冲刺必刷专题33 电学实验一解析版.docx
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冲刺必刷专题33电学实验一解析版
2020年6月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编（第二期）
电学实验
（一）
（10道题）
1、（2020·北京市海淀区高三下学期6月二模）为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图甲、乙所示的两种实验方案，已知电源的电动势和内阻在实验过程中保持不变。
（1）小明先进行了如图甲方案的测量。
①他首先用米尺测出接入电路中金属丝的长度l=50.00cm，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图所示，则金属丝直径的测量值d=_______mm。
②实验过程中，小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线____。
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.90
1.20
1.50
1.80
2.10
2.40
I/A
0.18
0.24
0.31
0.37
0.43
0.49
③该方案测得的金属丝的电阻率ρ=__________Ω·m（计算结果保留两位有效数字）。
（2）小明又进行了如图乙方案的测量，实验中闭合开关S后，他可以通过改变接线夹（即图乙中滑动变阻器符号上的箭头）接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度，并通过改变电阻箱接入电路中的阻值R，保持电流表示数不变。
记录电阻箱接入电路中的阻值R和对应接入电路中金属丝长度L的数据，并在R-L坐标系中描点连线，作出R-L的图线如图所示。
请用金属丝的直径d、R-L图线斜率的绝对值k和必要的常数，写出该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=________。
（3）实验过程中，小明同学长时间保持电路闭合。
请从实验误差考虑，分析说明这样的操作对电阻率的测量有何影响_____。
（4）电表的内阻可能对实验产生系统误差，请你分别就这两种方案说明电表内阻对电阻率测量结果是否会产生影响____；若产生影响，将导致电阻率的测量结果偏大还是偏小_____。
【答案】
（1）.0.357~0.360
（2）.
（3）.0.96×10-6~1.0×10-6（4）.
（5）.长时间通电，金属丝产生焦耳热、温度升高，导致所测电阻率比其处于环境温度下的偏大（6）.甲方案，由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻的测量值偏小，电阻率测量值偏小；乙方案中电表内阻对测量结果没有影响（7）.甲方案偏小；乙方案，没有影响
【解析】
（1）①[1]螺旋测微器的读数为
。
②[2]画出U-I图线为
③[3]由U-I图线可得电阻
根据
与
得金属丝的电阻率
代入数据解得金属丝的电阻率为0.96×10-6~1.0×10-6Ω·m。
（2）[4]电流表示数不变,说明电阻箱和金属丝的总电阻是一个定值
，故
得
有
电阻率表达式为
（3）[5]长时间通电，金属丝产生焦耳热、温度升高，导致所测电阻率比其处于环境温度下的偏大。
（4）[6][7]甲方案，由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻的测量值偏小，电阻率测量值偏小；乙方案中电表内阻对测量结果没有影响。
2、（2020·四川省棠湖中学高三下学期第四次月考）为测定金属丝的电阻率ρ，某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上．用多用电表粗测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室有以下器材可选用：
电流表A1（量程300mA，内阻r1=5Ω）；
电流表A2（量程600mA，内阻r2约为1Ω）；
电压表Ⅴ（量程20V，内阻r3约为3kΩ）；
滑动变阻器R1（0-10Ω，额定电流为1A）；
滑动变阻器R2（0-250Ω，额定电流为0.01A）；
电源E（电动势3V，内阻较小）；
导线、开关若干．
（1）如图甲，用螺旋测微器测量金属丝直径d=______mm．
（2）为准确测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在方框内（图乙）画出测量该电阻R的电路原理图（标出所用仪器的代号），写出对应的表达式Rx=______，表达式中各物理量的含义：
______．
（3）如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、Rx为金属丝电阻值，则该金属的电阻率ρ=______（用d，L，Rx表示结果）．
【答案】
（1）.2.150
（2）.I1
（3）.I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻（4）.
【解析】
（1）螺旋测微器的固定刻度为2mm，可动刻度为15.0×0.01mm=0.150mm，故金属丝直径为2mm+0.150mm=2.150mm；
（2）实验中只是要求多测几组数据，故滑动变阻器可以分压接法，也可以限流接法；题中所给电压表量程太大，故不选用；要测量R的阻值，可以通过把电流表A1作为电压表使用，
故实验电路图如图；
根据欧姆定律，有：
…①
其中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻．
（3）根据电阻定律，有：
…②
由②代入数据，得：
3、（2020·江苏省南通等七市高三下学期6月三调）图甲是某二极管的伏安特性曲线.一学习小组想要验证二极管加反向电压时的伏安特性曲线，实验室提供如下器材：
A.待测二极管D
B.电流表A（（0-300
A,内阻约90Ω）
C.电压表V（（0-15V,内阻约15kΩ）
D.滑动变阻器R1（（0-20Ω）
E.电阻箱R2（0-999999Ω）
F.电源E（（48V））G.开关，导线若干
（1）学习小组测量电压表内阻RV.按图乙所示的电路进行实验，把电阻箱R2的阻值调为零，移动滑动变阻器R1的滑片P,使电压表V指针满偏.再将电阻箱R2的阻值调到14.875kΩ时，电压表V指针恰好半偏.则RV=▲k
.把电压表V量程扩大到45V,与电压表V串联的电阻箱的阻值为▲kΩ
【答案】
（1）14.875kΩ，29.750kΩ
【解析】
（1）半偏法测电压表内阻，因电压表与电阻箱电压相等，所以电阻相等，所以电阻箱读数即为电压表内阻。
（2）某同学采用如图丙所示电路进行实验,请用笔画线代替导线，在图丁中完成实物电路的连接.
（2）【答案】如下图
（3）实验中测出二极管两端的电压U和通过的电流I如下表所示,请在图戊中描点作出I-U图线.
U/N
0
20.0
30.0
34.0
38.0
40.0
41.6
43.0
44.0
I/μA
0
4
10
15
27
54
100
200
300
（3）【答案】如下图
（4）根据图丙进行实验存在系统误差，其产生原因是▲（写出一个即可）.
（4）【答案】改装后的电压表内阻阻值偏大，或电流表的分压偏大。
【解析】（4）因为电压表与电阻箱串联后与滑动变阻器左边电阻并联后与右边电阻串联分压，因分压增大，所以电阻箱的电压实际大于电压表的电压，所以电阻箱的电阻大于电压表的电阻，即电压表的电阻测量值大于真实值，即测量值偏大。
把电压表扩大量程后，串联的电阻箱的电阻值也就偏大。
改装后的电压表内阻阻值偏大。
用改装后的电压表测二极管的反向电压时，实际测的是二极管和电流表的电压之和，由于改装后的电压表的电压偏大，所以电流表分压也偏大。
4、（2020·广西省南宁市高三下学期第二次适应性测试）欲研究一只额定电压为3.8V、额定电流为0.4A的小灯泡的伏安特性。
要求测量尽量准确，且灯泡两端电压能够在0~3.8V范围内变化。
实验室提供的器材有：
A.电池组（电动势4.5V，内阻不计）；
B.电流表A1（量程0.6A，内阻r1约0.3Ω）：
C.电流表A2（量程10mA，内阻r2=20Ω）；
D.电阻箱R1（阻值0~999.9Ω）：
E.滑动变阻器R2（阻值0~10Ω）；
F.开关一只，导线若干。
（1）为测电压，将电流表________（选填“A1”或“A2”）与电阻箱R1串联，调节电阻箱旋钮使电阻箱串联进入电路的电阻达到_______Ω，使其成为量程为4V的改装电压表；
（2）在下列的四种电路图中（图中V表为改装后的电压表），符合实验要求的是_______（填选项序号字母）；
A.
B.
C.
D.
（3）利用符合实验要求的电路进行实验，测得A1、A2表的多组数据如下表：
A1表示数I1/A
0.00
0.14
0.22
0.26
0.29
0.31
0.33
0.35
0.37
0.40
A2表示数I2/mA
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.50
请根据上述数据，在图中作出小灯泡的伏安特性曲线（其中纵轴U表示小灯泡两端的电压，横轴I表示通过小灯泡的电流）。
（）
【答案】
（1）.A2
（2）.380（3）.D（4）.
【解析】
（1）[1][2]为改装成准确量程的电压表，要求电流表的内阻是准确值，由题知，电流表A2的内阻已知，故应将A2与电阻箱R1串联组成一个量程为4V电压表，根据电压表的改装原理有
解得
Ω
（2）[3]本实验要研究的是小灯泡的伏安特性，要求电压、电流要从零开始测量，故滑动变阻器采用分压式接法；由于小灯泡的电阻远小于改装后电压表的内阻，故电流表应用外接法，故D符合要求，ABC不符合要求。
故选D
（3）[4]先将A2表示数转化成电压，即根据
进行转化，再根据表中数据作出小灯泡的伏安特性曲线，如图所示
5、（2020·河南省洛阳市高三下学期第三次统考）为了测量一待测电阻R的阻值，准备了以下器材：
A
多用电表
B.电流表G1（0~100mA，内阻约5Ω）
C.电流表G2（0~50mA，内阻r2=10Ω）
D.滑动变阻器R1（0~5Ω）
E.滑动变阻器R2（0~1000Ω）
F.直流电源（3.0V，内阻不计）
G.开关一个及导线若干
（1）用多用电表欧姆表“×1”挡粗测电阻时，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是___Ω。
（2）滑动变阻器应选_________（填仪器前的序号）。
（3）请在图乙中对应的虚线框中完成实验电路设计（要求∶滑动变阻器便于调节，电表读数不得低于量程的
）。
（）
（4）实验步骤：
①按图乙所示电路图连接电路，将变阻器滑动触头移至最____端（填“左”或“右”）；
②闭合开关S，移动变阻器滑动触头至某一位置，记录G1、G2表的读数I1，I2；
③多次移动变阻器滑动触头，记录相应的G1、G2表的读数I1，I2；
④以I2为纵坐标。
I1为横坐标，作出相应图线如图丙所示，则待测电阻Rx的阻值为_____Ω（保留两位有效数字）。
【答案】
（1）.9（或9.0）
（2）.D（3）.
（4）.左（5）.10
【解析】
（1）[1]欧姆挡读数为表盘读数乘以挡位，所以
阻值约为
。
（2）[2]滑动变阻器需要采用分压法接入电路，所以选择阻值较小的D方便调节。
（3）[3]电流表
内阻已知，可以作为电压表使用，设计电路图如图
（4）①[4]为了保护电路，两电表均从0开始调节，所以滑动变阻器在开关闭合前应将触头移动至最左端。
④[5]根据欧姆定律
整理变形得
图像斜率为
解得
6、（2020·湖南省长望浏宁四县高三下学期4月联考）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表．
（1）已知电流计G的满偏电流IG=200mA、内阻rG=0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R1=____Ω（结果取二位有效数字）．
（2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象．某次测量时，电旅表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为____mA结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于___V，内阻等于___Ω（结果取三位有效数字）．
（3）若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果____________（填“有”或“没有”）影响．
【答案】
（1）.0.15
（2）.300（3）.2.93（4）.1.00（5）.没有
【解析】
（1）根据欧姆定律可知：
，带入数据解得：
R1=0.15Ω.
（2）根据丙图可知电压表读数为2.6V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻R1的电流等于通过电流计G电流的2倍，则电路的总电流为300mA；根据图像可知，电源的电动势为：
E=2.93V，因改装的电流表的内阻为
；则电源内阻
.
（3）电源电动势等于电流表读数为零时电压表的读数，可知电表改装时，若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果无影响；
7、（2020·内蒙古包头市高三下学期一模）“新冠疫情”期间，用电子体温计监测体温成为检测人体是否感染冠状病毒的重要手段。
电子体温计利用某些物质的物理参数，如电阻、电压、电流等，与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来。
如图，甲图为某同学设计的电路图，用以测量25.0°C﹣80.0°C范围内环境的温度。
所用器材有：
热敏电阻RT，其标称值（25.0°C时的阻值为900.0Ω）；电源20V，内阻可忽略；滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；电阻箱R2（阻值范围0﹣999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2，图中
为电表。
实验时，按电路图连好电路，将热敏电阻放在温控箱内，先将温度调为80.0°C，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，电路中电表示数为某一定值X；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电表读数仍为X；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C实验得到R2﹣t的数据见表。
回答下列问题：
（1）实验室中提供有以下规格电表：
①电流表A1（0～0.6A，0.2Ω），②电流表A2（0～3A，0.04Ω），③电压表V（10V，1000Ω）。
实验中应选择的电表为_________（填器材前的数字编号）；
（2）在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到_________（填“左”或“右”）端；
（3）在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2﹣t的曲线_________；
（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为_________Ω，则手心温度为_________°C。
【答案】
（1）.③
（2）.左（3）.
（4）.580.0（5）.34或35
【解析】
（1）[1]如果接电流表，热敏电阻RT，其标称值（25.0oC时的阻值为900.0Ω）；电源20V，可得，通过热敏电阻的电流约为
比两电流表的量程小得多，不易准确测量，故不选①②；
电压表V内阻与热敏电阻的阻值相差不多，而量程为电源一半，可以准确测量，故选③
（2）[2]为了安全，在在闭合S1前，分压电路的电压应该为0，所以图甲中R1的滑片应移动到左端；
（3）[3]在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2﹣t的曲线，如图所示
（4）[4]将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为
[5]当R2=580.0Ω时，由（3）空中图可知，手心温度为34°C或35°C
8、（2020·宁夏银川九中等三校高三下学期联考）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a.b.c.d.e.f.g和h按图甲所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：
（1）若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是_________导线断路．
（2）某同学排除故障后测出电源和小电珠的U-I特性图线．如图乙所示．电源的电动势E=_________V：
小电珠的电阻随温度的上升而_________．
（3）将与上面相同的两个小电珠并联后接到上面电源上，每一只小电珠的实际电功率是_________W．（保留2位小数）
【答案】
（1）.
（1）g处
（2）.
（2）3.0（3）.增大（4）.（3）0.99（在0.95-1.05之间）
【解析】
（1）若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表电流表的示数总不能为零，说明滑动变阻器不起作用，连成了限流接法，故g断路．
（2）电源的U﹣I图线纵轴截距等于电源的电动势，则由图知，电源的电动势E=3.0V．根据欧姆定律
可得小电珠的电阻，由数学知识分析可知，R等于小电珠的U﹣I特性图线上的点与原点连线的斜率，则小电珠的电阻随温度的上升而增大．
（3）电源的内阻等于电源的U﹣I图线的斜率绝对值，则得内阻
，当两个小电珠并联后，接到电源上，由闭合电路欧姆定律得：
E=U+2Ir，电源的U﹣I图线为U=E﹣2rI=E﹣2I=3﹣2I，作出图象如图所示：
可得U=1.1V，I=0.9A，则一个小电珠的实际电功率为：
P=UI=0.99W．
9、（2020·浙江省名校联盟新高考创新卷四）在某实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有：
①待测电池：
电动势E（约3V）、内电阻r（约1
）
②电流表：
量程500
，内阻
③电流表：
量程3A，内阻
④滑动变阻器：
阻值0-600
，额定电流0.5A
⑤滑动变阻器：
阻值0-20
，额定电流2.5A
⑥电阻箱：
9999.9
（1）实验电路如图1所示，根据实验目的，电路中电流表A1应选择___________，A2应选择___________，R1应选择___________（请填写器材序号）。
（2）实验中改变电路中的电阻，通过多次读取两电流表的读数，用描点法拟合出电流表A2的电流I2随电流表A1的电流I1的变化的图像，如图所示。
那么，根据图像可得电动势E的表达式为___________，内电阻r表达式为___________。
（答案只限于用R2、Iy、Ix及电流表的内阻r1、r2表示，且消除系统误差）
【答案】
（1）.③
（2）.②（3）.⑤（4）.
（5）.
【解析】
（1）[1][2][3]根据实验目的，电路中电流表A1应选择量程3A的③；A2应选择电流表②，与电阻箱串联后构成电压表；R1应选择电阻与电源内阻相当的⑤即可；
（2）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
即
由图像可知
解得
10、（2020·浙江省宁波市高三下学期二模）现要描绘标有“2.5V，0.8W”的小灯泡L的伏安特性曲线，小海同学设计了图甲电路进行实验：
（1）请将滑动变阻器接入电路（用笔画线代替导线完成接线）_________；
（2）某次测量时，电压表的指针如图乙所示，此时电压表的读数为____V；
（3）为进一步研究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明利用测量所得的数据通过P=UI计算电功率。
小明采用图像法处理数据，将P、U2作为纵、横坐标建立直角坐标系，将获得的数据在坐标纸上描点，并根据数据分布作出了一条直线，如图丙所示。
请指出P—U2图像中两处不恰当的地方_____、_____。
【答案】
（1）.
（2）.2.05（2.01~2.09）（3）.图线不能用直线拟合（4）.横坐标的标度选择不合理（最大刻度以7.0V2左右比较合适）
【解析】
（1）[1]根据实验原理可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法以及电流表外接法，则连接原理图如图所示
（2）[2]由上题图可知，电压表选用
量程，因此可直接对下面一层数字进行读数，然后在进行估值，由此可得此时电压表的读数为
。
（3）[3][4]由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，因此作出的图形不能为直线。
由图可知，由于横坐标选择不合适，使得图像过于集中。
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