高考物理二轮复习专题11电学实验配套检测.docx
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高考物理二轮复习专题11电学实验配套检测
2014年高考物理二轮复习专题11：
电学实验配套检测
（满分：
100分 时间：
60分钟）
1．（10分）图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”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。
2．（10分）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图甲所示电路测量该电流表的实际量程Im。
所用器材有：
量程不准的电流表A1，内阻r1＝10.0Ω，量程标称为5.0mA；标准电流表A2，内阻r2＝45.0Ω，量程1.0mA；标准电阻R1，阻值10.0Ω；滑动变阻器R，总电阻为300.0Ω；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻R2；开关S；导线。
回答下列问题：
（1）在图甲所示的实物图上画出连线。
甲
（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至________端。
（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A1的量程Im＝________。
（4）若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图乙所示，从图中读出A1的示数I1＝________，A2的示数I2＝________；由读出的数据计算得Im＝________。
（保留三位有效数字）
乙
（5）写出一条提高测量准确度的建议：
_______________________________________。
3．（10分）电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。
某兴趣小组将一辆旧电动自行车电瓶充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。
甲
乙
丙
（1）用多用电表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。
测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为________V。
（2）用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。
改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I（电流表内阻忽略不计），根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的
－R图线，如图丙。
由图线C可知电池C的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
（保留两位有效数字）
（3）分析图丙可知，当前状态电池________（选填“A”“B”“C”或“D”）对电动自行车供电性能较优。
4．（10分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某组同学进行了如下测量：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。
测量3次，求出其平均值l。
其中一次测量结果如图所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________cm。
用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。
（2）采用如图所示的电路测量金属丝的电阻，图中A、B之间为待测金属丝。
电压表的读数用U表示，电流表的读数用I表示。
电阻的测量值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）由公式ρ＝________计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）。
5．（10分）测一个待测电阻Rx（约200Ω）的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电源E：
电动势3V，内阻不计；
电流表A1：
量程0～10mA、内阻r1约为50Ω；
电流表A2：
量程0～500μA、内阻r2＝1000Ω；
滑动变阻器R1：
最大阻值20Ω、额定电流2A；
电阻箱R2：
阻值范围0～9999Ω。
（1）由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表________与电阻箱R2连接，将其改装成电压表。
（2）对于下列测量Rx的四种电路图，为了测量准确且方便，应选图________。
（3）实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可测得待测电阻Rx的测量值是________Ω。
6.（10分）某同学在一次研究性学习活动中想得到一节蓄电池的短路电流，为此设计了如下电路。
已知该蓄电池的电动势约为2V、内阻非常小，该同学为防止调节滑动变阻器时造成蓄电池短路，在所设计的电路中选用了一个保护电阻。
除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，物理实验室可提供的器材还有：
电流表A1（量程0.6A）
电流表A2（量程3A）
电压表V1（量程3V）
电压表V2（量程15V）
定值电阻R1（阻值1Ω、额定功率5W）
定值电阻R2（阻值10Ω、额定功率10W）
（1）为了保证电路安全并提高测量精度，该同学应选的电流表为________，电压表为________，保护电阻为________。
（填写器材符号）
（2）该同学又选用了其他规格的器材，利用上述电路进行实验，测得电压表与电流表的示数如下表所示。
根据表中数据，作出U—I图象，根据图象求得蓄电池的短路电流为________A。
（保留三位有效数字）
U/V
1.98
1.95
1.91
1.87
1.83
I/A
0.20
0.64
0.92
1.32
1.72
7．（10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挡位，a和b的相应读数是多少？
请填在表格中。
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
mA
直流电压2.5V
V
b
电阻×100
Ω
8.（10分）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1所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。
图1
（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2中的________图（选填“甲”或“乙”）。
图2
（3）图3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3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3
（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。
请在图4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）。
图4
（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·m
D．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图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
9．（10分）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系，选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱．进行了如下实验．
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧．现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材可供选择：
A．直流电源：
电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
B．电流表A1：
量程0～10mA，内阻约10Ω；
C．电流表A2：
量程0～600mA，内阻约0.5Ω；
D．电压表V：
量程0～15V，内阻约15kΩ；
E．滑动变阻器R1：
最大阻值1kΩ；
F．滑动变阻器R2：
最大阻值5kΩ；
G．开关、导线等
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”）．
（2）根据所选的器材画出实验电路图．
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L（cm）
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R（kΩ）
1.3
2.1
3.0
4.1
5.3
6.7
图11－17
为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图11－17所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是________．
10．（10分）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：
A．小灯泡（额定电压为12V，额定电流约0.5A）
B．直流电流表A（0～0.6A，内阻约0.8Ω）
C．直流电压表V1（0～3V，内阻约5kΩ）
D．直流电压表V2（0～15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器R1（0～5Ω，2A）
F．滑动变阻器R2（0～20Ω，2A）
G．电源（12V，内阻不计）
H．开关S及导线若干．
某同学设计了实验测量电路，通过改变变阻器的滑片位置，使电表读数从零开始变化，记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.
（1）实验中电压表应选用________（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）；
（2）在图11－18甲虚线框内画出实验电路图；
甲
乙
图11－18
（3）该同学在实验中测出8组对应的数据（见下表）：
次数
1
3
3
4
5
6
7
8
I/A
0
0.12
0.22
0.30
0.38
0.45
0.47
0.50
U/V
0
1.2
2.4
3.6
6.0
8.4
9.6
12.0
请在图11－18乙坐标中，描点作出U－I图线，由图象可知，灯泡的功率增大时，其电阻________（填“增大”“减小”或“不变”）．
参考答案
1．答案：
（1）①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压
（2）如图所示
解析：
（1）①由于滑动变阻器的分压作用，使开始实验时小灯泡两端电压为0，则滑动变阻器接入电路的阻值最大，所以应使滑动变阻器的滑片靠近变阻器左端的接线柱。
②描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线，必须测量多组数据，即增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压。
（2）画电路图，首先应分析清楚实物电路特点：
电流表为外接法，滑动变阻器为分压接法。
2．答案：
（1）连线如图
（2）阻值最大 （3）
（4）3.00mA 0.660mA 6.05mA
（5）多次测量取平均值
解析：
（1）连线如答案图。
（2）在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端。
（3）闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为Im。
根据并联电路电压相等有Imr1＝I2（r2＋R1）得Im＝
。
（4）待测表未满偏有I1r1＝I2（r2＋R1），将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有
I1＝
＝
mA＝3.63mA
但图中A1的示数3.0mA，量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA。
（5）多次测量取平均值。
3．答案：
（1）11.0（10.8至11.2都可以）
（2）12 1.0 （3）C
解析：
根据闭合电路欧姆定律可得：
＝
R＋
，图象的斜率代表
，截距代表
，所以，E＝12V、r＝1.0Ω，性能好的电池电动势较大，内阻较小，所以C的性能好。
4．答案：
（1）24.11
（2）偏小 （3）
解析：
根据刻度尺读数规则，图中读数为24.11cm。
采用题图所示的电路测量金属丝的电阻，测量值实质等于电压表与电阻丝并联后的等效电阻值，所以电阻的测量值比真实值偏小。
由R＝U/I，R＝ρl/S，S＝πd2/4联立解得ρ＝
。
5．答案：
（1）A2
（2）乙 （3）187.5
解析：
为了测定待测电阻上的电压，应选内阻已知的电流表A2与电阻箱R2连接，将其改装成电压表。
为了测量准确且方便应选电流表外接，分压电路图乙。
A2示数240μA，对应电压为U＝240μA×（1000＋4000）Ω＝1.2V；A1示数I＝6.4mA，待测电阻Rx的测量值是Rx＝U/I＝187.5Ω。
6．答案：
（1）A1 V1 R1
（2）作出的U—I图象如图所示
20．0A（19.0A～21.1A之间均可）
解析：
（1）电源电动势为2V，所以电压表应选V1，定值电阻选R1时，电路中的最大电流为2A，但不能取到，此时电流表选A1较为准确。
（2）略。
7．答案：
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
23.0mA
直流电压2.5V
0.57V
b
电阻×100
420Ω
解析：
直流电流100mA挡读第二行“0～10”一排，分度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V挡读第二行“0～250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了；电阻×100挡读第一行，测量值等于表盘上读数“4.2”乘以倍率“100”。
8．答案：
（1）（0.395～0.399）
（2）甲
（3）如答图甲
答图甲
（4）如答图乙 （4.3～4.7）
答图乙
（5）C （6）CD
解析：
（1）千分尺读数：
固定刻度值＋旋转刻度格数×0.01mm＝0＋39.7×0.01mm＝0.397mm。
（2）由测的U、I值得RX约5Ω，乙图提供的最小电压U＝
＝0.6V，故选用甲图电路。
（3）略
（4）描点后可见，第6次测量误差很大，舍去，作过O点的直线将其余6个点拟合到直线上，如答图4所示。
RX＝
＝4.5Ω。
（5）由R＝
，ρ＝
≈1.2×10－6Ω·m，故选C。
（6）由于观察角度及观察能力对螺旋测微器读数产生的偶然误差，选项A错误。
电流表和电压表不可能成为理想电表，对测量带来的误差是不可避免的，属于系统误差，选项B错误。
电压表内阻的分流和电流表内阻的分压，是产生系统误差的原因，如果将其电阻计算在电路内，如前面实验电路，R测＝
，RX＝
，即可消除系统误差，选项C正确。
本题给出的第6组值误差很大，作UI图时应舍去，减小了偶然误差，选项D正确。
9．答案:
（1）A1 R2
（2）如图所示 （3）L2
解析:
（1）电源电动势为12V，粗测电阻为几千欧，则电流表选用A1，滑动变阻器选用电阻值跟被测电阻相当的，故选用R2.
（2）限流式，内接法，如答案图所示．（3）根据所给数据，分析可知：
长度越长，电阻越大，然后再定量计算可知作出的图线是R－L2图线．
10．答案:
（1）V2 R2
（2）如图甲所示 （3）如图乙所示 增大
解析:
（1）灯泡的额定功率为12W，则电压表应选用15V的电压表V2，灯泡正常工作的电阻为24Ω，滑动变阻器要采用分压式接法．若采用R1，则电路中的电流超过2A，所以选用R2.
（2）因灯泡的电阻较小，电流表应采用外接法；滑动变阻器采用分压式接法．
（3）依据拟合出的U－I图象，图象上的点与坐标原点的连线的斜率逐渐增大，故电阻变大．
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