专题18 电学实验（二）——2026届北京市高三冲刺热点集训

专题18 电学实验（二） 4大考点概览 考点01 测电源电动势和内阻 考点02 观察电容器的充放电现象 考点03 探究影响感应电流方向的因素 考点04 探究变压器的电压与匝数的关系 考点01 测电源电动势和内阻 1、某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到如下器材组合，其中无法达成实验目的的是（　　） A．一个电流表和多个定值电阻 B．一个电压表和多个定值电阻 C．两个电流表和一个滑动变阻器 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 2、某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图1所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图2所示。则该电池的电动势 V，内阻 。（结果保留两位有效数字） 3、某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。 (1)由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为 ； (2)故障排除后测得电压与电流数据如图2所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果保留小数点后两位） 4、图甲所示为用传感器测量某直流电源（在图甲中用电池的符号来表示）的电动势E和内电阻r的实验电路，按此原理测量得到多组数据后作出的图像如图乙所示。下列说法正确的是（） A．图中A、B分别为电压传感器和电流传感器 B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端 C．根据图乙可求出该电源的电动势 D．根据图乙可求出该电源的内阻 5、在甲、乙实验电路中，电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是（） A．丙图是由甲电路测的数据绘制的图像 B．丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率 C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值 D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压 6、某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E=______V，内阻r=________kΩ。（结果保留两位有效数字） 7、某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻，所测电源的电动势约为，内阻约为。 ①甲同学在实验过程中，可选择的器材有： A．电流表（量程为，内阻约为）； B．电压表（量程为，内组为为）； C．滑动变阻器（最大阻值为）； D．滑动变阻器（最大阻值为）。 本实验中，滑动变阻器应选用________（选填“C”或“D”）。 ②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整_______。 8、根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最________端（选填“左”或“右”）。 （2）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势________V，内电阻________。（结果均保留2位有效数字） （3）由于电表并非理想电表，导致________（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。________ （4）乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，________，________（均选填“<”“=”或“>”）。可知________（用电源和电表内阻表示）。 9、把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。铜片是电池的正极，锌片是负极。用下列方法可测量该水果电池的电动势和内阻。将水果电池、电阻箱和数字电压表（可视为理想电表），按照如图1所示的电路连接起来。调节电阻箱，测得多组电阻箱的阻值和对应的电压，记录的数据如下表所示。 1 2 3 4 5 6 7 2000 3000 ☆ 6000 9000 20000 80000 0.290 0.382 0.454 0.560 0.664 0.839 0.990 （1）表中数据☆对应电阻箱示数如图2所示，其读数为________。 （2）处理数据时，首先计算出每个电压值的倒数和电阻值的倒数，再绘制图像。根据表中测得的多组数据，经过换算，将数据对应的坐标点标注在图3中，请在该图中标出表中第3组数据对应的坐标点，并画出图线________。 （3）在图线中，当时，外电路处于________状态（选填“断路”或“短路”）。 （4）根据图3可知，水果电池的电动势________（保留2位有效数字）。 （5）若将图1所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约）的指针式电压表，仍按上述方法测量该水果电池的电动势和内阻。请结合图3判断是否可行，并说明理由________。 10、甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 ①由图2可知，甲同学绘制的是图线______（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为_______V，内阻为_______。 ②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出________。 11、利用图a所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA），电阻箱，导线若干。回答下列问题： （1）将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零； （2）将电阻箱阻值调到最大，再将图a中多用电表的红表笔和_____（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。 （3）调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图b所示，则该读数为_________； （4）甲同学根据，得到关于的表达式，以为纵坐标，R为横坐标，作图线，如图c所示；由图得E=________V，R内=___________。（结果均保留三位有效数字） （5）该多用电表的表盘如图d所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断电阻“×10”挡内部电路的总电阻为Ω，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是。 考点02 观察电容器的充放电现象 12、实验分析。图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路，其中E为电源，C为电容器，R为阻值较大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。开关S接1时，电源给电容器充电；开关S接2时，电容器通过电阻R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，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值 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 13、利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，为电流表，为电压表．下列说法正确的是（） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 14、将直流电源、电阻、电容器、数字电流表以及单刀双掷开关S组装成如图所示的实验电路。将S拨至1给电容器充电，较长时间后，将S拨至2让电容器放电。已知电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电阻的阻值为R。下列说法正确的是（） A．充电过程，电流表示数逐渐增大 B．充电过程，电源为整个电路提供的电能为 C．放电过程，通过电阻R的电流方向向左 D．放电过程，通过电阻R的电荷量为 15、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） 16、某同学利用图乙所示电路图研究电容器的充、放电过程。开关S接1，电容器充电，充电完毕后将开关S由1拨至2，电容器放电。 ①图丙是电容器放电过程中电流Ⅰ随时间t变化的图像，试估算在0.2s时间内电容器放电的电荷量为 。 ②图丁是电容器放电过程中电压U随时间t变化的图像。电容器放电瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，U-t图像与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C= 。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 考点03 探究影响感应电流方向的因素 17、用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放入线圈B中。开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。电路稳定后，将线圈A向上拔出，电流表指针向 偏转。 18、用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向，关于本实验，下列说法正确的是（） A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 19、“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 20、如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动，电流计指针向右偏转。由此可以推断（） A．断开开关的瞬间，电流计指针向左偏转 B．开关闭合后，线圈A向上移动，电流计指针向右偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，电流计指针向右偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 考点04 探究变压器的电压与匝数的关系 21、某同学探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，得到的实验数据如表格所示。 原、副线圈匝数比 0.5 2 2 4 8 16 原、副线圈电压比 0.57 2.27 2.30 4.50 9.28 18.50 分析表格内数据，发现 没有严格等于 ，则可能的原因有 。 A．线圈通过电流时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下会发热 C．交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D．此变压器为理想变压器 22、为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有______。 A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．交流电压表 D．直流电压表 23、某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是________。（选填选项前的字母） A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数 C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q 24、图1所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯B可以安装在铁芯A的横梁上以形成闭合铁芯；原、副线圈的匝数分别为n1和n2，将它们分别套在铁芯A的两臂上，则如图2所示。某同学为测量原线圈的电阻，将多用电表的欧姆挡调到合适挡位，用两表笔接触原线圈的两接线柱，等指针稳定后读数，读数完毕后将两表笔与接线柱脱开；之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为U1和U2。下列说法正确的是（） A．两表笔与接线柱接触瞬间，有比稳定时更大的电流通过欧姆表 B．两表笔与接线柱脱开瞬间，有比稳定时更大的电流流过原线圈 C．若铁芯B没有安装在铁芯A上， D．无论铁芯B是否安装铁芯A上， 25、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 $ 专题18 电学实验（二） 4大考点概览 考点01 测电源电动势和内阻 考点02 观察电容器的充放电现象 考点03 探究影响感应电流方向的因素 考点04 探究变压器的电压与匝数的关系 考点01 测电源电动势和内阻 1、某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到如下器材组合，其中无法达成实验目的的是（　　） A．一个电流表和多个定值电阻 B．一个电压表和多个定值电阻 C．两个电流表和一个滑动变阻器 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 【答案】C 【详解】A．由知一个电流表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻，A正确； B．由知一个电压表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻，B正确； C．因不能读出滑动变阻器的阻值，故C错误。 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器属于用伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，D正确。 本题选选无法达成实验目的的，故选C。 2、某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图1所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图2所示。则该电池的电动势 V，内阻 。（结果保留两位有效数字） 【答案】0.98 3.2 【详解】根据闭合回路欧姆定律可知 整理公式得 根据图像结合公式可知电动势即为图像纵轴的截距，所以 结合上述可知内阻即为图像斜率的绝对值，所以 3、某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。 (1)由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为 ； (2)故障排除后测得电压与电流数据如图2所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果保留小数点后两位） 【答案】(1)开关断路 (2) 1.48 0.64/0.65/0.66 【详解】（1）由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零，可以判断电压表和电流表所在的支路均为断路。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为开关断路。 （2）[1][2]由闭合电路欧姆定律可得 图像截距表示电源的电动势为 图像的斜率表示电源的内阻为 4、图甲所示为用传感器测量某直流电源（在图甲中用电池的符号来表示）的电动势E和内电阻r的实验电路，按此原理测量得到多组数据后作出的图像如图乙所示。下列说法正确的是（） A．图中A、B分别为电压传感器和电流传感器 B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端 C．根据图乙可求出该电源的电动势 D．根据图乙可求出该电源的内阻 【答案】D 【解析】A．测量一电池的电动势E和内阻r需要测路端电压和电流，电流传感器应串联接入电路，电压传感器应并联接入电路，由电路图可知图中A、B分别为电流传感器和电压传感器，故A错误； B．滑动变阻器采用限流接法，为了保护电路，闭合开关前滑片置于阻值最大处，由图可知，滑片应置于a处，故B错误； CD．由闭合电路欧姆定律，可知图像的纵轴截距表示电源电动势为，斜率的绝对值为电源内阻为，故C错误，D正确。故选D。 5、在甲、乙实验电路中，电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是（） A．丙图是由甲电路测的数据绘制的图像 B．丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率 C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值 D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压 【答案】D 【解析】A．丙图绘制的图像是电源路端电压与电流的关系，即丙图是由乙电路测的数据绘制的图像，故A错误； B．根据可知，丁图图线与横坐标包围的面积不等于被测电阻在某一状态的电功率，故B错误； C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值，故C错误； D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压，故D正确。故选D。 6、某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E=______V，内阻r=________kΩ。（结果保留两位有效数字） 【答案】1.0；3.3 【解析】[1][2]由闭合电路欧姆定律得，解得 结合题图2可得， 7、某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻，所测电源的电动势约为，内阻约为。 ①甲同学在实验过程中，可选择的器材有： A．电流表（量程为，内阻约为）； B．电压表（量程为，内组为为）； C．滑动变阻器（最大阻值为）； D．滑动变阻器（最大阻值为）。 本实验中，滑动变阻器应选用________（选填“C”或“D”）。 ②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整_______。 【答案】C；见解析；见解析 【解析】[1]由于甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为，实验时，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择C。 [2]根据电路图，实物连接如图所示 8、根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最________端（选填“左”或“右”）。 （2）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势________V，内电阻________。（结果均保留2位有效数字） （3）由于电表并非理想电表，导致________（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。________ （4）乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，________，________（均选填“<”“=”或“>”）。可知________（用电源和电表内阻表示）。 【答案】左；4.4；4.1,4.0,4.2；电流；见解析；=；=； 【解析】（1）滑动变阻器电路中采用限流接法，为了确保安全，闭合开关前，应使其接入电阻最大，即闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最左端。 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有，结合图像有， （3）[1]图1中电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过滑动变阻器的电流，系统误差在于电压表的分流，即由于电压表并非理想电表，导致电流的测量存在系统误差； [2]根据上述，系统误差在于电压表的分流，电压表分的电流为 当路端电压为0时，即发生短路时，电压表分流为0，此时电流的测量值与真实值相等，即实验图像与理论图像在横坐标上交于同一点，而在相同的电压之下，理论的干路电流大于实验的干路电流，作出理论图像如图所示 （4）[1][2][3]图1中将电源与电压表等效为一个新电源，则此时的测量值为等效电源的电动势与内阻，则有， 若拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为，则有，可知 结合上述有 9、把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。铜片是电池的正极，锌片是负极。用下列方法可测量该水果电池的电动势和内阻。将水果电池、电阻箱和数字电压表（可视为理想电表），按照如图1所示的电路连接起来。调节电阻箱，测得多组电阻箱的阻值和对应的电压，记录的数据如下表所示。 1 2 3 4 5 6 7 2000 3000 ☆ 6000 9000 20000 80000 0.290 0.382 0.454 0.560 0.664 0.839 0.990 （1）表中数据☆对应电阻箱示数如图2所示，其读数为________。 （2）处理数据时，首先计算出每个电压值的倒数和电阻值的倒数，再绘制图像。根据表中测得的多组数据，经过换算，将数据对应的坐标点标注在图3中，请在该图中标出表中第3组数据对应的坐标点，并画出图线________。 （3）在图线中，当时，外电路处于________状态（选填“断路”或“短路”）。 （4）根据图3可知，水果电池的电动势________（保留2位有效数字）。 （5）若将图1所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约）的指针式电压表，仍按上述方法测量该水果电池的电动势和内阻。请结合图3判断是否可行，并说明理由________。 【答案】4000；见解析；断路；1.1；不可行。由图3可知，水果电池的内阻约，学生用指针式电压表的内阻约，但电压表内阻未知，无法准确测量水果电池的电动势和内阻。 【解析】（1）[1]由图可知，☆对应电阻箱示数为 （2）[2]根据描点法得出图像如图所示 （3）[3]当时，相当于无穷大，外电路处于断路状态； （4）[4]根据闭合电路欧姆定律得，整理得 可知图像纵轴截距，解得，斜率，结合图象可得 （5）[5]若将图1所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约）的指针式电压表，无法测量该水果电池的电动势和内阻，因为水果电池的内阻约，学生用指针式电压表的内阻约，但电压表内阻未知，无法准确测量水果电池的电动势和内阻。 10、甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 ①由图2可知，甲同学绘制的是图线______（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为_______V，内阻为_______。 ②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出________。 【答案】a；1.5；1.0；见详解 【解析】[1]由闭合回路欧姆定律可得 甲图线对应的U、I关系式为，乙图线对应的U、I关系式为 可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。 [2][3]关系式结合图线可得,，解得 [4]由闭合回路欧姆定律可得，可知与R成线性关系，当R=15时，当R=0时 故作图如下 11、利用图a所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA），电阻箱，导线若干。回答下列问题： （1）将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零； （2）将电阻箱阻值调到最大，再将图a中多用电表的红表笔和_____（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。 （3）调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图b所示，则该读数为_________； （4）甲同学根据，得到关于的表达式，以为纵坐标，R为横坐标，作图线，如图c所示；由图得E=________V，R内=___________。（结果均保留三位有效数字） （5）该多用电表的表盘如图d所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断电阻“×10”挡内部电路的总电阻为Ω，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是。 【答案】1；23.2；1.43；200；150；甲同学没有考虑毫安表内阻的影响 【解析】（2）[1]欧姆表中电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电流表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2； （3）[2]由图可知，电阻箱读数为 （4）[3][4]由变形得，由图像可得，解得 截距为，得 （5）[5]由图可知，此欧姆表的中值电阻为，则电阻“×10”挡内部电路总电阻 [6]由甲同学处理方法可知，由于没有考虑毫安表的内阻，如果考虑毫安表的内阻则有 由此可知，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内阻 考点02 观察电容器的充放电现象 12、实验分析。图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路，其中E为电源，C为电容器，R为阻值较大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。开关S接1时，电源给电容器充电；开关S接2时，电容器通过电阻R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，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值 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 【答案】AD 【详解】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，由电容的定义式 可得 则电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值，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。 13、利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，为电流表，为电压表．下列说法正确的是（） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 【答案】B 【解析】A、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，电流表的示数逐渐减小，故A错误； B、充电过程中，电流是减小的，且减小的越来越慢，电容器的电荷量增加的越来越慢，电容器的电压即电压表的示数增大的也越来越慢，故电压表的示数先迅速增大，后慢慢增大趋于稳定，故B正确； C、放电过程，电流表的示数是逐渐变小的，但不是均匀减小的，如图所示，故C错误； D、放电过程，电压表的示数是逐渐变小的，但不是均匀减小的，故D错误。故选B 14、将直流电源、电阻、电容器、数字电流表以及单刀双掷开关S组装成如图所示的实验电路。将S拨至1给电容器充电，较长时间后，将S拨至2让电容器放电。已知电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电阻的阻值为R。下列说法正确的是（） A．充电过程，电流表示数逐渐增大 B．充电过程，电源为整个电路提供的电能为 C．放电过程，通过电阻R的电流方向向左 D．放电过程，通过电阻R的电荷量为 【答案】B 【解析】A．充电过程，电流表示数逐渐减小，选项A错误； B．充电过程，电源为整个电路提供的电能为，选项B正确； C．充电结束后，电容器上板带正电，则放电过程，通过电阻R的电流方向向右，选项C错误； D．充电结束后，电容器带电量为Q=CE，则放电过程，通过电阻R的电荷量为CE，选项D错误。故选B。 15、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】见解析；A； 【解析】[1]根据电路图补充实物连线如图所示 [2]第一次探究过程为先给电容器充电，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 16、某同学利用图乙所示电路图研究电容器的充、放电过程。开关S接1，电容器充电，充电完毕后将开关S由1拨至2，电容器放电。 ①图丙是电容器放电过程中电流Ⅰ随时间t变化的图像，试估算在0.2s时间内电容器放电的电荷量为 。 ②图丁是电容器放电过程中电压U随时间t变化的图像。电容器放电瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，U-t图像与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C= 。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 【答案】4.0×10-4C 【详解】①[1] 根据Q=It 可知电荷量等于I-t图像与时间轴所围成的面积，则有Q=C=4.0×10-4C ②[2] 根据 可得而U-t图像与坐标轴所围面积为S0，则 故有 则电容为 考点03 探究影响感应电流方向的因素 17、用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放入线圈B中。开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。电路稳定后，将线圈A向上拔出，电流表指针向 偏转。 【答案】右 【详解】根据题意可知，开关闭合，穿过线圈B的磁通量增大，产生感应电流，且电流表指针向左偏转；电路稳定后，将线圈A向上拔出，穿过线圈B的磁通量减小，产生感应电流，则电流表指针向右偏转。 18、用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向，关于本实验，下列说法正确的是（） A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 【答案】BC 【解析】A．本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误； B．本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确； C．由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关，故C正确。 故选BC。 19、“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。 20、如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动，电流计指针向右偏转。由此可以推断（） A．断开开关的瞬间，电流计指针向左偏转 B．开关闭合后，线圈A向上移动，电流计指针向右偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，电流计指针向右偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 【答案】B 【解析】开关闭合后，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动，则接入电阻增大，故总电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，产生的感应电流使电流计指针向右偏转； A．断开开关的瞬间，通过线圈A的磁通量电流减小为0，那么穿过线圈B的磁通量减小，产生的感应电流使电流计指针向右偏转，故A错误； B．开关闭合后，线圈A向上移动，穿过线圈B的磁通量减小，产生的感应电流使电流计指针向右偏转，故B正确； C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，则接入电阻减小，故总电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，产生的感应电流使电流计指针向左偏转，故C错误； D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电阻会变化，则总电流会变化，故穿过线圈B的磁通量会发生变化，故产生的感应电流使电流计指针偏转，故D错误。 故选B。 考点04 探究变压器的电压与匝数的关系 21、某同学探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，得到的实验数据如表格所示。 原、副线圈匝数比 0.5 2 2 4 8 16 原、副线圈电压比 0.57 2.27 2.30 4.50 9.28 18.50 分析表格内数据，发现 没有严格等于 ，则可能的原因有 。 A．线圈通过电流时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下会发热 C．交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D．此变压器为理想变压器 【答案】ABC 【详解】变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是ABC项中的绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选ABC。 22、为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有______。 A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．交流电压表 D．直流电压表 【答案】AC 【详解】探究变压器原副线圈电压与匝数之间的关系，原理是电磁感应现象，所以电压要使用交流电，所用的电压表也要是交流电压表，根据分析可知，AC选项符合题意。 23、某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是________。（选填选项前的字母） A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数 C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q 【答案】D 【解析】AB．由变压器电压与线圈匝数关系，得，如果减少了原线圈的匝数或增加了副线圈的匝数，则应该增大，与图像不符合，AB错误； C．降低了交流电源的频率，不会影响的大小，C错误； D．拔掉变压器铁芯Q，会导致漏磁，则，由于，，都不变，所以减小，D正确。故选D。 24、图1所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯B可以安装在铁芯A的横梁上以形成闭合铁芯；原、副线圈的匝数分别为n1和n2，将它们分别套在铁芯A的两臂上，则如图2所示。某同学为测量原线圈的电阻，将多用电表的欧姆挡调到合适挡位，用两表笔接触原线圈的两接线柱，等指针稳定后读数，读数完毕后将两表笔与接线柱脱开；之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为U1和U2。下列说法正确的是（） A．两表笔与接线柱接触瞬间，有比稳定时更大的电流通过欧姆表 B．两表笔与接线柱脱开瞬间，有比稳定时更大的电流流过原线圈 C．若铁芯B没有安装在铁芯A上， D．无论铁芯B是否安装铁芯A上， 【答案】C 【解析】A．两表笔与接线柱接触瞬间，整个闭合回路立马有电流，但由于线圈的自感作用，产生的感应电流阻碍原电流的增大，此时的实际电流比稳定时通过欧姆表的电流小，故A错误； B．两表笔与接线柱脱开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中会产生感应电动势，但由于线圈没有形成闭合回路，所以此时原线圈没有电流流过，故B错误； C．若铁芯B没有安装在铁芯A上，则漏磁较大，副线圈两端的电压比没有漏磁的情况下小得多，所以有，故C正确； D．只有把铁芯B安装到铁芯A上时，形成闭合磁路，没有漏磁时，才有，故D错误。 故选C。 25、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】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。 【解析】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 $