专题10 电学实验.docx

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专题10电学实验

高考物理二轮专题复习十：

电学实验

【高考回顾】（2009·安徽理综）21.（18分）

Ⅰ（6分）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。

若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？

请填在表格中。

Ⅱ.（6分）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。

电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。

除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

（a）

电流表（量程0.6A、3A）；

电压表（量程3V、15V）

（b）

定值电阻（阻值1

、额定功率5W）

（c）

定值电阻（阻值10

，额定功率10W）

（d）

滑动变阻器（阴值范围0--10

、额定电流2A）

（e）

滑动变阻器（阻值范围0-100

、额定电流1A）

那么

（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择V，电流表的量程应选择A；R0应选择

的定值电阻，R应选择阻值范围是

的滑动变阻器。

（2）引起该实验系统误差的主要原因是。

（2010·安徽理综）21．（18分）Ⅰ．

（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。

（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。

Ⅱ．太阳能是一种清洁、“绿色”能源。

在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。

太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。

某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。

所用的器材包括：

太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。

（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。

由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________

。

（2011·安徽理综）Ⅱ．

（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。

请你简述接下来的测量过程：

①；

②；

③；

④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。

（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。

其中电压表内阻约为5k，电流表内阻约为5。

图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。

（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。

当转换开关S旋到位置3时，可用来测量；当S旋到位置时，可用来测量电流，其中S旋到位置时量程较大。

（2012·安徽理综）Ⅱ.（8分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。

（1）完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，

②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；

③断开开关，……。

根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。

（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。

实验9：

测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

【例1】　某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω·m）.如图8所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小）,其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a＝40cm,宽b＝20cm,高c＝10cm.将水样注满容器后,进行以下操作：

（1）分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1k”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图9所示,则所测水样的电阻约为________Ω.

（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5mA,电阻RA为50Ω）

B.电压表（量程15V,电阻RV约为10kΩ）

C.滑动变阻器（0～20Ω,额定电流1A）

D.电源（12V,内阻约10Ω）

E.开关一只、导线若干

请在实物图10中完成电路连接.

（3）正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,测出一系列数据如表所示,请在如图11所示的坐标纸中作出U－I关系图线.

（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为____Ω·m.据此可知,所得水样在电阻率这一指标上________（选填“达标”或“不达标”）.

实验10：

描绘小电珠的伏安特性曲线

实验11：

测定电源的电动势和内阻

1．测电源电动势和内阻的三种方法

伏安法安阻法伏阻法

2．数据处理的两种方法：

联立方程法；图象法。

3.误差分析：

图象法；等效电源法。

4、连实物图的四先四后：

先有电路图，再连实物图；先回路后支路；先正后负；先外后内。

注意以下几点：

（1）各导线都应接在接线柱上。

（2）不应在导线中间出现分叉，导线不能交叉、跨过仪器。

（3）连接电表应注意要正确选择量程，正、负接线柱不要接错。

（4）开

关要控制所在电路。

【例2】　（2012·重庆高考）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。

实验器材如图所示。

（1）测量E和r的实验方案为：

调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________________，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r。

（2）将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图6－2－3中用笔画线代替导线连接电路。

（3）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图6－2－4中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知：

在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

曲线（c）对应的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P＝________mW。

（均保留三位有效数字）

实验12：

练习使用多用电表

【例3】（2012·江苏

高考）如图6甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）。

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况。

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。

测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。

两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示。

请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路。

两表笔接的接点

多用电表的示数

a，b

________Ω

a，c

10.0Ω

b，c

15.0Ω

【高考预测】

1、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,备有如下器材：

A.电源为干电池（电动势为E,内阻为r）

B.电流表（0～0.6A、内电阻约0.1Ω）

C.灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA、内阻rg＝500Ω）

D.滑动变阻器（0～20Ω、2.0A）

E.电阻箱R（0～9999.9Ω）

F.开关、导线若干

（1）由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表,需串联一个阻值为R＝________Ω的电阻.

（2）改装后采用如图1甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线.

（3）在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动至________（填“a端”、“中央”或“b端”）.

（4）图2为该实验绘出的I1－I2图线（I1为灵敏电流计G的示数,I2为电流表A的示数）,由图线可求得被测电池的电动势E＝________V（保留三位有效数字）,内电阻r＝________Ω（保留两位有效数字）.

2、（2012·上海高考）在练习使用多用电表的实验中：

（1）某同学连接的电路如图所示。

①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；

②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；

③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。

（2）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若（　　）

A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大

B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量

C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω

D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大

3、（2012·山东高考）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：

Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；

电压表：

（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表：

（量程0.6A，内阻约0.2Ω）

（量程3A，内阻约0.05Ω）

电源：

E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；

滑动变阻器：

R（最大阻值约20Ω）

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。

（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图。

4、某学生实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验时。

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图1所示。

读数为________mm。

（2）用伏安法测金属丝的电阻时，测出了包括（0,0）在内的6组电流I和电压U的值，并已经标在了如图2所示的坐标纸上，请用铅笔和直尺在坐标纸上画出合理的图线，并求出该段金属丝的电阻Rx＝________Ω。

（3）测该金属丝电阻时，可供该实验小组选择的器材如下：

A．量程0.6A，内阻约0.5Ω的电流表A1B．量程3A，内阻约0.01Ω的电流表A2

C．量程10mA，内阻rA＝50Ω的电流表A3D．量程15V，内阻约30kΩ的电压表V

E．阻值为0～10Ω的滑动变阻器

F．阻值为0～1000Ω的电阻箱

G．两节干电池H．开关一个、导线若干

如图3所示，试补画出该小组同学测金属丝电阻Rx采用的电路图，并标明所选用电表的符号，如A1或A2等。

5、（2012·常州模拟）如图7所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

图7图8图9

（1）R0的作用是___________________________________。

（2）用作图法在图8坐标系内作出U－I图线。

（3）利用图线，测得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（4）某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图9所示。

由所得图线可知，被测电池组电动势E＝________V，电池组的内阻r＝________Ω。

6、（2012·江苏四市联考）某同学要测量一电阻Rx（阻值约18Ω）的阻值，实验室提供如下器材：

电池组E（电动势3V，内阻约1Ω）；电流表

（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）；电压表

（量程0～3V，内阻约5kΩ）；电阻箱R（阻值范围0～99.99Ω，额定电流1A）；开关S，导线若干。

（1）为使测量尽可能准确，应采用下面给出的________所示电路进行测量。

7、使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。

现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：

待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。

实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。

完成下列填空：

（1）仪器连线如图3所示（a和b是多用电表的两个表笔）。

若两电表均正常工作，则表笔a为________（填“红”或“黑”）色；

（2）若适当调节电阻箱后，图3中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图4（a）、（b）、（c）所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；

（3）将图3中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；（保留3位有效数字）

（4）计算得到多用电表内电池的电动势为________V。

（保留3位有效数字）

8、（2012·福建高考）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。

（1）先直接用多用电表测定该电池电动势。

在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图5所示，其示数为________V。

（2）然后，用电压表

、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。

根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。

9、在“描绘小灯泡伏安特性曲线的实验”中

（1）为减小实验误差，方便调节，请在给定图8中的A、B、C、D四个电路图和E、F、G三个滑动变阻器中选取适当的电路图和器材，并将它们的编号填在横线上。

应选取的电路图是________，滑动变阻器应选取________。

E．总阻值15Ω，允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器

F．总阻值200Ω，允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器

G．总阻值1000Ω，允许通过的最大电流为1A的滑动变阻器

（2）由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图9中b线。

将该小灯泡与一干电池组成闭合回路，该电池两极间的电压随电路中电流的变化关系图线如图9中a线所示，则小灯泡与电池连接后的实际功率为________W；若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为________W。

10、（2012·北京高考）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图10所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。

（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。

实验所用器材为：

电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω

，额定电流2A）、开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图11中的________图（选填“甲”或“乙”）。

图11图12

（3）图12是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。

请根据

（2）所选的电路图，补充完成图12中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

图18

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图13所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。

请在图13中标出第2、4、6次测量数据的

坐标点，并描绘出U－I图线。

由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω（保留两位有效数字）。

（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________（填选项前的符号）。

A．1×10－2Ω·m　　　　B．1×10－3Ω·m

C．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m

（6）任何实验测量都存在误差。

本实验所用测量仪器均已校准。

下列关于误差的说法中正确的选项是________（有多个正确选项）。

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U－I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

1　

（1）2750（4）137.2（120～145）　不达标

[2]　

（1）U＝E－Ir　

（2）如图所示　（3）不变　增大　0.975　478　0.268

3：

（1）A　

（2）短暂（3）5.0　见解析图

1、

（1）9500（3）a端（4）1.46～1.49V均可　0.75～0.95Ω均可

[2]　

（1）①R1　②R1和R2串联　③R2（或电源的路端电压）　

（2）D[3]　

（1）1.773（1.771～1.775均正确）

（2）

　E1　电路图见解析

4：

（1）2.000　

（2）5　连线如图甲所示　（3）电路图如图乙所示

5：

（1）保护电源、电表，防止短路

（2）见解析　（3）1.5　1.0　（4）30　5

6：

（1）A　

7：

（1）黑　

（2）14.0　53.0　4.6　（3）102　（4）1.54

8：

（1）9.4　

（2）①连线如图所示

9：

（1）C　E　

（2）0.72　0.24

10、答案：

（1）0.397（0.395～0.399均可）　

（2）甲　（3）如图（a）所示

（4）如图（b）所示　4.5（4.3～4.7均可）　（5）C　（6）CD

11　0.996～0.999mm　0.42A　2.25～2.28V　A　小　B　

－RA或

－2（Ω）