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让教与学更高效
专题05电学实验
考点1电学实验基础
1.【答案】B
2.【答案】c
考点2测量金属丝的电阻率
1.【答案】①50.15mm
②4.700mm
③图b
④偏小
2.【答案】(1)AB
(2)6.682.683.684
(3)2.4×103
(4)a2-pL
R
3.【答案】(1)①5.015
②4.700
(2)22.0或22
(3)①C
②
A
(4)ad-pll
4U
4.【答案】(1)①3.205.206
②5.015
(2)①B
②D
③
④B
⑤a
⑥d
⑦2.40
(3)
UnD2
4IL
5.【答案】(1)①5.674.671.675.672.673
②1.230
(2)①
4L
2.1×106
πdR
②
(3)
1/5
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R-PS
6=
p
(3)根据电阻定律
水电导率为
水柱的横截面积
解得
6=4L
πd2R
6.【答案】(1)41.75
(2)①D
②E
(3)甲
(4)p=
πdU
4LI
7.【答案】(1)①10.220
②5.900.899.901
(2)B
(3)
A
R.
(5)URy
4L
IR-U
8.【答案】①30.35
②3.205(3.204-3.206均可)
③c
④G
⑤
Rx
A
R27
9.【答案】(1)①3.205
②5.015
(2)①A
②C
③E
④
⑤2.40
(3)
UπD
4IL
10.【答案】①0.646.644.655.647
②A
③V2
④
215
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nD'RoU-Ir2
4pI Ro+r2
⑤最左端
⑥
考点3测量电源的电动势和内阻
A2
HI.8
鲤电沁
1.【答案】(1)①
②
(2)①
②
E=U+Ir I=
U
R+
R2
锂电池
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
又
可得
变形附日后尽+司记包国家件轴事动吉解用电动费为后品京国家
E-U+U
a1=”×1+1可
11
_k
的斜率k=解得了=合
2.【答案】(1)a端
(2)①1.0
②1.5
(3)①C
②偏
小
315
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3.【答案】①R
②新电池的内阻很小,所以导致内电路的电压降很小
③
④0.202
r+R,=1.50-1.00
≈1.72
0.30
(④)[4图像的斜率等于等效内阻,故内阻
所以
1=1.70-1.5=0.202
4.【答案】①A
②D
③丙
④12.0
⑤2.6
5.【答案】①左端
②100
③100
④1.46(1.47)
⑤0.920(0.940)
6.【答案】(1)1
(2)①1.80
②2.95
③0.488
(3)①
②=
2》
考点4测量电阻常用的方法
1.【答案】D
2.【答案】(1)V1
(2)cd
(3)①a
②U-RA
③等
Io
于
》
考点5电表改装
1.【答案】c
415
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2.【答案】D
3.【答案】c
4.【答案】C
5.【答案】AD
6.【答案】AD
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】①1×103
②5×103
10.【答案】(1)①AB
②AC
(2)①900
②4000
5/5
专题05 电学实验
5大高频考点
1. 电学实验基础
2. 测量金属丝的电阻率
3. 测量电源的电动势和内阻
4. 测量电阻常用的方法
5. 电表改装
考点1 电学实验基础
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)已知如图所示的电路中有一处发生了断路,现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查,当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5V,接c、d和b、c时均无示数,则发生断路的是( )
A. L
B. R
C. R′
D. S
2.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)如图所示为电阻表的内部电路,a、b为表笔插孔,下列说法正确的是( )
A. a孔插红表笔
B. 测量新的电阻时,必须要重新进行欧姆调零
C. 电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,仍可以准确测量电阻
D. 用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),应换用“”挡
考点2 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)某同学要测量一粗细均匀的某种新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.
(1)用游标卡尺和螺旋测微器测量其长度L和直径d,如图甲所示,由图可知其长度为 mm.由图乙可知其直径d为 mm.
(2)圆柱体阻值大约为5Ω.用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻有影响,为了减小系统误差,则选择 (图a或图b)的电路图,此做法使得结果 (偏大、偏小).
2.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点中学·期中)(多选)有一根细长而均匀的金属管(电阻较大),横截面如图(a)所示,截面外侧为正方形,因管内中空部分截面形状不规则,所以无法直接测量中空部分的横截面积。已知这种金属的电阻率为ρ,现设计一个实验方案,测量中空部分的横截面积S0。
(1)连接图(b)实物图,要求电压能从零开始调节,需要完成下列哪些选项的步骤________。
A. a接e
B. b接d
C. b接c
D. a 接f
(2)实验中,测出金属管的长度为L,用螺旋测微器测出金属管截面外侧正方形的边长a如图(c),则a= mm。
(3)根据所测数据,作出该金属管的伏安特性曲线,如图(d)所示。由此图得出该金属管的阻值R= Ω(保留2位有效数字)。
(4)用上述物理量的符号,将金属管内部空间横截面积表示为S0= 。
3.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空截面积,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,可知其长度为 ,用螺旋测微器测量其直径,如图乙所示,可知其直径为 。
(2)选用多用电表的欧姆“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体电阻的阻值,表盘的示数如如图丙所示,可知其阻值为 。
(3)为更精确地测量其电阻,设计了如图丁所示的电路,可供选择的器材如下:
A.电流表(,约)
B.电流表(,约)
C.电压表(,约)
D.电压表(,约)
E.滑动变阻器(,约)
F.蓄电池(6V,)
G.开关一个,带夹子的导线若干
为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表应选 ,电流表应选 。(均填器材代号)
(4)根据图丁所示的实验电路图,实验中测量的物理量有电压表示数、电流表示数、圆柱体电阻的长度和直径,已知该新材料的电阻率为,则圆柱体电阻的中空截面积 (用所给物理量的符号表示)。
4.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径 mm,紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如图乙所示,则该金属丝的长度 cm。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A、电流表(量程为3A,内阻约为1Ω)
B、电流表(量程为0.6A,内阻约为0.3Ω)
C、电压表(量程为15.0V,内阻约为5kΩ)
D、电压表(量程为3.0V,内阻约为3kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F、滑动变阻器(最大阻值为500Ω)
G、电源E(电动势为4V,内阻可忽略)
H、开关、导线若干
I、待测金属丝R(大小约为10Ω)
①为了尽可能提高测量准确度,且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,应选择的器材为(均填器材前面的字母即可):电流表选 :电压表选 :滑动变阻器选 。
②下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
③按电路图将如下实物图连接完整,电压表正接线柱应连 ;电源负极应连 。(填a,b,c或d)
④这位同学在一次测量时,电压表的示数如图所示,电压表的读数为 V。
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,金属丝横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为 (用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)。
5.(2025-2026高二上·甘肃武威天祝藏族自治县第一中学·期中)电导率是电阻率的倒数,某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,直径为d。玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住,进行如下实验:
(1)注水前,如图甲,用螺旋测微器测玻璃管内径为 mm;如图乙用20分度游标卡尺测玻璃管长度为 cm。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材。
A.电流表(量程μA,电阻约为)
B.电压表(量程6V,电阻约为)
C.滑动变阻器(,额定电流1A)
D.电源(6V,内阻约为)
E.开关一只、导线若干
①请将图丙电路中的线路连接完整 ;
②图丁则是根据电流表和电压表的实验数据所画出的图像。那么根据的图像,求出水样的电阻 (保留2位有效数字)。
(3)计算水样的电导率表达式 (用符号、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此水样是否合格。
6.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~5Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L。其示数如图所示,其读数为 mm;
(2)本次实验的电流表选用的是 ,电压表选用的是 (填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形导电材料的电阻R0,应采用下图中的 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
(4)若测得该导电材料的直径用d表示,长度用L表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出该导电材料的电阻率表达式 。
7.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为 ,直径为 。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选 填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式: 用本题中所给物理量表示。
8.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)为了测量一根长约。电阻约为,横截面为圆形,粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:
A. 游标卡尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表(,内阻约为)
D. 电流表(,内阻约为)
E. 电压表(,内阻约为)
F. 滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
G. 滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
H. 蓄电池(,内阻不计)
I. 开关一个,带夹子的导线若干
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示。示数为 ;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,示数为 。
(2)为了在测量中尽量减小误差,并测多组数据,电流表应选 ,滑动变阻器选择 。(填选项前的字母)
(3)在方框中画出测量电阻的实验电路图。( )
9.(2025-2026高二上·甘肃兰州第五十八中学·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径 mm。紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如图乙所示,则该金属丝的长度 cm。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A、电流表(量程为300mA,内阻约为1Ω)
B、电流表(量程为0.6A,内阻约为0.3Ω)
C、电压表(量程为3.0V,内阻约为3kΩ)
D、电压表(量程为15.0V,内阻约为5kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F、滑动变阻器(最大阻值为500Ω)
G、电源E(电动势为4V,内阻可忽略)
H、开关、导线若干
I、待测金属丝R(大小约为10Ω)
①为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(均填器材前面的字母即可):电流表选 ;电压表选 ;滑动变阻器选 。
②下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
A、
B、
C、
D、
③这位同学在一次测量时,电压表的示数如图所示。电压表的读数为 V。
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,金属丝横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为 (用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
10.(2025-2026高二上·甘肃靖远县第一中学·期中)某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。可选用的器材如下:
待测螺线管;绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ,阻值约为50Ω;
电流表A1;量程为1A,内阻;
电流表A2:量程为500μA,内阻;
电压表V1:量程为10V,内阻为10kΩ;
电压表V2:量程为3V,内阻约为1kΩ;
定值电阻;滑动变阻器,总阻值约为5Ω;电源E,电动势约为1.5V,内阻忽略不计;开关一个及导线若干。
(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,其示数D= mm;
(2)为了尽可能准确地测量,且要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的,根据要求电流表应选 ,电压表应选 (以上两空均填器材代号);
(3)图是根据选用的实验器材连成的部分实物图,请在答题卷上将该实物图的连线补充完整 ;该实验在开关闭合前滑动变阻器的滑片应处于 (选填“最左端”或“最右端”);
(4)若实验中电压表和电流表的示数分别为U、I,则金属丝的长度L= (用已知量的字母符号表示)。
考点3 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(约为)和手机中的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
A.电压表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电流表(量程,电阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱()
F.开关一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图甲,图中的电流表应选 (选填“”或“”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图丙所示,若该图线的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势 ,内阻 (均用、表示)。
2.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)测定干电池的电动势和内电阻的实验电路如图1所示。实验中,多次调节外电阻R,读出相应的电压表和电流表示数U和I,由测得的数据描绘出如图2所示的图像。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应滑至 (填“a端”或“b端”)。
(2)由图2可知这个干电池的内阻 Ω。电动势 V,(以上结果均保留两位有效数字)
(3)该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差,在如下四个选项中,实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像,虚线是干电池在理想情况下所对应的图像,则正确的是 ,由图像可知测量得到的电动势E的值比真实值 (填偏大或偏小)。
A、
B、
C、
D、
3.(2025-2026高二上·甘肃靖远县第一中学·期中)某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻,可供选择的器材有:电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器R1(10Ω,2A)、滑动变阻器R2()、定值电阻R0为1.5Ω、电键S及导线若干.
(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”).
(2)本次实验按照如图1所示实物连接线路图连接好后进行测量,测得数据如表所示.
次数待测量
1
2
3
4
5
I/A
0.15
0.20
0.30
0.40
0.50
U/V
1.46
1.45
1.43
1.42
1.39
由上表数据可看出,电压表示数变化不明显,试分析引起上述情况的原因是 .
(3)为使电压表的示数变化更明显,请将上述器材的连线略加改动,在图2方框中画出改动后的实验电路图.( )
(4)实验中改变滑动变阻器的阻值,根据测出数据画出的U﹣I图线如图3所示,则此干电池的内阻r= Ω.(保留两位小数)
4.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)学习小组准备测某型号电池的电动势和内阻。已知电池电动势约为12V,内阻约3Ω,直流电压表(量程为3V,内阻约2kΩ),电流表(量程为3A,内阻为3Ω)。需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:
(1)扩大电压表量程,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空。
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6V
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表。
实验中电阻箱和滑动变阻器可供选择的器材有:
A.电阻箱(阻值范围0~9999Ω) B.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
C.滑动变阻器(阻值为0~30kΩ) D.滑动变阻器(阻值为0~30Ω)
电阻箱应选 ,滑动变阻器应选 。
(2)用扩大了量程的电压表,通过电路图 (选填乙或丙)测电池电动势E和内阻r并得到多组电压U和电流I的值,并做出UI图线如图丁所示,可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留1位小数)
5.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池,实验室可供选择的主要器材有:
A.电流表G:测量范围0~10mA,内电阻未知:
B.电流表A:测量范围0—0.5A,内电阻很小:
C.电阻箱R0:电阻变化范围0—999.9Ω,最小精度0.1Ω:
D.滑动变阻器R电阻变化范围0—20Ω:
E.开关一个、导线若干。
实验中,首先需将电流表G改装成电压表,该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻,其主要实验步骤如下,请完成步骤中的填空:
(1)将R0调到某一段定值,滑动变阻器R的滑动触头移到 (选填“左端”、“右端”或“任意”)位置然后闭合开关:
(2)多次改变R0的大小,反复调节滑动变阻器的滑动触头位置,发现当时,电流表G的示数为10.0mA。电流表A的示数为0.210A,则电流表G的内电阻为 Ω;
(3)拆开电路,采用电阻箱R0与电流表G串联的方式,将电流表G改装成量程为2V的电压表V,则R0的值应调为 Ω。
(4)用改装成的电压表V和电流表A,采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻,根据电压表V的示数U与电流表A的示数I,经描点、连线得到U—I图像如图3所示,根据图像可求得该干电池的电动势E= V;内电阻r= Ω。(保留三位有效数字)
6.(2025-2026高二上·甘肃陇南·期中)某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。
A待测蓄电池电动势约为3V,内阻很小
B电流表(量程为0.6A,内阻为0.3Ω)
C电压表(量程为3V,内阻约为2kΩ)
D、滑动变阻器(最大阻值为20Ω,额定电流为2A)
E定值电阻
F单刀开关、单刀双掷开关、导线若干
(1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻,该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图,测量时单刀双掷开关S应接 (选填“1”或“2”)。
(2)该兴趣小组按正确步骤操作后,某次电压表读数如图乙所示,则读数 V,此后测量得到多组数据,并根据测量数据做出了图像,如图丙所示。由图像可知蓄电池的电动势 V,内阻 (最后两空的结果均保留三位有效数字)。
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响,由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是 、 (选填“<”、“=”或“>”)。
考点4 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
2.(2025-2026高二上·甘肃兰州第一中学·期中)(多选)某实验小组准备用伏安法测量未知电阻的阻值,他们设计的实验电路如图所示,可供选择的实验器材如下:
待测电阻(阻值约为);
电压表(量程为,内阻约为);
电压表(量程为,内阻约为);
电流表A(量程为,内阻);
滑动变阻器(最大阻值为);
电源(电动势为,内阻约为);
单刀单掷开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)为了更准确测量的阻值,电压表应该选择 (填“”或“”)。
(2)在如图所示的电路中,将滑动变阻器调整到某一合适的阻值后,闭合开关,当单刀双掷开关接时,发现电流表没有示数,电压表有示数;当接时,发现电流表、电压表均有示数,根据现象判断是 (填“cd”或“de”)之间出现断路。
(3)对故障排除后开展实验,单刀双掷开关应该拨到 (填“”或“”),实验中测得电压表和电流表的示数为,,则待测电阻的表达式为 (用字母表示),则本实验中该电阻的测量值 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
考点5 电表改装
1.(2025-2026·甘肃白银第一中学-第一·期中)电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500μA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是
A. 应串联一个0.05Ω的电阻
B. 应并联一个0.05Ω的电阻
C. 应串联一个3800Ω的电阻
D. 应并联一个3800Ω的电阻
2.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)有一只电压表,它的内阻是100Ω,量程为0.2V,现要把它改装成量程为10A的电流表,电压表上应( )
A. 串联4900Ω的电阻
B. 串联0.02Ω的电阻
C. 并联4900Ω的电阻
D. 并联0.02Ω的电阻
3.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)如图所示,甲图是由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R改装成的电流表,乙图是由同样的一个灵敏电流计G和一个电阻箱R改装成的电压表。当使电阻箱R的电阻减小时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的内阻减小,量程减小
B. 电流表的内阻增大,量程减小
C. 电压表的内阻减小,量程减小
D. 电压表的内阻减小,量程增大
4.(2025-2026高二上·甘肃陇南·期中)如图所示,用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表,接线柱a为公共接线柱,下列说法正确的是( )
A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A
B. 用a、c两个接线柱时量程为3A
C. R1和R2的阻值之和为10Ω
D. R1的阻值为R2阻值的
5.(2025-2026高二上·甘肃武威天祝藏族自治县第一中学·期中)(多选)在电学实验中,改装后的电表测量值略微偏大,为校准电表,下列措施可行的是( )
A. 将一个阻值较小的电阻与电阻串联
B. 将一个阻值较小的电阻与电阻并联
C. 将一个阻值较大的电阻与电阻串联
D. 将一个阻值较大的电阻与电阻并联
6.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,改装好后把它们按如图所示接法连入电路。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数大于电流表的示数
B. 电流表指针的偏转角大于电流表指针的偏转角
C. 电压表的示数小于电压表的示数
D. 电压表指针的偏转角等于电压表指针的偏转角
7.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A,电流表内阻等于阻值的4倍;的阻值等于电流表内阻的4倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列说法正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
B. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.08A
C. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.08A
D. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.10A
8.(2025-2026高二上·甘肃兰州第一中学·期中)某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为“”的欧姆表,所用表头G的满偏电流为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示,则( )
A. 按照惯用标准,图甲中的为黑表笔
B. 该同学所用电源电动势为
C. 该欧姆表内阻
D. 对表盘进行欧姆标度时,量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为400Ω
9.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)如图所示是有两个量程的电流表,已知表头的内阻Rg=2000Ω,满偏电流Ig=200μA,电阻R1=100Ω,R2=400Ω,当使用A、B两个端点时,电流表的量程为I2,当使用A、C两个端点时,电流表的量程为I1,则I1为 A,I2为 A。
10.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点中学·期中)(多选)某实验小组把一只满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=100Ω的灵敏电流计,改装成双量程电压表(0~3V和0~15V)。该小组根据电表改装原理设计电路图如图,请结合电路图完成下列问题:
(1)选0~3V量程时应该使用 两个接线柱;选0~15V量程时应该使用 两个接线柱(选填“AB”、“AC”);
(2)若要达到改装目的,图中两个电阻的阻值应为:R1= Ω,R2= Ω。
试卷第1页,共3页
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专题05 电学实验
5大高频考点
1. 电学实验基础
2. 测量金属丝的电阻率
3. 测量电源的电动势和内阻
4. 测量电阻常用的方法
5. 电表改装
考点1 电学实验基础
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)已知如图所示的电路中有一处发生了断路,现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查,当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5V,接c、d和b、c时均无示数,则发生断路的是( )
A. L
B. R
C. R′
D. S
【答案】B
【分析】【详解】由题意可知,测得Uad=5.0V测量的是电源,测得Ucd=0V Ubc=0V说明在b→R′→c→L→d之外有断路现象;测得Uab=5.0V说明a、b之间有断路之处,所以断路是在电阻R上,ACD错误,B正确。故选B。
2.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)如图所示为电阻表的内部电路,a、b为表笔插孔,下列说法正确的是( )
A. a孔插红表笔
B. 测量新的电阻时,必须要重新进行欧姆调零
C. 电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,仍可以准确测量电阻
D. 用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),应换用“”挡
【答案】C
【详解】A.根据多用电表内部结构,电流从红表笔流入、黑表笔流出可知a孔插黑表笔,故A错误;B.测量新的电阻时,若倍率改变则必须要重新进行欧姆调零,若倍率不变则不需要重新欧姆调零,故B错误;C.电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,使电流表满偏,即指针指到最右端,根据可知仍可以准确测量电阻,故C正确;D.用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),说明该电阻较小,应换用“”挡,故D错误。故选C。
考点2 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)某同学要测量一粗细均匀的某种新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.
(1)用游标卡尺和螺旋测微器测量其长度L和直径d,如图甲所示,由图可知其长度为 mm.由图乙可知其直径d为 mm.
(2)圆柱体阻值大约为5Ω.用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻有影响,为了减小系统误差,则选择 (图a或图b)的电路图,此做法使得结果 (偏大、偏小).
【答案】① 50.15mm ② 4.700mm ③ 图b ④ 偏小
【详解】(1)由图可知其长度为5cm+0.05mm×3=50.15mm;直径d为4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm.
(2)圆柱体阻值大约为5Ω,阻值较小,则电压表内阻远大于待测电阻,故可采用电流表外接,故选图b;因电压表的分流,使得通过Rx电流的测量值偏大,根据 可知测量偏小.
2.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点中学·期中)(多选)有一根细长而均匀的金属管(电阻较大),横截面如图(a)所示,截面外侧为正方形,因管内中空部分截面形状不规则,所以无法直接测量中空部分的横截面积。已知这种金属的电阻率为ρ,现设计一个实验方案,测量中空部分的横截面积S0。
(1)连接图(b)实物图,要求电压能从零开始调节,需要完成下列哪些选项的步骤________。
A. a接e
B. b接d
C. b接c
D. a 接f
(2)实验中,测出金属管的长度为L,用螺旋测微器测出金属管截面外侧正方形的边长a如图(c),则a= mm。
(3)根据所测数据,作出该金属管的伏安特性曲线,如图(d)所示。由此图得出该金属管的阻值R= Ω(保留2位有效数字)。
(4)用上述物理量的符号,将金属管内部空间横截面积表示为S0= 。
【答案】(1)AB (2)6.682 .683 .684 (3) (4)
【讲解】(1) 要求电压能从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,即要“两下一上”连接,故接线柱a接e;由于金属管电阻较大,故测量电路采用电流表内接法,故接线柱b接d。故选AB。
(2) 金属管截面外侧正方形的边长为(6.682~6.684均可)
(3) 根据欧姆定律可知,图线斜率的倒数表示导体的电阻,可得该金属管的阻值为(4) 根据可得金属管内中空部分的横截面积为
3.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空截面积,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,可知其长度为 ,用螺旋测微器测量其直径,如图乙所示,可知其直径为 。
(2)选用多用电表的欧姆“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体电阻的阻值,表盘的示数如如图丙所示,可知其阻值为 。
(3)为更精确地测量其电阻,设计了如图丁所示的电路,可供选择的器材如下:
A.电流表(,约)
B.电流表(,约)
C.电压表(,约)
D.电压表(,约)
E.滑动变阻器(,约)
F.蓄电池(6V,)
G.开关一个,带夹子的导线若干
为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表应选 ,电流表应选 。(均填器材代号)
(4)根据图丁所示的实验电路图,实验中测量的物理量有电压表示数、电流表示数、圆柱体电阻的长度和直径,已知该新材料的电阻率为,则圆柱体电阻的中空截面积 (用所给物理量的符号表示)。
【答案】(1)① 5.015 ② 4.700 (2)22.0或22 (3)① C ② A (4)
【讲解】(1) [1]如图甲所示,长度为[2]如图乙所示,可知其直径为(2) 如图乙所示,圆柱体的阻值约为(3) [1]蓄电池的电动势为,为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表D量程太大,故电压表选择C;[2]待测电阻两端的电压不能超过,电流不超过,所以电流表选A。
(4) 根据欧姆定律可以得到根据电阻定律可知联立可以得到电阻的实心截面积则圆柱体电阻的中空截面积
4.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径 mm,紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如图乙所示,则该金属丝的长度 cm。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A、电流表(量程为3A,内阻约为1Ω)
B、电流表(量程为0.6A,内阻约为0.3Ω)
C、电压表(量程为15.0V,内阻约为5kΩ)
D、电压表(量程为3.0V,内阻约为3kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F、滑动变阻器(最大阻值为500Ω)
G、电源E(电动势为4V,内阻可忽略)
H、开关、导线若干
I、待测金属丝R(大小约为10Ω)
①为了尽可能提高测量准确度,且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,应选择的器材为(均填器材前面的字母即可):电流表选 :电压表选 :滑动变阻器选 。
②下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
③按电路图将如下实物图连接完整,电压表正接线柱应连 ;电源负极应连 。(填a,b,c或d)
④这位同学在一次测量时,电压表的示数如图所示,电压表的读数为 V。
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,金属丝横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为 (用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)。
【答案】(1)① 3.205 .206 ② 5.015 (2)① B ② D ③ E ④ B ⑤ a ⑥ d ⑦ 2.40 (3)
【讲解】(1) [1]由图甲可知[2]由图乙可知
(2) [1]由题意可知最大电流约为,故电流表选故选B。[2]由于电源电动势为4V,故电压表选故选D。[3]金属丝的电阻值仅仅约,与的滑动变阻器的电阻值相差比较大,滑动变阻器阻值越小,调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选故选E。[4]根据题意可知故电流表的分压作用明显,为减小电流表的分压作用,电流表应选择外接,题目要求在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,故滑动变阻器应采用分压式接法。故选B。[5][6]根据电路图可知,电压表正接线柱应连a端,电源负极应连接d端。[7]电压表示数
(3) 根据电阻公式联立可求得
5.(2025-2026高二上·甘肃武威天祝藏族自治县第一中学·期中)电导率是电阻率的倒数,某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,直径为d。玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住,进行如下实验:
(1)注水前,如图甲,用螺旋测微器测玻璃管内径为 mm;如图乙用20分度游标卡尺测玻璃管长度为 cm。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材。
A.电流表(量程μA,电阻约为)
B.电压表(量程6V,电阻约为)
C.滑动变阻器(,额定电流1A)
D.电源(6V,内阻约为)
E.开关一只、导线若干
①请将图丙电路中的线路连接完整 ;
②图丁则是根据电流表和电压表的实验数据所画出的图像。那么根据的图像,求出水样的电阻 (保留2位有效数字)。
(3)计算水样的电导率表达式 (用符号、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此水样是否合格。
【答案】(1)① 5.674 .671 .675 .672 .673 ② 1.230 (2)① ② (3)
【讲解】(1) [1]玻璃管内径的[2]玻璃管长度为
(2) ②[2]水样的电阻①[1]根据所以,待测电阻为大电阻采用电流表内接法。滑动变阻器阻值较小,待测电阻较大,为方便调节电路,滑动变阻器采用分压接法,故电路如图所示
(3) 根据电阻定律水电导率为水柱的横截面积解得
6.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~5Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L。其示数如图所示,其读数为 mm;
(2)本次实验的电流表选用的是 ,电压表选用的是 (填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形导电材料的电阻R0,应采用下图中的 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
(4)若测得该导电材料的直径用d表示,长度用L表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出该导电材料的电阻率表达式 。
【答案】(1)41.75 (2)① D ② E (3)甲 (4)
【讲解】(1) 20分度游标卡尺的精确值为,故该游标卡尺的读数为
(2) [1]电源电动势为4V,但用滑动变阻器可控制电压表的示数不超过3V,故电压表应选择E;[2]待测电阻阻值在8~10Ω之间,则通过待测电阻的最大电流故电流表应选择D。
(3) 滑动变阻器的最大阻值略小于待测电阻阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法;又因故电流表应采用外接法,故应选择图甲所示电路。
(4) 根据欧姆定律有根据电阻定律有 联立解得
7.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为 ,直径为 。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选 填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式: 用本题中所给物理量表示。
【答案】(1)① 10.220 ② 5.900 .899 .901 (2)B (3)A (4) (5)
【讲解】(1) [1]该工件长度为[2]直径为
(2) 由于金属丝电阻为,电源输出电压为,则电路最大电流 ,则电流表选。故选B。
(3) 因为,所以电流表采用外接法,金属丝的电流能从开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,故A选项符合题意。故选A。
(4) 根据电阻定律,整理得。
(5) 由题意可知通过金属丝的真实电流为 ,故
8.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)为了测量一根长约。电阻约为,横截面为圆形,粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:
A. 游标卡尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表(,内阻约为)
D. 电流表(,内阻约为)
E. 电压表(,内阻约为)
F. 滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
G. 滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
H. 蓄电池(,内阻不计)
I. 开关一个,带夹子的导线若干
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示。示数为 ;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,示数为 。
(2)为了在测量中尽量减小误差,并测多组数据,电流表应选 ,滑动变阻器选择 。(填选项前的字母)
(3)在方框中画出测量电阻的实验电路图。( )
【答案】① 30.35 ② 3.205(3.204~3.206均可) ③ C ④ G ⑤
【详解】
(1)[1]主尺读数为30 mm,游标卡尺读数为0.05 mm×7=0.35 mm,故L=30.35 mm。[2]主尺读数为3 mm,副尺读数为0.01 mm×20.5=0.205 mm,故D=3.205 mm。
(2)[3][4]因为电压表的量程是3 V,而待测阻值约6 Ω,故电流表选A1,即选C,尽量多测量几组数据,所以采用分压式;滑动变阻器选R2,即选G。
(3)[5]待测阻值较小,所以电流表采用外接法;尽量多测量几组数据,所以采用分压式;滑动变阻器选R2。电路图如下
9.(2025-2026高二上·甘肃兰州第五十八中学·期中)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径 mm。紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如图乙所示,则该金属丝的长度 cm。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A、电流表(量程为300mA,内阻约为1Ω)
B、电流表(量程为0.6A,内阻约为0.3Ω)
C、电压表(量程为3.0V,内阻约为3kΩ)
D、电压表(量程为15.0V,内阻约为5kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
F、滑动变阻器(最大阻值为500Ω)
G、电源E(电动势为4V,内阻可忽略)
H、开关、导线若干
I、待测金属丝R(大小约为10Ω)
①为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(均填器材前面的字母即可):电流表选 ;电压表选 ;滑动变阻器选 。
②下列给出的测量电路中,最合适的电路是 。
A、
B、
C、
D、
③这位同学在一次测量时,电压表的示数如图所示。电压表的读数为 V。
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,金属丝横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为 (用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
【答案】(1)① 3.205 ② 5.015 (2)① A ② C ③ E ④ B ⑤ 2.40 (3)
【讲解】(1) [1]图甲可知[2]图乙游标卡尺精度为0.05mm,可知
(2) [1][2]由于电动势为4V,故电压表选C。题意可知最大电流则电流表选A。[3]金属丝的电阻值仅仅约10Ω,与500Ω的滑动变阻器的电阻值相差比较大,滑动变阻器阻值越小,调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选E;[4]结合以上分析可知故电流表采用外接法,题目要求尽可能提高测量精确度,滑动变阻器应用分压式接法。故选B。[5]图像可知电压表最小分度值为0.1V,故读数保留到百分位,即读数为2.40V。
(3) 根据联立解得
10.(2025-2026高二上·甘肃靖远县第一中学·期中)某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。可选用的器材如下:
待测螺线管;绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ,阻值约为50Ω;
电流表A1;量程为1A,内阻;
电流表A2:量程为500μA,内阻;
电压表V1:量程为10V,内阻为10kΩ;
电压表V2:量程为3V,内阻约为1kΩ;
定值电阻;滑动变阻器,总阻值约为5Ω;电源E,电动势约为1.5V,内阻忽略不计;开关一个及导线若干。
(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,其示数D= mm;
(2)为了尽可能准确地测量,且要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的,根据要求电流表应选 ,电压表应选 (以上两空均填器材代号);
(3)图是根据选用的实验器材连成的部分实物图,请在答题卷上将该实物图的连线补充完整 ;该实验在开关闭合前滑动变阻器的滑片应处于 (选填“最左端”或“最右端”);
(4)若实验中电压表和电流表的示数分别为U、I,则金属丝的长度L= (用已知量的字母符号表示)。
【答案】① 0.646 .644 .655 .647 ② A2 ③ V2 ④ ⑤ 最左端 ⑥
【详解】
(1)[1]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度(0.5mm以下的小数)读数,图中读数为(2)[2]电源E,电动势约为1.5V,若仅待测电阻接入到电路中,电流大小为要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的,根据要求电流表应选A2;[3]电压表应选量程较小的电压表V2;
(3)[4]该实物图的连线补充完整如图 [5]滑动变阻器分压式连接,该实验在开关闭合前滑动变阻器的滑片应处于最左端;
(4)[6]电流表改装后测得的待测电阻的电流为待测电阻的电压为故待测电阻的阻值为根据电阻的决定式,得
考点3 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(约为)和手机中的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
A.电压表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电流表(量程,电阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱()
F.开关一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图甲,图中的电流表应选 (选填“”或“”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图丙所示,若该图线的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势 ,内阻 (均用、表示)。
【答案】(1)① ② (2)① ②
【讲解】(1) [1]电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流因此电流表应选电流表;[2]待测电阻阻值约为,滑动变阻器 (,额定电流1A)和电阻箱 ()最大阻值均小于待测电阻阻值,若变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据。所以为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法,且故电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示
(2) [1][2]根据闭合电路欧姆定律有又可得变形得可知图象的纵轴截距为解得电动势为图象的斜率解得
2.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)测定干电池的电动势和内电阻的实验电路如图1所示。实验中,多次调节外电阻R,读出相应的电压表和电流表示数U和I,由测得的数据描绘出如图2所示的图像。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应滑至 (填“a端”或“b端”)。
(2)由图2可知这个干电池的内阻 Ω。电动势 V,(以上结果均保留两位有效数字)
(3)该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差,在如下四个选项中,实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像,虚线是干电池在理想情况下所对应的图像,则正确的是 ,由图像可知测量得到的电动势E的值比真实值 (填偏大或偏小)。
A、
B、
C、
D、
【答案】(1)a端 (2)① 1.0 ② 1.5 (3)① C ② 偏小
【讲解】(1) 开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应滑至a端。
(2) [1]由图2结合U=E-Ir,可知这个干电池的内阻[2]电动势
(3) [1][2]由于电压表的分流作用,使得电流测量值偏小,而短路电流的测量值等于真实值,可知图像C正确;由图像C可知测量得到的电动势E的值比真实值偏小。
3.(2025-2026高二上·甘肃靖远县第一中学·期中)某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻,可供选择的器材有:电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器R1(10Ω,2A)、滑动变阻器R2()、定值电阻R0为1.5Ω、电键S及导线若干.
(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”).
(2)本次实验按照如图1所示实物连接线路图连接好后进行测量,测得数据如表所示.
次数待测量
1
2
3
4
5
I/A
0.15
0.20
0.30
0.40
0.50
U/V
1.46
1.45
1.43
1.42
1.39
由上表数据可看出,电压表示数变化不明显,试分析引起上述情况的原因是 .
(3)为使电压表的示数变化更明显,请将上述器材的连线略加改动,在图2方框中画出改动后的实验电路图.( )
(4)实验中改变滑动变阻器的阻值,根据测出数据画出的U﹣I图线如图3所示,则此干电池的内阻r= Ω.(保留两位小数)
【答案】① R1 ② 新电池的内阻很小,所以导致内电路的电压降很小 ③ ④ 0.20Ω
【详解】
(1) [1]因电源内阻较小,为了便于调节,选择总阻值较小的R1;
(2) [2]由表中数据可知,电压表示数不明显,说明路端电压变化不明显;原因是新电池的内阻很小,所以导致内电路的电压降很小;
(3) [3]为了减小实验中内阻测量的误差,将定值电阻R0与电源相连,采用等效的方法来增大内阻;故设计电路如图所示
(4) [4]图像的斜率等于等效内阻,故内阻所以r=1.70-1.5=0.20Ω
4.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)学习小组准备测某型号电池的电动势和内阻。已知电池电动势约为12V,内阻约3Ω,直流电压表(量程为3V,内阻约2kΩ),电流表(量程为3A,内阻为3Ω)。需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:
(1)扩大电压表量程,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空。
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6V
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表。
实验中电阻箱和滑动变阻器可供选择的器材有:
A.电阻箱(阻值范围0~9999Ω) B.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
C.滑动变阻器(阻值为0~30kΩ) D.滑动变阻器(阻值为0~30Ω)
电阻箱应选 ,滑动变阻器应选 。
(2)用扩大了量程的电压表,通过电路图 (选填乙或丙)测电池电动势E和内阻r并得到多组电压U和电流I的值,并做出UI图线如图丁所示,可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留1位小数)
【答案】① A ② D ③ 丙 ④ 12.0 ⑤ 2.6
【分析】【详解】
(1)[1]改装为量程为15V的电压表,则电阻箱电阻要达到故即可得电阻箱的电阻为故选A。[2]因为滑动变阻器是分压式接法,故选最大阻值较小的滑动变阻器,故选D。
(2)[3]因为电流表的阻值为3Ω,即电流表的电阻已知,故用电流表外接法,选丙;[4][5]电压表量程扩大5倍,则有即由图像可知则有又得则
5.(2025-2026高二上·甘肃兰州第六十一中学·期中)某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池,实验室可供选择的主要器材有:
A.电流表G:测量范围0~10mA,内电阻未知:
B.电流表A:测量范围0—0.5A,内电阻很小:
C.电阻箱R0:电阻变化范围0—999.9Ω,最小精度0.1Ω:
D.滑动变阻器R电阻变化范围0—20Ω:
E.开关一个、导线若干。
实验中,首先需将电流表G改装成电压表,该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻,其主要实验步骤如下,请完成步骤中的填空:
(1)将R0调到某一段定值,滑动变阻器R的滑动触头移到 (选填“左端”、“右端”或“任意”)位置然后闭合开关:
(2)多次改变R0的大小,反复调节滑动变阻器的滑动触头位置,发现当时,电流表G的示数为10.0mA。电流表A的示数为0.210A,则电流表G的内电阻为 Ω;
(3)拆开电路,采用电阻箱R0与电流表G串联的方式,将电流表G改装成量程为2V的电压表V,则R0的值应调为 Ω。
(4)用改装成的电压表V和电流表A,采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻,根据电压表V的示数U与电流表A的示数I,经描点、连线得到U—I图像如图3所示,根据图像可求得该干电池的电动势E= V;内电阻r= Ω。(保留三位有效数字)
【答案】① 左端 ② 100 ③ 100 ④ 1.46(1.47) ⑤ 0.920(0.940)
【详解】
(1)[1]将R0调到某一段定值,滑动变阻器R的滑动触头移到左端位置然后闭合开关:
(2)[2]根据解得RG=100Ω
(3)[3]根据电压表的改装原理可知 (4)[4][5]根据图像可求得该干电池的电动势E=1.46V内电阻
6.(2025-2026高二上·甘肃陇南·期中)某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。
A待测蓄电池电动势约为3V,内阻很小
B电流表(量程为0.6A,内阻为0.3Ω)
C电压表(量程为3V,内阻约为2kΩ)
D、滑动变阻器(最大阻值为20Ω,额定电流为2A)
E定值电阻
F单刀开关、单刀双掷开关、导线若干
(1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻,该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图,测量时单刀双掷开关S应接 (选填“1”或“2”)。
(2)该兴趣小组按正确步骤操作后,某次电压表读数如图乙所示,则读数 V,此后测量得到多组数据,并根据测量数据做出了图像,如图丙所示。由图像可知蓄电池的电动势 V,内阻 (最后两空的结果均保留三位有效数字)。
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响,由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是 、 (选填“<”、“=”或“>”)。
【答案】(1)1 (2)① 1.80 ② 2.95 ③ 0.488 (3)① = ② =
【讲解】(1) 由于电流表内阻已知,电流表相对电源采用内接法,可以避免由于电表内阻引起的系统误差,测量时单刀双掷开关 S 应接 1;
(2) [1]电压表量程为 3V,最小分度为 0.1V,读数时应估读到分度值的下一位,读数为 1.80V[2]由闭合电路欧姆定律可得则有可知 U - I 图像的纵截距等于电动势,则有[3]斜率绝对值为则有
(3) 因为电流表内阻为准确值,该实验可消除电表内阻引起的系统误差,故电动势和内阻的测量值与真实值均相等。
考点4 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
【答案】D
【详解】A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法,故A错误;B.图甲中,由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,根据欧姆定律可知,图乙中,由于电流表的分压作用,导致电压测量偏大,根据欧姆定律可知,,故B错误;C.结合上述分析可知,图甲中,待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻,故C错误;D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差,故D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·甘肃兰州第一中学·期中)(多选)某实验小组准备用伏安法测量未知电阻的阻值,他们设计的实验电路如图所示,可供选择的实验器材如下:
待测电阻(阻值约为);
电压表(量程为,内阻约为);
电压表(量程为,内阻约为);
电流表A(量程为,内阻);
滑动变阻器(最大阻值为);
电源(电动势为,内阻约为);
单刀单掷开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)为了更准确测量的阻值,电压表应该选择 (填“”或“”)。
(2)在如图所示的电路中,将滑动变阻器调整到某一合适的阻值后,闭合开关,当单刀双掷开关接时,发现电流表没有示数,电压表有示数;当接时,发现电流表、电压表均有示数,根据现象判断是 (填“cd”或“de”)之间出现断路。
(3)对故障排除后开展实验,单刀双掷开关应该拨到 (填“”或“”),实验中测得电压表和电流表的示数为,,则待测电阻的表达式为 (用字母表示),则本实验中该电阻的测量值 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) (2)cd (3)① a ② ③ 等于
【讲解】(1) 因电流表内阻已知,则应该采用电流表内接,所以为了精确测量Rx的阻值,单刀双掷开关S2应该拨到a,电源电动势4.5V,电压表V2量程太大,为了减小读数误差,则电压表应该选择V1。
(2) 在如图所示的电路中,将滑动变阻器调整到某一合适的阻值后,闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,发现电流表没有示数,电压表有示数,可判断cd或de之间有断路;当S2接b时,发现电流表、电压表均有示数,根据现象判断是cd之间出现断路。
(3) [1][2][3]由于电流表已知,所以采取内接法,即单刀双掷开关应该拨到a,某次实验中测得电压表和电流表的示数为U0,I0,则待测电阻Rx的表达式为则本实验中由于电流表已知,则该电阻的测量值等于真实值。
考点5 电表改装
1.(2025-2026·甘肃白银第一中学-第一·期中)电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500μA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是
A. 应串联一个0.05Ω的电阻
B. 应并联一个0.05Ω的电阻
C. 应串联一个3800Ω的电阻
D. 应并联一个3800Ω的电阻
【答案】C
【详解】把电流表改装成2V的电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值为:A.与分析不符,故A错误;B.与分析不符,故B错误;C.与分析相符,故C正确;D.与分析不符,故D错误;故选C。
2.(2025-2026高二上·甘肃天水秦安县第一中学-11月·期中)有一只电压表,它的内阻是100Ω,量程为0.2V,现要把它改装成量程为10A的电流表,电压表上应( )
A. 串联4900Ω的电阻
B. 串联0.02Ω的电阻
C. 并联4900Ω的电阻
D. 并联0.02Ω的电阻
【答案】D
【详解】电压表满偏电流由并联电路电压相等解得R≈0.02Ω故应并联约0.02Ω的电阻。故选D。
3.(2025-2026高二上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)如图所示,甲图是由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R改装成的电流表,乙图是由同样的一个灵敏电流计G和一个电阻箱R改装成的电压表。当使电阻箱R的电阻减小时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的内阻减小,量程减小
B. 电流表的内阻增大,量程减小
C. 电压表的内阻减小,量程减小
D. 电压表的内阻减小,量程增大
【答案】C
【详解】AB.电流表的内阻等于R与rg并联的阻值,可知使电阻箱R的电阻减小时,电流表内阻减小;根据可知,电阻箱R的电阻减小时电流表量程变大,选项AB错误; CD.电压表的内阻等于R与rg串联的阻值,可知使电阻箱R的电阻减小时,电压表内阻减小;根据可知,电阻箱R的电阻减小时电流表量程变小,选项C正确,D错误;故选C。
4.(2025-2026高二上·甘肃陇南·期中)如图所示,用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表,接线柱a为公共接线柱,下列说法正确的是( )
A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A
B. 用a、c两个接线柱时量程为3A
C. R1和R2的阻值之和为10Ω
D. R1的阻值为R2阻值的
【答案】C
【详解】AB.接a、b两个接线柱时得接a、c两个接线柱时得可知,则用a、b两个接线柱时量程为3A,故AB错误;CD.由前面可知代入数据,解得则故C正确,D错误。故选C。
5.(2025-2026高二上·甘肃武威天祝藏族自治县第一中学·期中)(多选)在电学实验中,改装后的电表测量值略微偏大,为校准电表,下列措施可行的是( )
A. 将一个阻值较小的电阻与电阻串联
B. 将一个阻值较小的电阻与电阻并联
C. 将一个阻值较大的电阻与电阻串联
D. 将一个阻值较大的电阻与电阻并联
【答案】AD
【详解】AB.左图所示,R1与电表串联,电表改装为了大量程的电压表。改装后测量值略偏大,即电表示数偏大,即通过的电流偏大,因此为了减小电流,需要增大串联的电阻,即一个阻值较小的电阻与串联,故A正确,B错误;CD.右图所示,R2与电表并联,电表改装为了大量程的电流表。改装后测量值略偏大,即电流表示数偏大,通过的电流偏大,因此为了减小电流计的电流,需要一个阻值较大的电阻与R2并联,故D正确,C错误。故选AD。
6.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,改装好后把它们按如图所示接法连入电路。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数大于电流表的示数
B. 电流表指针的偏转角大于电流表指针的偏转角
C. 电压表的示数小于电压表的示数
D. 电压表指针的偏转角等于电压表指针的偏转角
【答案】AD
【详解】AB.电流表的量程大于的量程,故电流表的内阻小于的内阻。由图可知,两电流表并联,故其两端的电压相等,两表由相同的电流表改装而成,而将电流表扩大量程时为并联一小电阻,故相当于四个电阻并联,故两表头中电流相同,电流表指针的偏角与流过表头的电流成正比,故两表的偏角相同;电流表的量程大于电流表的,故电流表的示数比电流表的示数大,故A正确,B错误;CD.电压表的量程大于电压表的量程,故电压表的内阻大于电压表的内阻,两电压表串联,故通过两表头的电流相等,电压表的偏转角等于电压表的偏转角,故电压表的示数比电压表的示数大,故C错误,D正确。故选AD。
7.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A,电流表内阻等于阻值的4倍;的阻值等于电流表内阻的4倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列说法正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
B. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.08A
C. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.08A
D. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.10A
【答案】D
【详解】电流表A与并联,再与串联,根据电流表内阻等于阻值的4倍,则流过的电流是电流表A的4倍,即改装后的电流表的量程扩大为原来的5倍,由题意可知未改装前电流表每一小格表示0.02A,则将接线柱1、2或1、3接入电路,每一小格均表示0.10A。故选D。
8.(2025-2026高二上·甘肃兰州第一中学·期中)某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为“”的欧姆表,所用表头G的满偏电流为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示,则( )
A. 按照惯用标准,图甲中的为黑表笔
B. 该同学所用电源电动势为
C. 该欧姆表内阻
D. 对表盘进行欧姆标度时,量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为400Ω
【答案】C
【详解】A.欧姆表测电阻时,需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进,故黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极,图甲中的B为红表笔,故A错误;BC.根据欧姆表的测量原理,当时,流过电路的电流达到满偏即设欧姆表内阻为则有当,流过电表的电流为联立解得,,故B错误,C正确;D.根据闭合电路欧姆定律解得因欧姆表倍率为×10,则量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为50Ω,故D错误。故选C。
9.(2025-2026高二上·甘肃兰州第三十三中学·期中)如图所示是有两个量程的电流表,已知表头的内阻Rg=2000Ω,满偏电流Ig=200μA,电阻R1=100Ω,R2=400Ω,当使用A、B两个端点时,电流表的量程为I2,当使用A、C两个端点时,电流表的量程为I1,则I1为 A,I2为 A。
【答案】① ②
【详解】[1][2]当使用A、B两个端点时,表头与R2串联后再与R1并联,可得当使用A、C两个端点时,R2与R1串联后再与表头并联,可得代入数值解得
10.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点中学·期中)(多选)某实验小组把一只满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=100Ω的灵敏电流计,改装成双量程电压表(0~3V和0~15V)。该小组根据电表改装原理设计电路图如图,请结合电路图完成下列问题:
(1)选0~3V量程时应该使用 两个接线柱;选0~15V量程时应该使用 两个接线柱(选填“AB”、“AC”);
(2)若要达到改装目的,图中两个电阻的阻值应为:R1= Ω,R2= Ω。
【答案】(1)① AB ② AC (2)① 900 ② 4000
【讲解】(1) [1][2]根据欧姆定律可得AB和AC接线柱对应量程分别为,可知则选0~3V量程时应该使用AB两个接线柱;选0~15V量程时应该使用AC两个接线柱。
(2) [1][2]若要达到改装目的,则有,解得,
试卷第1页,共3页
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