北京高考物理二轮专题电学实验探究试题18页.docx

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北京高考物理二轮专题电学实验探究试题18页

北京高考物理二轮专题电学实验探究试题

1.为测量一根金属丝（电阻约5Ω）的电阻率ρ，选用的电学器材有：

电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电流表（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω），滑动变阻器（0～15Ω），学生电源（恒压输出3V），开关，导线若干．

甲

乙

丙

（1）如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮________（选填“A”“B”或“D”）发出“喀喀”声时停止．某次的测量结果如图乙所示，读数为________mm.

（2）请用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整.

（3）如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，请作出UI图线并求出该金属丝的电阻值为________Ω.（结果保留两位有效数字）

丁

（4）有同学认为用图象法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的想法是否正确？

请说明理由．

2.某同学用图甲所示电路来测绘小灯泡的伏安特性曲线，器材如下：

A.小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.25A）；

B.电流表（0～0.6A）；

C.电压表（0～3V）；

D.滑动变阻器R1（0～10Ω）；

E.滑动变阻器R2（0～1000Ω）；

F.干电池（电动势为1.5V）两节；

G.开关，导线若干．

（1）滑动变阻器应选________（选填器材前的代号）．

（2）实验中得到的数据如下表所示，根据表中数据在图乙中作出小灯泡的UI图象，由图象可知小灯泡的电阻随温度的升高而________（选填“增大”“减小”或“不变”）．

U/V

0.20

0.40

0.60

1.00

1.40

1.80

2.00

2.20

I/A

0.04

0.08

0.11

0.15

0.18

0.20

0.21

0.22

（3）某同学用一节干电池与阻值为5Ω的电阻R、小灯泡及电压表连接成图丙所示电路，测得电压表读数为0.8V，结合图乙中图象求得小灯泡实际消耗的功率为________W，干电池内阻为________Ω.（结果均保留两位有效数字）

丙

3.在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供下列实验器材：

A．两节旧干电池，每节电动势约1.5V

B．直流电压表Vl、V2，量程均为0～3V，内阻约3kΩ

C．电流表，量程0～0.6A，内阻小于1Ω

D．定值电阻R0，阻值2Ω

E．滑动变阻器R，最大阻值15Ω

F．导线和开关若干

如图甲所示，连接实验电路图；

（1）根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出U−I图象，测出的电源电动势的值（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值，其产生误差的原因是．（选填“电压表分流”、“电流表分压”）

（2）实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了图乙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录Vl和V2的值如下表所示，用测出的数据在图丙中绘出U2−U1图线．

组数

1

2

3

4

5

6

电压U1/V

0.80

1.00

1.20

1.50

1.70

2.00

电压U2/V

1.55

1.66

1.80

1.97

2.08

2.27

（3）由图线可得被测电池组的电动势E=V，内阻r=Ω．（结果保留两位有效数字）

4.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器．

（1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是________．（选填选项前面的字母）

A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔

（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示．

A．若所选挡位为直流50mA挡，则示数为_______mA．

B．若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为_______Ω．

（3）用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：

．

A．将红表笔和黑表笔接触

B．把选择开关旋转到“×100”位置

C．把选择开关旋转到“×1k”位置

D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

（4）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图丙所示的几种图像，其中可能正确的是．（选填选项下面的字

母）

5.为了测量某种材料制成的特种电阻丝Rx的电阻率，提供的器材有

A.电流表G（内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mA）

B.电流表A（内阻约为10Ω，量程为100mA）

C.螺旋测微器，刻度尺

D.电阻箱R0（0～9999Ω，0.5A）

E.滑动变阻器R（5Ω，1A）

F.电池组E（6V，0.05Ω）

G.一个开关S和导线若干

某同学进行了下列操作：

（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×1”挡时发现指针偏转角度过小，说明电阻较________（填“大”或“小”），应换为“×10”挡，并重新进行测量时指针位置如图1所示。

（2）把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω。

（3）请用改装好的电压表设计一个测量电阻Rx阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，将图2中电路图补充完整。

（4）电阻率的计算：

测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式ρ＝________。

6.某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻．

A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V，内阻约几欧姆

B．直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3kΩ

C．定值电阻R0未知

D．滑动变阻器R，最大阻值Rm

E．导线和开关

（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图

（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0=（用U10、U20、Rm表示）

（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则两节干电池的总电动势E＝____，总内阻r＝_____（用k、a、R0表示）．

7.一课外实验小组用如图2所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻（R0＝20.0Ω）；

可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器。

采用如下步骤完成实验：

（1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线；

图2

（2）将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；

（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表

的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表

的示数U2；

（4）待测电阻阻值的表达式Rx＝________（用R0、U1、U2表示）；

（5）重复步骤（3），得到如下数据：

1

2

3

4

5

U1/V

0.25

0.30

0.36

0.40

0.44

U2/V

0.86

1.03

1.22

1.36

1.49

3.44

3.43

3.39

3.40

3.39

（6）利用上述5次测量所得

的平均值，求得Rx＝________Ω。

（保留1位小数）

8.某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。

A.待测电压表（量程3V，内阻约几千欧）

B.电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）

C.电池组（电动势约3V，内阻可忽略）

D.滑动变阻器R0

E.电阻箱R（0～9999Ω）

F.开关和导线若干

图2

（1）图2甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是________；

A.R0阻值较小

B.电流表存在内阻

C.电压表无法准确读数

D.电流表无法准确读数

（2）同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值为R，电压表的示数为U，为了根据图象能求得电压表的内阻，应该作________图线（选填“

－R”“U－R”U－

）；

（3）请根据你选择的坐标轴和下表的数据，在下图中标上合适的标度作出相应图线；

R/kΩ

0.6

1.5

2

3

　4

5

U/V

2.5

2

1.8

1.5

1.3

1.13

/kΩ－1

1.67

0.67

0.5

0.33

0.25

0.20

/V－1

0.40

0.50

0.56

0.67

0.78

0.88

（4）根据你所画出的图线，求出电源的电动势E＝______V，电压表内阻RV＝________kΩ（保留两位有效数字）。

9.测定一卷阻值约为30的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：

A．电流表A：

量程0.6A，内阻RA约为20Ω

B．电压表V：

量程15V，内阻RV约为4kΩ

C．学生电源E：

可提供0~30V直流电压

D．滑动变阻器R1：

阻值范围0～10Ω

E．滑动变阻器R2：

阻值范围0～500Ω

F．电键S及导线若干

⑴为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择▲（选填“R1”或“R2”），并将方框中的电路图补画完整。

⑵根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图，则电压表的示数U为▲V，电流表的示数I为▲A。

⑶已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为，则这一卷漆包线的长度

L=▲（用U、I、d、表示）。

10.某同学连接了一个如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为电压表，开关S.

（1）该同学连接的实验电路中有一处错误，请用笔在该处打上“×”号，并用笔画线作为导线，进行正确的连接．

（2）开关闭合前，电阻箱R的阻值应置于________（选填“零”或“较大”）．

（3）将开关S闭合，改变电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，作出

-

的图线如图所示，则内阻r＝________Ω，电动势E＝________V．（结果保留两位有效数字）

（4）如果电压表影响不可忽略，通过分析判断该实验测得的电源电动势将________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）．

11.某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：

小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干

（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。

闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。

（结果均保留2位小数）

12.某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡直接去测量某电压表（量程为10V）的内阻（大约为几十千欧），该多用电表刻度盘上可读出电阻刻度中间值为30，则：

（1）欧姆挡的选择开关拨至______（选填“×1k”或“×100”）挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图中______（选填“A”或“B”）方式连接，此时欧姆表的内阻为Ω.

甲乙

（2）在实验中，某同学读出欧姆表的读数为Ω，若测量结束后，该同学将两表笔短接，发现电表指针指在电阻“0”刻度的左侧，则上述电阻的测量值（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）.

13.在做“测电源电动势与内阻”的实验中：

（1）先用多用电表粗测了干电池的电动势．如图1所示是测量时选择开关与表头指针所处的位置，则该电池的电动势为________V，实验结束后，应将选择开关拨到图中的________（选填“A”“B”“C”或“D”）挡位．

图1

（2）设计如图2所示电路进行测量．在实验中发现变阻器的滑片由M端向N端逐渐滑动时，电流表示数逐渐增大，电压表的示数接近1.5V并且几乎不变，当滑片临近N时，电压表示数急剧变化．出现这种问题，应更换一个总阻值比原来________（选填“大”或“小”）的变阻器．

图（3）更换

（2）中变阻器后，记录分布均匀的8组电流表示数（I）以及电压表示数（U），在数据处理软件中，以U为纵轴，以I为横轴，经拟合得到直线U＝1.4875－1.5025I，则电动势的测量值是________V，内电阻的测量值是________Ω.（均需保留三位有效数字）

答案

1.

（1）D（1分）　0.540（或0.539、0.541）（2分）

（2）如图所示（2分）

（3）如图所示（1分）　4.5（4.2～4.8）（2分）

（4）不正确（1分）　作图法只能减少偶然误差，不能减少系统误差．（1分）

2.

（1）D（2分）

（2）增大（2分）　如图所示（2分）

（3）0.10（2分）　0.38（2分）

3．（10分，每空2分）

（1）小于电压表分流

（2）如图

（3）2.6~2.82.9~3.1

4.

（1）AC

（2）29.0（3）BAD（4）BC

5.解析　

（1）欧姆表最大刻度线在左侧，用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×1”挡时发现指针偏转角度过小，说明电阻较大，为准确测量电阻阻值，应换为“×10”挡，并重新进行欧姆调零。

（2）将电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表，而电流表G（内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mA），所以改装后的电压表的内阻为RV＝

＝

Ω＝2000Ω，由于电流表G的内阻Rg＝120Ω，因此电阻箱的阻值应调为R0＝（2000－120）Ω＝1880Ω。

（3）由题意可知，当电流表A使用外接法时，能准确测出所测电阻的电流，同时又能算出所测电阻的电压；因所测电阻约为70Ω，而滑动变阻器R（5Ω，1A），电源电压为6V，所以滑动变阻器使用分压式，则电路图如图所示。

（4）由电阻定律可知，电阻R＝ρ

＝

，根据欧姆定律R＝

＝

，则电阻率ρ＝

。

答案　

（1）大　

（2）1880

（3）见解析图

（4）

6.答案

（1）如图（2分）有错不得分

（2）

（2分）

（3）

（2分）

（2分）

7.解析　开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I＝

，将开关S2掷于2端，R0和Rx两端电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝

＝

R0＝

R0。

5次测量所得

的平均值为

（3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39）＝3.41，代入得Rx＝（3.41－1）×20.0Ω＝48.2Ω。

答案　

（1）实物连线如图　（4）

R0　（6）48.2

8.解析　

（1）设计者认为电压表测自身的电压，电流表测流过电压表的电流，据RV＝

可求出电压表内阻。

但图甲电路闭合开关后，电路中电流太小，电流表指针几乎不偏转。

故D项是电路不可行的原因。

（2）对乙图，由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋

R，整理得

＝

＋

R，则为了根据图象能求得电压表的内阻，应该作

－R图线。

（3）选择作

－R图线，描点连线如图。

（4）据图线纵截距可得

＝0.34，解得E＝2.9V

据图线斜率可得

＝

，解得RV＝3.0kΩ

答案　

（1）D　

（2）

－R

（3）见解析图

（4）2.9　（2.8～3.2）　3.0　（2.8～3.5）

9.

（1）R1（2分）如图（2分）

（2）13.50.46（各2分）

（3）

（2分）

10.

（1）画图略（2分）

（2）较大（2分）

（3）1.0（2分）　3.3（2分）

（4）偏小（2分）

11.

（1）外接分压

（2）增大增大（3）0.411.17

12.

（1）×1KA30000

（2）40000偏大

13.

（1）1.46～1.49　A　

（2）小　（3）1.49　1.50