滑动变阻器应该选择;
②[2]由图乙可知,电压表的最小刻度为0.1V,所以电压表的读数为1.00V。
【小问3详解】
电流表采用外接法,一个电压表量程不够,可以将两个电压表串联后并联在灯泡两端测电压,故电路图如图所示
【小问4详解】
与4节干电池串联,则电源的电动势为
内阻为
可在图像中画出电源内阻图线,如图
因两只灯泡与电源串联,流过灯泡和电源的电流相等,图中横线与内阻图线、灯泡图线和灯泡图线的交点坐标、、,当时,图中交点即为工作点。由交点坐标可得
19.答案:(1)B
(2)
(3)变短
解析:(1)先将开关接1,电源通过电阻R给电容器充电,充电电流的方向是逆时针,通过电阻R方向是从左向右为负,并逐渐减小为零,充电后电容器下极板带正电荷,上极板带等量的负电荷,再接2电容器对电阻R放电,回路中放电电流的方向是顺时针,通过电阻R方向是从右向左为正,并逐渐减小为零,故选B。
(2)因
故图中面积表示电荷量与电阻R乘积
解得
(3)放电时间
R的阻值减小,则图中的放电时间变短。
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