重难模块十一 电学实验基础(专项训练)(浙江专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-08-22
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摘要:
**基本信息**
聚焦电学实验核心技能,以题型分层递进,覆盖仪器使用、电路接法、实验设计,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|常用仪器的使用与读数|5题|游标卡尺等仪器读数及误差分析|从基础仪器操作到数据处理,培养实验基本技能|
|电流表的两类接法|5题|内接外接选择及误差比较|基于电阻特性选择测量方法,深化科学推理|
|滑动变阻器的两类接法|5题|分压限流电路设计及器材选择|结合实验需求分析电路功能,提升模型建构能力|
|电学实验的设计、仪器选择及实物连线|5题|综合实验方案设计与误差评估|整合前序知识解决复杂问题,落实科学探究素养|
内容正文:
重难模块十一 电学实验基础(专项训练)
目录
模拟·基础演练 1
⏳题型01 常用仪器的使用与读数 1
⏳题型02 电流表的两类接法 4
⏳题型03 滑动变阻器的两类接法 8
⏳题型04 电学实验的设计、仪器选择及实物连线 12
重难·创新演练 16
真题·实战演练 19
模拟·基础演练
考查重点:常用仪器的使用与读数 电流表的两类接法 滑动变阻器的两类接法 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
⏳题型01 常用仪器的使用与读数
1. (2026·浙江绍兴·二模)实验小组用双缝干涉测某激光的波长,实验装置如图1所示。已知双缝的间距,光源到双缝的距离,双缝到白板的距离,则
(1)如图2所示的干涉图样,用游标卡尺测量第1和第6亮条纹之间的距离,则图示游标卡尺的读数为______mm,通过计算求得该激光的波长______nm。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。(单选)
A.若增大双缝间距,所得干涉条纹间距将变宽
B.若减小光源到双缝距离,所得干涉条纹间距将变窄
C.若将绿色光源改为红色光源,所得干涉条纹间距将变宽
D.在光源前放一细玻璃棒,可使点光源变为线光源,但会导致所得波长偏小
2. (2026·浙江绍兴·二模)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示。
(1)图1中打点计时器使用的电源为______(选填“交流8 V”或“交流220 V”)
(2)本实验中,下列操作过程没有必要的是 (单选)
A.调节轨道的倾斜程度以补偿小车所受的阻力
B.小车应从靠近打点计时器处释放
C.应先接通电源,再释放小车
(3)实验所用交流电频率为50 Hz,经正确操作后打出一条纸带,取其中清晰一段,每隔4个点取1个计数点,标记为O、A、B、C、D、E、F,如图2所示。根据图中刻度尺的示数,打下计数点C时小车的速度大小为______m/s,小车做匀加速运动的加速度大小为_____m/s2。(以上结果均保留2位有效数字)
3. (2026·浙江绍兴·二模)研究小组自制电子秤。器材有:直流电源(铭牌上标注6.0V,内阻可忽略);电压表(量程选用,内阻很大);粗细均匀同种材料制成的电阻丝(总长,总阻值);电阻箱;轻质弹簧(劲度系数);托盘(质量);开关,导线若干。图1所示为电子秤的原理图(电压表连接情况未画出),操作步骤如下:
步骤①:托盘中未放物体,导体杆右端位于
电阻丝的上端处,闭合开关,电压表示数刚好为零。
步骤②:托盘中缓慢加入细砂,托盘静止后,导体杆右端位于电阻丝的下端处(弹簧始终处于弹性限度内)。调节电阻箱,使电压表示数为步骤③:保持不变,移去细砂,放上待测物体,记录电压表示数,换算成物体质量。
(1)电压表应连接在图1中哪两点间?_________
A.与 B.与 C.与
(2)某次测量时,电压表指针如图2所示,电压________V,被测物体质量_______(结果保留3位有效数字);
(3)为使测得的物体质量范围变大,可改进的方法有_________;
A.换用更长的电阻丝 B.换用电动势更大的电源
C.换用量程更大的电压表 D.换用弹簧劲度系数更大的弹簧
(4)若电源的实际电动势小于,研究小组仍按上述步骤①~③正确操作。理论上,物体质量的测量结果_________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
4. (2026·浙江温州·二模)在“用单摆测量重力加速度”的实验中,
(1)如图1所示,摆线上端有甲、乙两种悬挂方式,应该选择__________(选填“甲”或“乙”);
(2)单摆做50次全振动,用秒表记录时间如图2所示,则时间为__________s;
(3)发现某次实验测得的重力加速度g偏大,可能的原因是__________(多选)。
A.测量的摆长偏大 B.开始计时时,秒表按下太早
C.误将50次全振动记为49次 D.实际做了圆锥摆运动
5. (2025·浙江绍兴·一模)某同学利用图1所示单摆装置验证机械能守恒定律。已知悬点到金属圆柱体重心的距离L=60.00cm,圆柱体以一定的摆角由静止释放,光电门记录挡光时间。
(1)如图2所示,用游标卡尺测得金属圆柱体直径D=______mm;圆柱体以10°摆角由静止释放,光电门记录读数,可得圆柱体经过光电门的瞬时速度v=______m/s(结果保留2位有效数字)。由于圆柱体经过光电门时的挡光路径并非完全等于直径D,故以上方法求得的瞬时速度与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)已知圆柱体的质量m=100g,设,重力加速度g取9.8m/s2,可知圆柱体从初始位置到最低点的过程中,减少的重力势能=______J。(结果保留3位有效数字)。
(3)对该实验的评价,下列叙述正确的是________
A.该实验产生误差的来源并非只有空气阻力
B.若用金属球代替圆柱体,测得的瞬时速度会更精确
C.测量挡光的时间,需将圆柱体多次从同一位置静止释放求平均值
D.用该实验装置验证机械能守恒定律,圆柱体释放时的摆角不能超过5°
⏳题型02 电流表的两类接法
6. (2026·浙江宁波·二模)某同学用不同方式测量了某未知电阻的阻值。
(1)用多用电表测量时,该同学首先选择了“”挡位,正确操作后读数,发现指针偏转过大,随后调整为______挡位(选填“×10”或“×1000”),正确操作后获得了合理的测量值如图1所示,则______。
(2)用伏安法测电阻时,该同学尝试了甲、乙两种测量电路(局部如图2所示),已知电压表内阻约为2kΩ,电流表内阻约为5Ω,则正确测量计算得到的______(选填“<”、“>”或“=”),其中______(选填“甲”或“乙”)的结果更接近真实值。
(3)当用等效法测电阻时,该同学首先设计了合理的电路图,请你猜测并在答题卷相应位置画出该同学所用电路图。(可选仪器包括一个电源、一个电流表、一个单刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个电阻箱以及若干导线)
7. (2026·广东·一模)某同学用如图甲所示的可拆变压器进行实验研究。
(1)如图乙,用“伏安法”测量200匝线圈的电阻(约几欧姆),电压表V内阻约3000Ω,电流表A内阻约2Ω,为了减小实验误差,V右端应该接至图中的________(选填“a”或“b”)位置。
(2)按图丙连接电路后,接通直流电源开关瞬间,发现灵敏电流计指针向右偏转一下;保持开关接通,将滑动变阻器的滑片快速向右滑动,灵敏电流计指针向________(选填“左”或“右”)偏转。
(3)将400匝原线圈与6V交流电相接,200匝副线圈与交流电压表相接,通电后交流电压表示数为2.9V。再将额定电压为2.8V的小灯泡与交流电压表并联,电压表示数减为1.3V,原因是________。
8. (2026·浙江杭州·二模)实验小组测量某一棒材的电阻率,测得其直径、长。实验室提供了如下器材:电流表(量程,电阻约为),电压表(量程,电阻约为),滑动变阻器(,额定电流),电源(,内阻约),多用电表,开关一只,导线若干。
(1)测量直径所用仪器是________
A.50分度的游标卡尺 B.螺旋测微器 C.毫米刻度尺
(2)用多用电表的“”欧姆挡粗测该棒的电阻值时,表盘上指针如图1所示,则该棒的电阻约为________。
(3)为更精确测量这根棒的电阻,实验小组用如图2所示的电路进行测量,导线①、②最优的连线方式应选________
A.①连,②连 B.①连,②连
C.①连,②连 D.①连,②连
(4)正确连接电路后,闭合开关,测得一组、值;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得到多组、值,并在坐标纸中作出关系图线,如图3所示。则:
①棒的电阻________(结果保留三位有效数字);
②棒电阻率________(结果保留三位有效数字)。
9. (2026·浙江·二模)某实验小组探究一热敏电阻阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
A.待测热敏电阻
B.烧杯、热水、温度计
C.微安表(量程,内阻等于)
D.电压表(量程0~1.5V,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流2A)
F.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流0.5A)
G.电源E(电动势1.5V,内阻约为)
H.多用电表,开关一个,导线若干
(1)先用多用电表(如图甲)预判热敏电阻随温度的变化趋势。将热敏电阻置于烧杯内,将水温调节至80℃,多用电表选择开关置于欧姆挡“×100”位置,将两表笔短接,旋动部件_________(选填“A”或“B”),使指针指向右边“”。将红、黑表笔并接在热敏电阻两端,多用电表的示数如图甲所示,此时热敏电阻阻值为_______。热水温度缓慢降至20℃的过程中,相同倍率下,多用电表指针偏转角越来越小,由此可判断热敏电阻阻值随温度的降低而_________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)为了精确测量不同温度下该热敏电阻的阻值,小组利用已有器材设计电路重新测量。要求通过热敏电阻的电流从零开始增大,为了调节方便,滑动变阻器应该选择(填器材前的字母标号)_________;
(3)请你按照实验要求用笔画线代替导线在答题卷中完成余下导线的连接;
(4)不考虑偶然误差,选用正确的电路所测量得到的热敏电阻的测量值_________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
10. (2025·浙江·一模)按要求完成下列填空;
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻,如图甲所示。
①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡,正确欧姆调零后进行测量,则黑表笔应接电压表的________(填“-”或“3”)接线柱。
②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时,与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角________(填“变小”、“变大”或“不变”),电压表指针偏角________(填“变小”、“变大”或“不变”)
(2)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量,可以消除这种系统误差。
该实验的第一步是:闭合电键,将电键接1,调节滑动变阻器和,使两电表指针指示在合适位置,记录此时两电表读数、;
第二步是:保持的滑片位置不动,适当调节另一滑动变阻器,使两电表指针指示在合适位置,将电键接2,记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是________。
⏳题型03 滑动变阻器的两类接法
11. (2026·浙江杭州·模拟预测)某同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0~5mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为3V,内阻很大),电流表A(量程为1mA,内阻为300Ω),电源E(电动势约为4V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ),定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω),开关S,导线若干。
(1)要求通过Rx的电流可在0~5mA范围内连续可调,在答题卡上将图1所示的器材符号连线,画出完整实验电路的原理图(部分电路已画出)____________;
(2)实验时,图1中的R应选最大阻值为____________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为____________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中,测得Rx两端的电压为2.30V,电流表的示数如图2所示,则此时流过Rx的电流为____________mA,此组数据得到的Rx的阻值为____________Ω(保留3位有效数字)。
12. (2025·浙江·二模)小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡,他对这个灯泡进行研究,先用欧姆表挡进行测量,正确操作后发现指针如图甲所示,小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻,找到了下列器材:
A.量程为3V的电压表,内阻约为3kΩ
B.量程为10mA的电流表,内阻为6Ω
C.滑动变阻器R1(0—10Ω)
D.滑动变阻器R2(0—100Ω)
E.电阻箱R(999.9Ω)
F.电源3V
开关及导线若干
(1)小刘同学发现电流表的量程太小,想改装成量程为40mA的电流表,则电流表与电阻箱______(填并联或串联),阻值为______Ω。
(2)若要求电压从0开始测量,滑动变阻器选______(填器材前的字母)
(3)根据所选器材,把实物连接图乙补充完整。
(4)根据所测量的数据,画出图线如图丙所示,若已知图线的斜率为k,则灯泡的电阻为______Ω
13. (2024·浙江·模拟预测)某同学为研究一只“3V,1.5W”小灯泡灯丝的电流随电压的变化规律
(1)先用如图所示的多用电表粗测其电阻,下列操作或判断正确的是______。
A.测量前应在两表笔断开时,调节Q使指针指在最左边电阻∞处
B.选择开关K应打b在位置
C.测量小灯泡电阻时电流从多用电表的“-”表笔插孔流出
(2)然后用电压表和电流表测定电流随电压变化的实验数据,要求灯泡两端的电压可从零开始调节。实验的部分线路如图乙所示,其中有一根接线错误的是______号导线,纠正错误后,请在图乙中完成完整的接线______。
(3)根据实验测得数据在坐标中描出数据点,反映其分布情况的下列各图中可能正确的是______。
A. B. C. D.
14. (2024·浙江杭州·一模)(1)根据实验器材说明书,“用双缝干涉测量光的波长”实验中小灯泡正常工作电压为8V~12V,现研究该小灯泡不同电压下的功率。
①某同学进行了正确的实验操作,并将实验数据在I-U坐标系中描点如图甲所示。请在图乙中补全实验的电路图,闭合开关前滑动变阻器应置于___________端(选填“a”或“b”)。
②某次测量时电压表量程为0~15V,指针偏转如图丙所示,则电压表读数为___________V,此时小灯泡电阻R=___________(计算结果保留2位有效数字)。
③由实验可知工作电压为8V时小灯泡的功率为___________W(计算结果保留2位有效数字)。
(2)图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图。
①双缝安装在图甲中___________位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
②本实验所用的电源为学生电源,如图乙所示。小灯泡为(1)中所用小灯泡,为使小灯泡正常工作,最合适的操作是___________
A.将小灯泡接“稳压6V”接线柱,打开电源开关
B.将小灯泡接“直流”接线柱,将电压旋钮转至12V,打开电源开关
C.将小灯泡接“交流”接线柱,将电压旋钮转至12V,打开电源开关
D.将小灯泡接“交流”接线柱,打开电源开关,将电压旋钮由2V逐渐转至12V
③已知双缝间距为0.3mm,屏离双缝距离为1.2m。以某种单色光照射双缝时,将测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐,手轮上的示数如图丙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,则这种光的波长是___________nm(保留3位有效数字)。
15. (2026·浙江绍兴·三模)图甲为测量金属丝电阻率的电路,相关器材的规格已在图中标出。
(1)合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)。
(2)小虞通过测量的电阻率来判断金属丝所使用的材料。测量金属丝的长度为50cm,直径为0.500mm。当电流表示数为0.50A时,电压表(量程0~3V)示数如图乙所示。几种常见导体材料在20℃时的电阻率见下表。
材料
ρ/(Ω·m)
材料
ρ/(Ω·m)
银
1.6×10−8
铁
1.0×10−7
铜
1.7×10−8
锰铜合金
4.4×10−7
铝
2.9×10−8
镍铜合金
5.0×10−7
钨
5.3×10−8
镍铬合金
1.0×10−6
则金属丝的电阻为________Ω,使用材料的是________(选填表中的材料名称)
⏳题型04 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
16. (2026·浙江·二模)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行测量。
(1)先测量电阻丝的长度L,再用螺旋测微器测量其直径,结果如图甲所示为_________mm。
(2)现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.量程为3V的电压表,内阻约为3kΩ
B.量程为100mA的电流表,内阻为0.6Ω
C.滑动变阻器R(0~2Ω)
D.电阻箱R(999.9Ω)
发现电流表的量程太小,需将电流表与电阻箱并联,改装成量程为400mA的电流表,则电阻箱接入的阻值为_________Ω。
(3)根据所选器材,把实物连接图乙补充完整。
(4)根据电流表和电压表所测量的数据,画出I-U图线如图丙所示,若已知图线的斜率为,则金属丝的电阻为_________Ω。(结果保留3位有效数字)
17. (2025·浙江绍兴·三模)如图所示为多用电表的内部部分电路图,用此多用电表测量一个未知阻值的电阻,
(1)选择开关应先旋至__________(选填“×10k”或“×100”)档进行欧姆调零;
(2)试测后若发现指针偏角过大,则应选择__________(选填“更大”或“更小”)的倍率档;
(3)若要增大欧姆表倍率档,应将红、黑表笔分别与接线柱__________(选填“AC”、“BC”或“CB”)相连;
(4)由于多用电表内的电池已长时间未更换(电动势不变,内阻变大),电阻的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
18. (2025·浙江·模拟预测)某同学为完成电容器系列实验,准备了如下器材:一只电解电容器(标称、25V)、一块电池(标称9V)、一个定值电阻(标称)、一块灵敏电流表(量程,内阻)、一块数字多用电表(选用直流20V挡,内阻为)、一只电感(标称)、一只电压传感器及电脑、一块机械秒表、开关和导线若干。
(1)在“观察电容器的充电现象”实验中,图1是准备过程中的器材及连接方式的局部照片,除黑表笔外,电池、开关等均已连接完毕;图2是测量过程中的灵敏电流表照片,读数为______。实验观察到,灵敏电流表的示数开始阶段逐渐减小,但减小到左右就不再变化。请根据这一现象判断测量过程中黑表笔实际接触的是______(在“—”和“”)接线柱。
(2)利用图1电路完成“观察电容器的放电过程”实验,断开开关,利用多用电表的内阻放电。实验时,在多用电表旁边摆放一只机械秒表,读取多组电压值和对应时刻,作出如图3所示的图线,可以看出,电压越小电压变化越______(选填“快”或“慢”)。该同学发现图线与课本上氡元素衰变的图线非常相似,则该放电过程的“半衰期”大约是______s。
(3)利用图3完成“探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验。时电容的放电电流为______(保留两位有效数字)。由图线得下表:
时间范围
电压变化
电量变化
0.86mC
0.69mC
其中,之间的电量变化是______mC(保留两位有效数字)。分析表格数据可知,在误差允许范围内,与成______(选填“正”或“反”)比。
(4)在“观察振荡电路中电压的波形”实验中,电路如图4所示,将电压传感器接到电容器的两端。根据图中参数,振荡周期的理论值为______ms(保留三位有效数字)。先将开关打到1,稳定后再打到2,得到如图5所示的波形,振幅衰减的可能原因是________________________。
19. (2026·浙江绍兴·一模)小明在“测定金属的电阻率”实验中,使用了以下器材:直流电源(电动势E=3V、内阻可忽略不计)、电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)、电压表(量程0~3V,内阻约为3000Ω)、滑动变阻器R(量程0~5Ω、额定电流3A)、开关S、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺、待测金属丝(阻值约为1.5Ω)。
(1)他设计了如图所示的电路图,电压表尚未连接完整,根据题设条件,电压表右端应接在图中的(选填“a点”或“b点”)__________。
(2)他用毫米刻度尺测得金属丝长度为30.00cm,螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,此读数为__________mm。
(3)他设计好正确的电路图后,进行正确的实验操作,获得多组电流表和电压表的读数,其中某一次电压表的读数应为图中的__________(选填“甲”或“乙”)。
(4)根据数据建立了如图所示的图像,可求得金属丝的电阻率为__________Ω·m(保留三位有效数字),所求得金属丝电阻率比真实值要__________(选填“偏小”或“偏大”)。
20. (2025·浙江·一模)某实验小组准备测量一款充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,内阻小。
(1)他们先用多用电表的10V直流电压挡直接测量充电宝电动势,表盘示数如图1所示,则充电宝的电动势为______V;
(2)小组同学进一步用伏安法测量充电宝的电动势与内阻,讨论后设计了如图2所示的电路,其中为定值电阻,为电阻箱,为滑动变阻器。图3为相应的未完成的实物连线图,请补线完成;
(3)已知伏特表量程为3V,内阻为3,定值电阻Ω,把变阻箱的阻值也调为3,调节滑动变阻器,得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图4,则该充电宝的电动势______V(保留3位有效数字),内阻______Ω(保留2位有效数字)。
(4)针对下列不同规格的滑动变阻器,本实验选择______。
A.最大电流5A,最大阻值20Ω
B.最大电流3A,最大阻值200Ω
C.最大电流0.5A,最大阻值20Ω
(5)定值电阻的作用是______。
重难·创新演练
21. 某物理兴趣小组要测量一干电池的电动势和内阻,要求尽可能减小实验误差。实验室提供器材如下:
待测干电池
电流表A1:量程,内阻约为
电流表A2:量程,内阻为
滑动变阻器:阻值范围为
电阻箱:阻值范围为
开关S、导线若干
(1)该小组利用给定的器材设计了以下三种测量电路图,其中较为合理的电路图为图 (选填“甲”“乙”或“丙”)
22. 某同学想把量程为0~3V但内阻未知(约为几千欧)的电压表V改装成量程为0~15V的电压表,并进行校准。实验室提供的器材为:
A.待测电压表V;
B.电阻箱R(最大阻值为99999.9Ω);
C.最大阻值为100Ω的滑动变阻器;
D.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器;
E.电源(电动势约15V,内阻很小);
F.开关S、导线若干。
(1)在改装前,需要对电压表内阻进行测量,他画出了甲、乙两个电路图,为能够尽可能减小测量误差,电路图应该选 (选填“甲”或“乙”),滑动变阻器R0应该选 (选填“C”或“D”)。
23. 兴趣小组要测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该小组先设计了如图甲所示电路,实验时将电压表负极接线分别试触a和b发现电压表示数变化更明显,则电压表应该接 (选填“a”或“b”),测得结果R测 R真(选填“>”“=”或“<”);
24. 每年均有因燃气泄漏导致事故发生的事例,某实验小组找来气敏传感器,通过实验测定其阻值随燃气浓度变化的规律,实验器材如下:
A.气敏传感器(其阻值随浓度变化范围从几欧姆到几十欧姆)
B.直流电源E(电动势为,内阻很小)
C.电流表A(量程,内阻很小)
D.电压表(量程为,内阻为)
E.电压表(量程为,内阻为)
F.电阻箱(最大阻值为)
G.电阻箱(最大阻值为)
H.滑动变阻器R(阻值为)
I.开关一个,导线若干
(1)实验小组设计的实验电路如图甲所示,请将电路中的连线补充完整;
(2)实验中电压表应选用 、电阻箱应选用 (填器材前面的序号);
(3)实验中测定的气敏传感器的阻值随燃气浓度变化的图像如图乙所示,查阅资料知道,天然气的爆炸临界浓度范围约为(体积百分比),这意味着当空气中的天然气浓度高于或低于时,就不会发生爆炸。若某次实验中电压表和电流表的示数分别为和,电阻箱接入电路的阻值与所选电压表的内阻相等,则气敏传感器的阻值 ,此时 (选填“会”或“不会”)发生爆炸危险。
25. 某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体。无缝连接而成,电阻率ρ₁已知,L₂的电阻率ρ₂未知。
(1)先用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,其读数d= mm。
26. 某实验小组欲测量新、旧电池的电动势E和内阻r,实验室提供了以下器材:
待测新电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω)
待测旧电池一节(电动势约为1.2V,内阻约为2Ω)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
电流表A(具有一定内阻,量程0~0.6A)
滑动变阻器(额定电流2A)
滑动变阻器(额定电流0.5A)
定值电阻(阻值20.0Ω,额定功率10W)
定值电阻(阻值2.0Ω,额定功率5W)
开关S,导线若干
如图(a)为实验电路原理图
(1)请用笔画线代替导线在图(b)中完成实物连接图。
(2)为了更准确地测量新电池的电动势和内阻,滑动变阻器应选用 (填“”或“”),保护电阻应选用 (填“”或“”)。
真题·实战演练
27. (2024·浙江·高考真题)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡_______(选填””或“”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管_________(选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接________接线柱(选填“a"“b”“c”或“d”),Q应连接_________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=__________mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是__________元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在_________V范围。
28. (2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与________(选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与___________(选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于____________(选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________(选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
29. (2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数,电流表的示数如图2所示,其读数___________A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表___________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:
①器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图___________;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻___________。此方法___________(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是___________。
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重难模块十一 电学实验基础(专项训练)
目录
模拟·基础演练 1
⏳题型01 常用仪器的使用与读数 1
⏳题型02 电流表的两类接法 6
⏳题型03 滑动变阻器的两类接法 13
⏳题型04 电学实验的设计、仪器选择及实物连线 21
重难·创新演练 28
真题·实战演练 32
模拟·基础演练
考查重点:常用仪器的使用与读数 电流表的两类接法 滑动变阻器的两类接法 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
⏳题型01 常用仪器的使用与读数
1. (2026·浙江绍兴·二模)实验小组用双缝干涉测某激光的波长,实验装置如图1所示。已知双缝的间距,光源到双缝的距离,双缝到白板的距离,则
(1)如图2所示的干涉图样,用游标卡尺测量第1和第6亮条纹之间的距离,则图示游标卡尺的读数为______mm,通过计算求得该激光的波长______nm。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。(单选)
A.若增大双缝间距,所得干涉条纹间距将变宽
B.若减小光源到双缝距离,所得干涉条纹间距将变窄
C.若将绿色光源改为红色光源,所得干涉条纹间距将变宽
D.在光源前放一细玻璃棒,可使点光源变为线光源,但会导致所得波长偏小
【答案】(1) 25.9 518
(2)C
【详解】(1)[1]图2可知该游标卡尺精度为0.1mm,则读数
根据
其中,
代入题中数据,联立解得
(2)A.根据可知,若增大双缝间距,所得干涉条纹间距将变窄,故A错误;
B.根据可知,若减小光源到双缝距离,所得干涉条纹间距不变,故B错误;
C.若将绿色光源改为红色光源,则波长变长,根据可知,所得干涉条纹间距将变宽,故C正确;
D.玻璃棒只改变光路,不改变光的波长,故D错误。
故选C。
2. (2026·浙江绍兴·二模)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示。
(1)图1中打点计时器使用的电源为______(选填“交流8 V”或“交流220 V”)
(2)本实验中,下列操作过程没有必要的是 (单选)
A.调节轨道的倾斜程度以补偿小车所受的阻力
B.小车应从靠近打点计时器处释放
C.应先接通电源,再释放小车
(3)实验所用交流电频率为50 Hz,经正确操作后打出一条纸带,取其中清晰一段,每隔4个点取1个计数点,标记为O、A、B、C、D、E、F,如图2所示。根据图中刻度尺的示数,打下计数点C时小车的速度大小为______m/s,小车做匀加速运动的加速度大小为_____m/s2。(以上结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)交流220 V
(2)A
(3) 0.32 0.36
【详解】(1)图1中打点计时器为电火花打点计时器,因此使用的电源为交流220V。
(2)A.本实验仅探究速度随时间变化规律,不需要平衡阻力,此操作无必要,故A正确;
B.小车靠近计时器释放,能打出更多点,必要,故B错误;
C.先通电再放小车,保证起点有清晰点,必要,故C错误。
故选A。
(3)[1]每隔4个点取1个计数点,则相邻计数点时间间隔t=0.1s,则打下计数点C时小车的速度大小为
[2]逐差法可知
3. (2026·浙江绍兴·二模)研究小组自制电子秤。器材有:直流电源(铭牌上标注6.0V,内阻可忽略);电压表(量程选用,内阻很大);粗细均匀同种材料制成的电阻丝(总长,总阻值);电阻箱;轻质弹簧(劲度系数);托盘(质量);开关,导线若干。图1所示为电子秤的原理图(电压表连接情况未画出),操作步骤如下:
步骤①:托盘中未放物体,导体杆右端位于
电阻丝的上端处,闭合开关,电压表示数刚好为零。
步骤②:托盘中缓慢加入细砂,托盘静止后,导体杆右端位于电阻丝的下端处(弹簧始终处于弹性限度内)。调节电阻箱,使电压表示数为步骤③:保持不变,移去细砂,放上待测物体,记录电压表示数,换算成物体质量。
(1)电压表应连接在图1中哪两点间?_________
A.与 B.与 C.与
(2)某次测量时,电压表指针如图2所示,电压________V,被测物体质量_______(结果保留3位有效数字);
(3)为使测得的物体质量范围变大,可改进的方法有_________;
A.换用更长的电阻丝 B.换用电动势更大的电源
C.换用量程更大的电压表 D.换用弹簧劲度系数更大的弹簧
(4)若电源的实际电动势小于,研究小组仍按上述步骤①~③正确操作。理论上,物体质量的测量结果_________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【答案】(1)A
(2) 1.40/1.39/1.41 1.87/1.85#1.88
(3)AD
(4)等于
【详解】(1)电路中整体与串联,总电流恒定,托盘中未放物体时,在端,要求电压表示数为零,说明电压表测量与之间的电压,故电压表应连接在图1中与两点之间。
故选A。
(2)[1]电压表量程为,分度值为,故指针读数为
[2]放待测物体,额外压缩量满足
电压
可得与成正比,设加入细砂质量为,导体杆右端位于电阻丝的下端时有,
则
所以
代入数据可得
(3)最大可测质量满足,要增大测量范围,可以换用更长的电阻丝或换用劲度系数更大的弹簧,电动势和电压表量程不改变,AD正确,BC错误;
故选AD。
(4)电源电动势偏小,操作时仍会在步骤②调节,使在处时电压表示数为,校准后与的比例关系不变,因此测量结果等于真实值。
4. (2026·浙江温州·二模)在“用单摆测量重力加速度”的实验中,
(1)如图1所示,摆线上端有甲、乙两种悬挂方式,应该选择__________(选填“甲”或“乙”);
(2)单摆做50次全振动,用秒表记录时间如图2所示,则时间为__________s;
(3)发现某次实验测得的重力加速度g偏大,可能的原因是__________(多选)。
A.测量的摆长偏大 B.开始计时时,秒表按下太早
C.误将50次全振动记为49次 D.实际做了圆锥摆运动
【答案】(1)乙
(2)
(3)AD
【详解】(1)单摆实验要求摆动过程中摆长保持不变,甲方式摆动时摆线会滑动,摆长会发生变化,乙方式悬点固定,摆长不变,因此选乙。
(2)秒表读数为小表盘(分钟盘)加大表盘(秒盘),由图可知,小表盘指针在之间,且超过,则小表盘读数为
大表盘不需要估读,直接读取最接近的刻度值,读数为
总时间为
(3)A.根据单摆周期公式
推导得
测量摆长偏大,由公式可知计算得到的偏大,A正确;
B.秒表按下太早,测得总时间偏大,周期
故周期偏大,计算得到的偏小,B错误;
C.将50次全振动记为49次,偏小,根据周期
计算得到的周期偏大,偏小,C错误;
D.若做圆锥摆运动,圆锥摆的等效摆长为,计算时代入了偏大的摆长,测得的偏大,D正确。
故选AD。
5. (2025·浙江绍兴·一模)某同学利用图1所示单摆装置验证机械能守恒定律。已知悬点到金属圆柱体重心的距离L=60.00cm,圆柱体以一定的摆角由静止释放,光电门记录挡光时间。
(1)如图2所示,用游标卡尺测得金属圆柱体直径D=______mm;圆柱体以10°摆角由静止释放,光电门记录读数,可得圆柱体经过光电门的瞬时速度v=______m/s(结果保留2位有效数字)。由于圆柱体经过光电门时的挡光路径并非完全等于直径D,故以上方法求得的瞬时速度与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)已知圆柱体的质量m=100g,设,重力加速度g取9.8m/s2,可知圆柱体从初始位置到最低点的过程中,减少的重力势能=______J。(结果保留3位有效数字)。
(3)对该实验的评价,下列叙述正确的是________
A.该实验产生误差的来源并非只有空气阻力
B.若用金属球代替圆柱体,测得的瞬时速度会更精确
C.测量挡光的时间,需将圆柱体多次从同一位置静止释放求平均值
D.用该实验装置验证机械能守恒定律,圆柱体释放时的摆角不能超过5°
【答案】(1) 25.0 0.41 偏小
(2)8.82×10-3
(3)AC
【详解】(1)[1]由图2可知,游标卡尺的读数为
[2]圆柱体经过光电门的瞬时速度为
[3]由于圆柱体经过光电门时的挡光路径并非完全等于直径D,即圆柱体倾斜经过光电门,使得的真实值偏大,则由计算瞬时速度时,故以上方法求得的瞬时速度与真实值相比偏小。
(2)圆柱体从初始位置到最低点的过程中,减少的重力势能为
(3)A.该实验产生误差的来源除了空气阻力之外,还有挡光路径并不一定是直径以及测量误差,故A正确;
B.金属球的挡光宽度相对于圆柱体而言,更难确定,故B错误;
C.将圆柱体多次从同一位置静止释放求平均值可以减小挡光时间的偶然误差,故C正确;
D.用该实验装置验证机械能守恒定律,圆柱体释放时的摆角没有要求,故D错误。
故选AC。
⏳题型02 电流表的两类接法
6. (2026·浙江宁波·二模)某同学用不同方式测量了某未知电阻的阻值。
(1)用多用电表测量时,该同学首先选择了“”挡位,正确操作后读数,发现指针偏转过大,随后调整为______挡位(选填“×10”或“×1000”),正确操作后获得了合理的测量值如图1所示,则______。
(2)用伏安法测电阻时,该同学尝试了甲、乙两种测量电路(局部如图2所示),已知电压表内阻约为2kΩ,电流表内阻约为5Ω,则正确测量计算得到的______(选填“<”、“>”或“=”),其中______(选填“甲”或“乙”)的结果更接近真实值。
(3)当用等效法测电阻时,该同学首先设计了合理的电路图,请你猜测并在答题卷相应位置画出该同学所用电路图。(可选仪器包括一个电源、一个电流表、一个单刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个电阻箱以及若干导线)
【答案】(1) ×10 190/190.0
(2) > 甲
(3)
【详解】(1)[1][2]选择了“”挡位,发现指针偏转过大,应调整为“×10”挡位,可知未知电阻的测量值为
(2)[1]甲为电流表内接法,测量计算得到的值为与电流表串联的总电阻,所以
乙为电流表外接法,测量计算得到的值为与电压表并联后的总电阻,所以
因此
[2]已知,,
计算得
说明属于较大电阻,内接法的误差更小,因此甲的结果更接近真实值。
(3)等效替代法电路图如图所示
7. (2026·广东·一模)某同学用如图甲所示的可拆变压器进行实验研究。
(1)如图乙,用“伏安法”测量200匝线圈的电阻(约几欧姆),电压表V内阻约3000Ω,电流表A内阻约2Ω,为了减小实验误差,V右端应该接至图中的________(选填“a”或“b”)位置。
(2)按图丙连接电路后,接通直流电源开关瞬间,发现灵敏电流计指针向右偏转一下;保持开关接通,将滑动变阻器的滑片快速向右滑动,灵敏电流计指针向________(选填“左”或“右”)偏转。
(3)将400匝原线圈与6V交流电相接,200匝副线圈与交流电压表相接,通电后交流电压表示数为2.9V。再将额定电压为2.8V的小灯泡与交流电压表并联,电压表示数减为1.3V,原因是________。
【答案】(1)a
(2)左
(3)可拆变压器不是理想变压器,存在电阻,接负载后副线圈产生电流,副线圈存在电阻分压,导致输出电压降低。
【详解】(1)待测电阻约几欧姆,电流表内阻,电压表内阻,满足
所以待测电阻属于小电阻,所以为了减小误差,应采用电流表外接法,故电压表右端应接a。
(2)接通开关瞬间,原线圈的电流从零增大,穿过副线圈的磁通量增加,灵敏电流计向右偏转;当滑动变阻器的滑片快速向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,原线圈的电流减小,导致穿过副线圈的磁通量减小,因此磁通量变化趋势与接通开关时相反,故感应电流方向与接通开关时相反,所以灵敏电流计向左偏转。
(3)已知理想变压器电压比满足
本题中可拆变压器线圈导线存在电阻,空载时损耗较小,电压接近理论值;当将小灯泡与交流电压表并联后,副线圈有工作电流,线圈电阻的电压降带来的能量损耗明显增大,因此副线圈输出电压大幅降低。
8. (2026·浙江杭州·二模)实验小组测量某一棒材的电阻率,测得其直径、长。实验室提供了如下器材:电流表(量程,电阻约为),电压表(量程,电阻约为),滑动变阻器(,额定电流),电源(,内阻约),多用电表,开关一只,导线若干。
(1)测量直径所用仪器是________
A.50分度的游标卡尺 B.螺旋测微器 C.毫米刻度尺
(2)用多用电表的“”欧姆挡粗测该棒的电阻值时,表盘上指针如图1所示,则该棒的电阻约为________。
(3)为更精确测量这根棒的电阻,实验小组用如图2所示的电路进行测量,导线①、②最优的连线方式应选________
A.①连,②连 B.①连,②连
C.①连,②连 D.①连,②连
(4)正确连接电路后,闭合开关,测得一组、值;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得到多组、值,并在坐标纸中作出关系图线,如图3所示。则:
①棒的电阻________(结果保留三位有效数字);
②棒电阻率________(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)B
(2)2000//
(3)C
(4) // //
【详解】(1)已知测得该棒材的直径为,精确到了千分之一毫米,只有螺旋测微器的精度值为,可以满足测量到千分之一毫米的要求,而50分度的游标卡尺的精度值为,毫米刻度尺的精度值为,都无法达到的精度,故测量直径所用仪器是螺旋测微器。
故选B。
(2)由图1可知,多用电表选择的是“”欧姆挡,表盘指针指向“20”,所以该棒的电阻约为
(3)已知待测电阻的阻值约为,电流表的电阻约为,电压表的电阻约为,因为
满足
所以电流表应采用内接法,即导线①连接接线柱;由于滑动变阻器阻值的取值范围为,远小于待测电阻的阻值,则为了方便调节电压,滑动变阻器应采用分压式接法,所以导线②应连接接线柱。
故选C。
(4)[1] 根据欧姆定律可得棒的电阻为
[2] 根据电阻定律
可得棒电阻率为
又因为
代入数据联立解得
9. (2026·浙江·二模)某实验小组探究一热敏电阻阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
A.待测热敏电阻
B.烧杯、热水、温度计
C.微安表(量程,内阻等于)
D.电压表(量程0~1.5V,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流2A)
F.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流0.5A)
G.电源E(电动势1.5V,内阻约为)
H.多用电表,开关一个,导线若干
(1)先用多用电表(如图甲)预判热敏电阻随温度的变化趋势。将热敏电阻置于烧杯内,将水温调节至80℃,多用电表选择开关置于欧姆挡“×100”位置,将两表笔短接,旋动部件_________(选填“A”或“B”),使指针指向右边“”。将红、黑表笔并接在热敏电阻两端,多用电表的示数如图甲所示,此时热敏电阻阻值为_______。热水温度缓慢降至20℃的过程中,相同倍率下,多用电表指针偏转角越来越小,由此可判断热敏电阻阻值随温度的降低而_________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)为了精确测量不同温度下该热敏电阻的阻值,小组利用已有器材设计电路重新测量。要求通过热敏电阻的电流从零开始增大,为了调节方便,滑动变阻器应该选择(填器材前的字母标号)_________;
(3)请你按照实验要求用笔画线代替导线在答题卷中完成余下导线的连接;
(4)不考虑偶然误差,选用正确的电路所测量得到的热敏电阻的测量值_________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) B 600/600.0 增大
(2)E
(3)
(4)等于
【详解】(1)[1]进行欧姆调零时,选择倍率后将两表笔短接,然后旋动欧姆调零旋钮(即B),使指针指向右边“”;
[2]由图甲可知,热敏电阻阻值为;
[3]热水温度缓慢降至20℃的过程中,相同倍率下,多用电表指针偏转角越来越小,因欧姆表的表盘越靠左数值越大,说明热敏电阻的阻值增大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的降低而增大。
(2)要求通过热敏电阻的电流从零开始增大,则必须将滑动变阻器连接为分压式,为了调节方便,滑动变阻器应选择阻值较小的,即选E。
(3)因微安表的内阻已知,故应将微安表内接,并且将滑动变阻器连接为分压式,实物图的连接如图所示
(4)微安表的内阻已知,设为,故热敏电阻的测量值
则若不考虑偶然误差,热敏电阻的测量值等于真实值。
10. (2025·浙江·一模)按要求完成下列填空;
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻,如图甲所示。
①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡,正确欧姆调零后进行测量,则黑表笔应接电压表的________(填“-”或“3”)接线柱。
②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时,与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角________(填“变小”、“变大”或“不变”),电压表指针偏角________(填“变小”、“变大”或“不变”)
(2)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量,可以消除这种系统误差。
该实验的第一步是:闭合电键,将电键接1,调节滑动变阻器和,使两电表指针指示在合适位置,记录此时两电表读数、;
第二步是:保持的滑片位置不动,适当调节另一滑动变阻器,使两电表指针指示在合适位置,将电键接2,记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是________。
【答案】(1) 3 变小 变小
(2)
【详解】(1)[1]多用电表欧姆挡的黑表笔接内部电源的正极,测量电压表内阻时,电流应从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,所以黑表笔应接电压表的“3”接线柱;
[2][3]电压表的量程越大,内阻越大,用多用电表欧姆挡的同一挡位测量时,根据闭合电路欧姆定律可知,电压表的内阻越大,则通过欧姆表的电流越小,故与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角变小;而通过电压表的电流越小,电压表指针的偏角越小,故电压表指针偏角变小。
(2)由欧姆定律可知,
两式相减得
⏳题型03 滑动变阻器的两类接法
11. (2026·浙江杭州·模拟预测)某同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0~5mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为3V,内阻很大),电流表A(量程为1mA,内阻为300Ω),电源E(电动势约为4V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ),定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω),开关S,导线若干。
(1)要求通过Rx的电流可在0~5mA范围内连续可调,在答题卡上将图1所示的器材符号连线,画出完整实验电路的原理图(部分电路已画出)____________;
(2)实验时,图1中的R应选最大阻值为____________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为____________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中,测得Rx两端的电压为2.30V,电流表的示数如图2所示,则此时流过Rx的电流为____________mA,此组数据得到的Rx的阻值为____________Ω(保留3位有效数字)。
【答案】(1)
(2) 10Ω 75Ω
(3) 4.20 548
【详解】(1)实验要求通过Rx的电流可在0~5mA范围内连续可调,由于电流表量程较小,所以需要将电流表与定值电阻并联,从而扩大电流表量程,进而准确测量通过的电流,电压表单独测量的电压;滑动变阻器应采用分压式接法,电表从0开始测量,满足题中通过Rx的电流从0~5mA连续可调,电路图如图所示
(2)[1]由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器应选择阻值较小的10Ω的滑动变阻器;
[2]根据电流表的改装原理可得
代入数据解得
(3)[1]由于电流表每一小格为0.02mA,所以电流表示数为0.84mA,所以流过Rx的电流为
[2]根据欧姆定律可得
12. (2025·浙江·二模)小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡,他对这个灯泡进行研究,先用欧姆表挡进行测量,正确操作后发现指针如图甲所示,小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻,找到了下列器材:
A.量程为3V的电压表,内阻约为3kΩ
B.量程为10mA的电流表,内阻为6Ω
C.滑动变阻器R1(0—10Ω)
D.滑动变阻器R2(0—100Ω)
E.电阻箱R(999.9Ω)
F.电源3V
开关及导线若干
(1)小刘同学发现电流表的量程太小,想改装成量程为40mA的电流表,则电流表与电阻箱______(填并联或串联),阻值为______Ω。
(2)若要求电压从0开始测量,滑动变阻器选______(填器材前的字母)
(3)根据所选器材,把实物连接图乙补充完整。
(4)根据所测量的数据,画出图线如图丙所示,若已知图线的斜率为k,则灯泡的电阻为______Ω
【答案】(1) 并联 2
(2)C
(3)
(4)
【详解】(1)[1]并联可以分流,要扩大电流表的量程,需并联一个定值电阻;
[2]根据并联电路的特点及欧姆定律可得
代入数据解得,并联电阻的阻值为
(2)实验要求电压从0开始变化,故滑动变阻器采用分压接法,为了便于实验调节,应选用规格较小的滑动变阻器,故选,即选C。
(3)由于电流表的内阻已知,故电流表采用内接法,结合上述分析可知,滑动变阻器采用分压式接法,电路连接情况如下
(4)根据欧姆定律可得
其中,
整理可得
故在图像中,其斜率为
解得
13. (2024·浙江·模拟预测)某同学为研究一只“3V,1.5W”小灯泡灯丝的电流随电压的变化规律
(1)先用如图所示的多用电表粗测其电阻,下列操作或判断正确的是______。
A.测量前应在两表笔断开时,调节Q使指针指在最左边电阻∞处
B.选择开关K应打b在位置
C.测量小灯泡电阻时电流从多用电表的“-”表笔插孔流出
(2)然后用电压表和电流表测定电流随电压变化的实验数据,要求灯泡两端的电压可从零开始调节。实验的部分线路如图乙所示,其中有一根接线错误的是______号导线,纠正错误后,请在图乙中完成完整的接线______。
(3)根据实验测得数据在坐标中描出数据点,反映其分布情况的下列各图中可能正确的是______。
A. B. C. D.
【答案】(1)C
(2) ⑤
(3)B
【详解】(1)A.测量前应在两表笔短接时,调节Q使指针指在最右边电阻0处,A错误;
B.由于小灯泡正常发光时的电阻为左右,故选择开关K应打a在位置,B错误;
C.根据多用表“红进黑出”的原理,且黑表笔插在“-”的孔,电流应从多用电表的“-”表笔插孔流出,C正确。
故选C。
(2)[1]小灯泡正常发光时的电流为0.5A,故电流表选择的量程即可,因此,⑤导线连接错误;
[2]由于小灯泡的电阻较小,故电流表采用外接法,实验要求灯泡两端的电压可从零开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法,实物连接情况如图所示
(3)根据实验要求,电压从零开始调节,小灯泡的电阻较小,且会随温度的变化而发生变化,故其不是线性关系,符合条件的只有B图。
故选B。
14. (2024·浙江杭州·一模)(1)根据实验器材说明书,“用双缝干涉测量光的波长”实验中小灯泡正常工作电压为8V~12V,现研究该小灯泡不同电压下的功率。
①某同学进行了正确的实验操作,并将实验数据在I-U坐标系中描点如图甲所示。请在图乙中补全实验的电路图,闭合开关前滑动变阻器应置于___________端(选填“a”或“b”)。
②某次测量时电压表量程为0~15V,指针偏转如图丙所示,则电压表读数为___________V,此时小灯泡电阻R=___________(计算结果保留2位有效数字)。
③由实验可知工作电压为8V时小灯泡的功率为___________W(计算结果保留2位有效数字)。
(2)图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图。
①双缝安装在图甲中___________位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
②本实验所用的电源为学生电源,如图乙所示。小灯泡为(1)中所用小灯泡,为使小灯泡正常工作,最合适的操作是___________
A.将小灯泡接“稳压6V”接线柱,打开电源开关
B.将小灯泡接“直流”接线柱,将电压旋钮转至12V,打开电源开关
C.将小灯泡接“交流”接线柱,将电压旋钮转至12V,打开电源开关
D.将小灯泡接“交流”接线柱,打开电源开关,将电压旋钮由2V逐渐转至12V
③已知双缝间距为0.3mm,屏离双缝距离为1.2m。以某种单色光照射双缝时,将测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐,手轮上的示数如图丙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,则这种光的波长是___________nm(保留3位有效数字)。
【答案】(1) ,a
(2) C D
【详解】(1)[1]小灯泡的电压和电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,补全后的电路图如图
为了保护负载,闭合开关前滑动变阻器应置于a端;
[2] 电压表量程为,每小格表示,读数时精确到,故读数为;
[3]由图甲可知,电压为时,电流为,故
[4]由图甲可知,电压为时,电流为,故
(2)[1] A处为透镜,B处为单缝,故双缝应安装在C位置;
[2]小灯泡可以使用直流电压也可以使用交流电压,但为了使小灯泡正常工作且不损坏小灯泡,打开电源开关之前,旋钮应处于电压很低的位置,打开电源开关后,再把电压缓慢调至正常工作电压,故选D;
[3]图丙和图丁的读数分别为和,故相邻两条亮纹间的距离为
由,得
15. (2026·浙江绍兴·三模)图甲为测量金属丝电阻率的电路,相关器材的规格已在图中标出。
(1)合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)。
(2)小虞通过测量的电阻率来判断金属丝所使用的材料。测量金属丝的长度为50cm,直径为0.500mm。当电流表示数为0.50A时,电压表(量程0~3V)示数如图乙所示。几种常见导体材料在20℃时的电阻率见下表。
材料
ρ/(Ω·m)
材料
ρ/(Ω·m)
银
1.6×10−8
铁
1.0×10−7
铜
1.7×10−8
锰铜合金
4.4×10−7
铝
2.9×10−8
镍铜合金
5.0×10−7
钨
5.3×10−8
镍铬合金
1.0×10−6
则金属丝的电阻为________Ω,使用材料的是________(选填表中的材料名称)
【答案】(1) 或 断路
(2) 2.4 镍铬合金
【详解】(1)[1][2]合上开关,移动滑动变阻器滑片时,电压表和电流表指针几乎不变,说明电路中出现了断路故障。
若金属丝所在的7-8或8-9之间断路,电流只能通过电压表支路。电压表内阻很大(约3kΩ),导致电路中电流几乎不变,电流表读数极小且不变;电压表读数接近电源电压,移动滑片对电路影响很小。
(2)[1][2]电压表量程0~3V,分度值0.1V,图乙中指针示数为1.20V。
金属丝的电阻:
金属丝长度,直径,横截面积:
电阻率:
与表格对比,最接近镍铬合金的电阻率。
⏳题型04 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
16. (2026·浙江·二模)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行测量。
(1)先测量电阻丝的长度L,再用螺旋测微器测量其直径,结果如图甲所示为_________mm。
(2)现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.量程为3V的电压表,内阻约为3kΩ
B.量程为100mA的电流表,内阻为0.6Ω
C.滑动变阻器R(0~2Ω)
D.电阻箱R(999.9Ω)
发现电流表的量程太小,需将电流表与电阻箱并联,改装成量程为400mA的电流表,则电阻箱接入的阻值为_________Ω。
(3)根据所选器材,把实物连接图乙补充完整。
(4)根据电流表和电压表所测量的数据,画出I-U图线如图丙所示,若已知图线的斜率为,则金属丝的电阻为_________Ω。(结果保留3位有效数字)
【答案】(1)0.670/0.671/0.669
(2)0.2
(3)
(4)4.85
【详解】(1)根据螺旋测微器的测量原理,直径为
(2)根据改装的原则,要并入的电阻大小为R,则有
可解得
(3)由于滑动变阻器的最大阻值小于待测量的电阻丝阻值大小,为了更好的调节,应选择分压接法;由于改装后的电流计内阻是已知的,应将电流表内接,可以去除系统误差;综上所述,电路如下:
(4)改装后的电流计的内阻为
根据欧姆定律可知,
变形后即
可解得待测电阻丝为
17. (2025·浙江绍兴·三模)如图所示为多用电表的内部部分电路图,用此多用电表测量一个未知阻值的电阻,
(1)选择开关应先旋至__________(选填“×10k”或“×100”)档进行欧姆调零;
(2)试测后若发现指针偏角过大,则应选择__________(选填“更大”或“更小”)的倍率档;
(3)若要增大欧姆表倍率档,应将红、黑表笔分别与接线柱__________(选填“AC”、“BC”或“CB”)相连;
(4)由于多用电表内的电池已长时间未更换(电动势不变,内阻变大),电阻的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)×100
(2)更小
(3)AC
(4)不变
【详解】(1)测量未知电阻时,一般先选择中间倍率档(如 ×100 档)进行试测,方便后续根据指针偏角调整倍率。
(2)指针偏角过大,说明被测电阻阻值较小,根据欧姆表 “倍率越大,测量大电阻;倍率越小,测量小电阻” 的特点,应选择更小的倍率档。
(3)欧姆表倍率档增大,意味着内阻增大。将红、黑表笔分别与接线柱AC相连时,两个电阻R串联后再与表头G并联,之后与另一个滑动变阻器R并联,相比与BC相连,总内阻更大,可增大欧姆表倍率档。
(4)根据,电池电动势E不变,内阻r变大,但欧姆调零时会调整滑动变阻器R,使(包括电池内阻r、表头内阻、滑动变阻器阻值等)满足所以测量时,I与的关系不变,电阻的测量值不变。
18. (2025·浙江·模拟预测)某同学为完成电容器系列实验,准备了如下器材:一只电解电容器(标称、25V)、一块电池(标称9V)、一个定值电阻(标称)、一块灵敏电流表(量程,内阻)、一块数字多用电表(选用直流20V挡,内阻为)、一只电感(标称)、一只电压传感器及电脑、一块机械秒表、开关和导线若干。
(1)在“观察电容器的充电现象”实验中,图1是准备过程中的器材及连接方式的局部照片,除黑表笔外,电池、开关等均已连接完毕;图2是测量过程中的灵敏电流表照片,读数为______。实验观察到,灵敏电流表的示数开始阶段逐渐减小,但减小到左右就不再变化。请根据这一现象判断测量过程中黑表笔实际接触的是______(在“—”和“”)接线柱。
(2)利用图1电路完成“观察电容器的放电过程”实验,断开开关,利用多用电表的内阻放电。实验时,在多用电表旁边摆放一只机械秒表,读取多组电压值和对应时刻,作出如图3所示的图线,可以看出,电压越小电压变化越______(选填“快”或“慢”)。该同学发现图线与课本上氡元素衰变的图线非常相似,则该放电过程的“半衰期”大约是______s。
(3)利用图3完成“探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验。时电容的放电电流为______(保留两位有效数字)。由图线得下表:
时间范围
电压变化
电量变化
0.86mC
0.69mC
其中,之间的电量变化是______mC(保留两位有效数字)。分析表格数据可知,在误差允许范围内,与成______(选填“正”或“反”)比。
(4)在“观察振荡电路中电压的波形”实验中,电路如图4所示,将电压传感器接到电容器的两端。根据图中参数,振荡周期的理论值为______ms(保留三位有效数字)。先将开关打到1,稳定后再打到2,得到如图5所示的波形,振幅衰减的可能原因是________________________。
【答案】(1) 188/189/190/191/192
(2) 慢 330 350
(3) 9.4/9.2/9.3/9.5/9.6 0.52/0.53/0.54/0.55/0.56 正
(4) 2.95 电阻消耗或电磁辐射
【详解】(1)[1]由图可知,灵敏电流表的分度值为10,所以读数为;
[2]由题意可知,当电容器充电完成后,电容器没有电流通过,但依然有电流通过灵敏电流计,所以电路为灵敏电流计的外接,即黑表笔实际接触的是接线柱。
(2)[1]图线的斜率表示电压变化的快慢,由图可知,斜率越来越小,所以电压越小电压变化越慢;
[2]由图可知,电压从8V降低到4V所用时间为
所以该放电过程的“半衰期”大约是350s。
(3)[1]因为断开开关,利用多用电表的内阻放电。由图3可知,时电容器两端的电压为
此时的放电电流为
[2][3]分析前两组数据可知,在误差允许的范围内与的比值近似相等,即在误差允许范围内,与成正比;根据
代入数据,解得
(4)[1]振荡周期的理论值为
[2]振幅衰减的原因是能量损失,可能是电阻消耗或电磁辐射。
19. (2026·浙江绍兴·一模)小明在“测定金属的电阻率”实验中,使用了以下器材:直流电源(电动势E=3V、内阻可忽略不计)、电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)、电压表(量程0~3V,内阻约为3000Ω)、滑动变阻器R(量程0~5Ω、额定电流3A)、开关S、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺、待测金属丝(阻值约为1.5Ω)。
(1)他设计了如图所示的电路图,电压表尚未连接完整,根据题设条件,电压表右端应接在图中的(选填“a点”或“b点”)__________。
(2)他用毫米刻度尺测得金属丝长度为30.00cm,螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,此读数为__________mm。
(3)他设计好正确的电路图后,进行正确的实验操作,获得多组电流表和电压表的读数,其中某一次电压表的读数应为图中的__________(选填“甲”或“乙”)。
(4)根据数据建立了如图所示的图像,可求得金属丝的电阻率为__________Ω·m(保留三位有效数字),所求得金属丝电阻率比真实值要__________(选填“偏小”或“偏大”)。
【答案】(1)a点
(2)0.500
(3)甲
(4) 偏小
【详解】(1)因
故采用电流表外接,即电压表右端应接在图中的a点。
(2)螺旋测微器测得金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×0=0.500mm
(3)因电源电动势为3V,则电压表选用3V量程,因电流表量程为0.6A,可知待测电阻两端的电压最大不超过0.9V,可知电压表读数应该为图中的甲。
(4)[1]由图像可知待测电阻为
根据
解得
[2]由于电压表的分流作用,则电流的测量值偏大,电阻的测量值偏小,则所求得金属丝电阻率比真实值要偏小。
20. (2025·浙江·一模)某实验小组准备测量一款充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,内阻小。
(1)他们先用多用电表的10V直流电压挡直接测量充电宝电动势,表盘示数如图1所示,则充电宝的电动势为______V;
(2)小组同学进一步用伏安法测量充电宝的电动势与内阻,讨论后设计了如图2所示的电路,其中为定值电阻,为电阻箱,为滑动变阻器。图3为相应的未完成的实物连线图,请补线完成;
(3)已知伏特表量程为3V,内阻为3,定值电阻Ω,把变阻箱的阻值也调为3,调节滑动变阻器,得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图4,则该充电宝的电动势______V(保留3位有效数字),内阻______Ω(保留2位有效数字)。
(4)针对下列不同规格的滑动变阻器,本实验选择______。
A.最大电流5A,最大阻值20Ω
B.最大电流3A,最大阻值200Ω
C.最大电流0.5A,最大阻值20Ω
(5)定值电阻的作用是______。
【答案】(1)5.4V
(2)
(3) 5.44V~5.48V 0.22~0.24
(4)A
(5)保护作用;移动滑动变阻器滑片时让电压表变化明显
【详解】(1)10V的量程,刻度盘上一大格代表1V,一小格代表0.2V。
观察指针位置在过了5V刻度线之后的第二小格上,故电压表读数为
(2)参照图2的原理图,滑动变阻器的接线位置,一端接在电流表的负接线柱上,另一端接在电阻箱上。
(3)[1]根据闭合电路欧姆定律
公式变形可得
从图中可得交点坐标为,故实际电动势 。
[2]图像斜率 ,
所以
(4)电路中的最大电流大于3A,所以选择A。
(5)若没有接入,当不小心将滑动变阻器的阻值调到零时,会先使电源短路,损坏电源,接入 可对电源起到保护作用,同时可以使移动滑动变阻器滑片时电压表变化明显。
重难·创新演练
21. 某物理兴趣小组要测量一干电池的电动势和内阻,要求尽可能减小实验误差。实验室提供器材如下:
待测干电池
电流表A1:量程,内阻约为
电流表A2:量程,内阻为
滑动变阻器:阻值范围为
电阻箱:阻值范围为
开关S、导线若干
(1)该小组利用给定的器材设计了以下三种测量电路图,其中较为合理的电路图为图 (选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】(1)丙
【详解】(1) 电流表A1测电路中的电流,电流表A2与电阻箱串联,改装成电压表;考虑到A1的内阻对电源内阻的测量影响,则应采用图丙电路。
22. 某同学想把量程为0~3V但内阻未知(约为几千欧)的电压表V改装成量程为0~15V的电压表,并进行校准。实验室提供的器材为:
A.待测电压表V;
B.电阻箱R(最大阻值为99999.9Ω);
C.最大阻值为100Ω的滑动变阻器;
D.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器;
E.电源(电动势约15V,内阻很小);
F.开关S、导线若干。
(1)在改装前,需要对电压表内阻进行测量,他画出了甲、乙两个电路图,为能够尽可能减小测量误差,电路图应该选 (选填“甲”或“乙”),滑动变阻器R0应该选 (选填“C”或“D”)。
【答案】(1) 甲 C
【详解】(1)[1][2]本实验采用半偏法测电阻,故应使用滑动变阻器的分压接法,若选乙图因电源电动势约15V,电压表内阻几千欧姆,即使选D让滑动变阻器达到最大1000Ω,也会让电压表的电压超量程,所以选择甲图合适,为便于调节滑动变阻器R0应该选C。
23. 兴趣小组要测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该小组先设计了如图甲所示电路,实验时将电压表负极接线分别试触a和b发现电压表示数变化更明显,则电压表应该接 (选填“a”或“b”),测得结果R测 R真(选填“>”“=”或“<”);
【答案】(1) a <
【详解】(1)[1]将电压表负极接线分别试触a和b,发现电压表示数变化更明显,说明电流表的分压作用更显著,所以应采用电流表外接法,即电压表接a。
[2]由于电压表的分流,使得测量的电流比通过待测电阻的实际电流大,根据
则测得结果。
24. 每年均有因燃气泄漏导致事故发生的事例,某实验小组找来气敏传感器,通过实验测定其阻值随燃气浓度变化的规律,实验器材如下:
A.气敏传感器(其阻值随浓度变化范围从几欧姆到几十欧姆)
B.直流电源E(电动势为,内阻很小)
C.电流表A(量程,内阻很小)
D.电压表(量程为,内阻为)
E.电压表(量程为,内阻为)
F.电阻箱(最大阻值为)
G.电阻箱(最大阻值为)
H.滑动变阻器R(阻值为)
I.开关一个,导线若干
(1)实验小组设计的实验电路如图甲所示,请将电路中的连线补充完整;
(2)实验中电压表应选用 、电阻箱应选用 (填器材前面的序号);
(3)实验中测定的气敏传感器的阻值随燃气浓度变化的图像如图乙所示,查阅资料知道,天然气的爆炸临界浓度范围约为(体积百分比),这意味着当空气中的天然气浓度高于或低于时,就不会发生爆炸。若某次实验中电压表和电流表的示数分别为和,电阻箱接入电路的阻值与所选电压表的内阻相等,则气敏传感器的阻值 ,此时 (选填“会”或“不会”)发生爆炸危险。
【答案】(1)
(2) D F
(3) 10 不会
【详解】(1)连线如图所示(理由见第二问)
(2)因滑动变阻器阻值较小,故选用分压式接法;量程较大,故舍去,选择电压表D,因其量程较小,故需改装,电源电动势为,故改装成的电压表量程也在附近,根据串联电阻分压,故要串联左右的电阻,因此需选用电阻箱F,使改装后的电压表与气敏传感器和电流表串联电路相并联。
(3)根据题意和电路图可知,改装成的电压表量程是,电压表与电阻箱两端电压相等,有
解得
根据乙图可知,此时浓度大约为,不在临界范围之内,故不会发生爆炸危险。
25. 某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体。无缝连接而成,电阻率ρ₁已知,L₂的电阻率ρ₂未知。
(1)先用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,其读数d= mm。
【答案】(1)4.077/4.078/4.079
【详解】(1)直径
26. 某实验小组欲测量新、旧电池的电动势E和内阻r,实验室提供了以下器材:
待测新电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω)
待测旧电池一节(电动势约为1.2V,内阻约为2Ω)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
电流表A(具有一定内阻,量程0~0.6A)
滑动变阻器(额定电流2A)
滑动变阻器(额定电流0.5A)
定值电阻(阻值20.0Ω,额定功率10W)
定值电阻(阻值2.0Ω,额定功率5W)
开关S,导线若干
如图(a)为实验电路原理图
(1)请用笔画线代替导线在图(b)中完成实物连接图。
(2)为了更准确地测量新电池的电动势和内阻,滑动变阻器应选用 (填“”或“”),保护电阻应选用 (填“”或“”)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据图示电路图连接实物电路图
(2)[1][2]为方便实验操作,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择,电池电动势约为1.5V,保护电阻不能太大,保护电阻应选择;
真题·实战演练
27. (2024·浙江·高考真题)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡_______(选填””或“”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管_________(选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接________接线柱(选填“a"“b”“c”或“d”),Q应连接_________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=__________mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是__________元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在_________V范围。
【答案】(1) ×1k 负极
(2) a d 45.0
(3) 非线性 1.9-2.5
【详解】(1)[1][2]指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用挡继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
(2)[1][2]实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图C可知电压表选取量程,故Q接d;
[3]多用电表量程为50 mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为
(3)[1][2]根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9V-2.5V范围。
28. (2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与________(选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与___________(选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于____________(选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________(选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1/2.2/2.3/2.4/2.5 0.24/0.25/0.26/0.27/0.28
【详解】(1)[1][2][3]实验中用两节干电池供电,滑动变阻器分压式连接,电压从零开始调节,电流表选较小量程测量电流减小误差 ,则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接,电压表测电阻两端的电压,则金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表,开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度,减少实验的误差,则乙同学通过U-I图像求电阻,求电阻的方法更合理;
(3)[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一:由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表,则并联的电阻
解得
方法二:延长图像可知,当I=9.0mA时可得
即
29. (2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数,电流表的示数如图2所示,其读数___________A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表___________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:
①器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图___________;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻___________。此方法___________(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是___________。
【答案】 0.34 外 5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)
【详解】(1)[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为
电流表的百分比变化为
因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法
(2)①[3]电路图如图
②[4]两次实验中电路电流相同,因此可有
可得
读数可得
[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4Ω,则实验只能测得其为,误差较大。
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