课后限时练(19) 电学实验及其创新（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（广东专版）

课后限时练(十九)　电学实验及其创新 1．(15分)(2025·四川卷)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1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V，内阻未知) 刻度尺(量程0～100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω) 电流表(量程0～30 mA，内阻较小) 开关S1、S2 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20.00 cm和70.00 cm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0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm，则该样品横截面直径的平均值为______________________________________________________________mm。 (2)该小组采用限流电路，则图1中电流表的“＋”接线柱应与滑动变阻器的接线柱________(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于________(选填“左”或“右”)端。 (3)断开S2、闭合S1，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2，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15.0 mA处，此时电阻箱面板如图2所示，则该合金丝的电阻率为________Ω·m(取π＝3.14，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________(有多个正确选项)。 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0～99.99 Ω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 [解析]　(1)直径的平均值＝＝ mm＝0.500 mm。 (2)滑动变阻器限流接法必须一上一下接入电路，故电流表的“＋”接线柱需要和滑动变阻器的接线柱a相连；在闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，保证电路接通时电路电流最小，电路安全，故滑动变阻器滑片应置于左端。 (3)由题意知合金丝接入电路的长度l＝70.00 cm－20.00 cm＝50.00 cm，因合金丝与电阻箱等效替代，当电流相等时，二者电阻相等，由题图2所示的电阻箱读数可知合金丝接入电路中的电阻为3.2 Ω，合金丝的横截面积S＝π，根据R＝ρ，得ρ＝＝＝1.256×10-6 Ω·m≈1.3×10-6 Ω·m。 (4)本实验通过等效替代法测电阻，电源内阻对本实验无直接影响，换用内阻更小的电源，不能减小误差，A错误；电流表内阻不影响电阻测量结果，B错误；换用0～99.99 Ω的电阻箱，电阻箱测量阻值时更精确，能减小误差，C正确；多次测量合金丝不同区间相等长度样品的电阻率，再求平均值，可减小偶然误差，D正确。 [答案]　(1)0.500　(2)a　左　(3)1.3×10-6　(4)CD 2．(15分)(2025·广东深圳二模)学习小组组装一台体重测量仪，进行如下操作。 (1)应变片为体重测量仪的核心元件，当对体重测量仪施加压力时，应变片形状改变，其阻值增大。为测量应变片在无形变时的阻值，实验室提供了如下实验器材： A．电源(恒压输出12 V) B．电流表(量程0～60 mA，内阻为10 Ω) C．电压表(量程0～3 V/15 V，内阻约3 kΩ/15 kΩ) D．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω) E．待测应变片Rx(阻值约几百欧) F．开关S、导线若干 请完善实验步骤： ①为得到多组数据并使测量结果尽量精准，请在图1中用笔画线代替导线连接成完整电路； ②闭合开关S，调节滑动变阻器，记下电压表和电流表的示数。某次测量中电压表指针如图2所示，读数为________V； ③正确操作后，对多组数据进行处理，得到应变片的阻值为300 Ω。 (2)查阅相关资料得知体重测量仪的原理如图3所示，现进行组装和校准。其中R1为滑动变阻器，R4为上述应变片，定值电阻R2、R3阻值分别为1 000 Ω、500 Ω。当体重测量仪受到压力时，测量电路将电阻增加量转化为电压UCD信息，再转换成体重输出。已知压力与应变片电阻增加量的关系为F＝kΔR，k＝300 N/Ω。 ①适当调节R1，使UCD＝0，这时输出体重值为零，则滑动变阻器接入电路的阻值为_________________________________________Ω； ②该应变片阻值增加量ΔR的变化范围为0～6 Ω，该体重仪的最大测量值为________N； ③使用中，由于故障导致R2阻值增大，此时体重的测量结果与真实值比较________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 [解析]　(1)①实验要求多组数据并使测量结果尽量精准，要测量多组数据，需采用分压式电路，又因为电流表内阻已知，故电流表内接可以有效消除系统误差，使测量结果尽量精确，故电路连接为分压式电路和电流表内接，电路图如图所示。 ②因为电源电压12 V，故电压表需要选择量程15 V的，这样量程下的电压表最小刻度为0.5 V，只需要估读到本位即可，所以读数为9.5 V。 (2)①要使UCD＝0，则需要满足R1∶R4＝R2∶R3，代入数据滑动变阻器R1＝600 Ω。 ②压力与应变片电阻增加量的关系为F＝kΔR，将电阻变化量ΔR＝6 Ω代入公式即可得F＝1 800 N。 ③由于故障导致R2阻值增大，会导致D点电势降低，UCD变大，从而导致体重测量值偏大。 [答案]　(1)①见解析图　②9.5(9.4～9.6均可)　(2)①600　②1 800　③偏大 3．(15分)(2025·广东茂名一模)如图甲是某个电子测力计原理图。用到的器材有：粗细相同的光滑导体棒(单位长度电阻大小为r0＝1.5 Ω/cm)、带拉钩的弹簧(电阻忽略不计，劲度系数为k)、电流表A(量程为0～0.6 A，可视为理想电表)、电源(电动势E，内阻r)、电阻箱R0、刻度尺等。已知滑片固定在弹簧上且与导体棒接触良好，开始时刻，弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。 (1)闭合开关后，用力水平向右拉动拉钩，电流表示数将________(选填“增大”或“减小”)。均匀增大拉力，每间隔相等拉力，根据指针位置依次在电流表表盘上标注一个刻度表示对应的拉力大小，则刻度分布________(选填“均匀”或“不均匀”)。 (2)用力拉动拉钩，测出每次的拉力大小F并记录此时的电流表的读数I，得到多组数据后，作出-F图像如图乙所示，弹簧劲度系数k＝________(用a、b、r0、E表示)。 (3)调节R0为3.0 Ω，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-l图像如图丙所示，可测得电源电动势和内阻分别为E＝______V，r＝______Ω(计算结果均保留2位有效数字)。 [解析]　(1)闭合开关后，用力水平向右拉动拉钩，接入电路中的电阻变小，因此电流表的示数增大。 设R1为导体棒的电阻，拉力均匀变化时，R1的电阻也在均匀变化，由闭合电路的欧姆定律I＝可得，电流I与电阻R1不是正比的关系，因此根据指针位置依次在电流表表盘上标注一个刻度表示对应的拉力大小，则刻度分布是不均匀的。 (2)设导体棒的原长为l，由闭合电路欧姆定律可得I＝ 整理得＝－F＋ 由题图乙可得，图像的斜率k'＝－＝－ 可得k＝。 (3)由闭合电路欧姆定律可得I＝ 整理可得＝l＋ 图像的斜率k″＝＝0.5 图像的截距b＝＝1.6 可得电源电动势E＝3.0 V 电源内阻r＝1.8 Ω。 [答案]　(1)增大　不均匀　(2)　(3)3.0　1.8 学科网（北京）股份有限公司 $