2021届高三三轮复习物理限时培优练 电学实验(B)

1.在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验器材有：额定电压为3.8V、额定电流为0.32A的小灯泡、电压表(4V，内电阻约为4kΩ)、电流表(0.5A，内电阻约为0.5Ω)、滑动变阻器R(0～10.0Ω)；电阻箱R0；电源E(电动势4.0V，内阻1.0Ω)；开关S；导线若干。

(1)实验测得的小灯泡伏安特性曲线如图所示，随着小灯泡的电阻丝温度的升高，小灯泡灯丝材料的电阻率逐渐_______。(填“增大”“不变”或“减小”)

(2)根据小灯泡的伏安特性曲线图，可以推断滑动变阻器用的是________接法(填“限流式”或“分压式”)。

(3)请在虚线框中画出本实验的电路图。

(4)把电阻箱R0和小灯泡组成串联电路，如图所示，当把R0的阻值调到9Ω时，这只小灯泡消耗的电功率为_______W。

2.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻约为200 Ω,电压表的内阻约为2 kΩ,电流表的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式计算得出,式中与分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为,则_________(填“”或“”)更接近待测电阻的真实值,且测量值______ (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值______ (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

3.某同学进行如下测量

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为___________mm；

(2)用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径___________mm；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为___________．

(4)为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中为电阻箱，定值电阻为保护电阻．

①按如图所示的电路图，某同学连接好电路．

②先断开开关S，调整电阻箱的阻值到最大，再闭合开关S，调节电阻箱，读取并记录电压表的示数及电阻箱的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值及电阻值，并以为纵坐标，以为横坐标，画出－的关系图线如图乙所示(该图线为一直线)．

③根据电路原理图推导和的函数关系，=___________．根据图线求得电池组的电动势___________V，内阻___________．(保留两位有效数字)

4.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。

（1）如图所示，应该选择的实验电路图是_______（填“甲”或“乙”）。

（2）现有电流表（量程为0~0.6 A）、开关和导线若干以及以下器材：

A.电压表（量程为0~15 V）

B.电压表（量程为0～3 V）

C.滑动变阻器（）

D.滑动变阻器（）

实验时，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。

（3）某同学记录的六组数据如表所示，其中五组数据的对应点已经标在图丙中的坐标纸上，请标出第2组数据的对应点，并画出图像。

（4）由图像可得出该电池的电动势_______V，内阻________（保留2位小数）。

5.实验室备有以下器材，选取不同器材可以测量不同的物理量。

A.电压表（量程为0~3 V，内阻约为3 000 Ω）

B.电压表（量程为0~15 V，内阻约为5 000 Ω）

C.电流表（量程为0~3 A，内阻约为0.6 Ω）

D.电流表（量程为0~0.3 A，内阻为1.0 Ω）

E.滑动变阻器（阻值范围0~5 Ω，允许通过的最大电流为1 A）

F.滑动变阻器（阻值范围0~100 Ω，允许通过的最大电流为1.5 A）

G.定值电阻

H.蓄电池（电动势E约为3 V，内阻约为1 Ω）

I.导线及开关

（1）甲实验小组选取部分仪器，组成实验电路，用来探究小灯泡（额定电压为2.5 V，额定电流为0.25 A）的电阻随温度的变化规律并测量小灯泡的额定功率。

①设计相应的电路，选择合适的器材在图甲虚线框内画出电路图。

②连接好电路后进行测量，得到多组测量数据，作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图像可知随着温度升高，小灯泡的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡的额定功率为______W。

（2）乙实验小组选取部分仪器，设计了如图丙所示的电路，经过测量得到多组电流、电压数据，并作出图像如图丁所示，则蓄电池电动势______V，内阻______Ω。

6.某研究性学习小组设计如图甲所示的电路来测定电源的电动势E、内阻r及待测电阻的阻值，通过改变滑动变阻器的阻值，记录多组电压表及电流表A的读数（电表均为理想电表），并描点作图得到如图乙所示的两条图线。

（1）由电压表与电流表A的示数描绘的图线是图乙中的_______。（填“a”或“b”）

（2）由图乙可得，电源电动势________V，内阻__________Ω，待测电阻_______Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）在滑动变阻器滑片滑动的过程中，电压表读数变化量的绝对值分别用表示，电源内阻为r，定值电阻阻值为，则_____________。（用题中物理量符号表示）

7.某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：

A．待测电压表V1：量程3V，内阻约3kΩ

B．电压表V2：量程15V，内阻约20kΩ

C．电流表A：量程3A，内阻约0.1Ω

D．定值电阻R0：9.0kΩ

E．滑动变阻器R1：0～200Ω

F．滑动变阻器R2：0～2kΩ

G．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计

H．开关、导线若干

(1)现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其他操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为_____Ω。

(2)为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙所示两个测量电路，你认为______(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整。

(3)该实验中滑动变阻器应该选用______(选填“R1”或“R2”)。

(4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻_____。

8.老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻（阻值未知），电压表V(量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干，某同学连接了一个如图甲所示的电路，他接下来的操作是：

a.拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置后，将接到a，闭合，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开;

b.保持电阻箱示数不变，将切换到b,闭合，记录此时电压表的读数（电压表的示数如图丙所示），然后断开。

(1)请你解答下列问题：

图乙所示电阻箱的读数为______Ω，图丙所示的电压表读数为_______V，由此可算出定值电阻的阻值为________Ω(计算结果取3位有效数字）。

(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：

将切换到a，多次调节电阻箱，闭合，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丁所示的图像，由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中_______V，电源内阻______Ω。（计算结果保留3位有效数字）

9.某同学想用伏安法测定一块精度很高的电压表V（量程3V,内阻20kΩ~40kΩ）的内阻，并将其改装成欧姆表，现有器材如下：

直流电源E（电动势4V，内阻不计）；

电流表A1（量程150μA,内阻约为2kΩ）;

电流表A2（量程6mA,内阻约为300Ω）;

电流表A3（量程0.6A,内阻约为1.0Ω）;

滑动变阻器R1（最大阻值10kΩ）;

滑动变阻器R2（最大阻值5Ω）;

开关S,导线若干

（1）为使实验误差尽量减小，要求电压表示数从零开始变化且多取几组数据，电流表应选　用_____，滑动变阻器应选用_____；（填器材代号）

（2）为达到上述目的，请在图甲的虚框中画出实验电路原理图，要求滑动变阻器滑片由a向b移动时电压表的示数逐渐增大。

（3）实验测得电压表的内阻为24.0kΩ,该同学用这电压表与上述电源E及其中的一个滑动变阻器改装为欧姆表，并将电压表盘换成直接表示电阻的欧姆表表盘，如图乙、丙，则滑动变阻器应选用_____（填器材代号）电压表表盘上2V处对应的电阻示数为______（保留三位有效数字）。

10.电压表满偏时流过电压表的电流是其半偏时的两倍。某同学根据这一原理，利用如图所示的实验电路来测量一量程为0.5 V、内阻约为300 Ω的电压表的内阻。图中为滑动变阻器，为最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。该同学的实验操作步骤如下：

①按照设计的电路图连接好实物图；

②闭合开关和，调节，使电压表示数达到满偏；

③保持滑片位置不变，断开开关，调节电阻箱的阻值，使电压表示数达到半偏；

④读出电阻箱的示数，即可得到电压表的内阻。

（1）连接好实物图后，在闭合开关和之前，应先将滑动变阻器的滑片滑至图中的最_________（选填“左”或“右”）端。

（2）将这种方法测出的电压表内阻记为，电压表内阻的真实值记为，则_________（选填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）实验读出电阻箱示数为，若要将该电压表改装成一个量程为5 V的电压表，则需要串联一个阻值为_______Ω的电阻。

（4）若对改装后的电压表进行校准，则需要再与_________（选填“串联”或“并联”）一个阻值比_________（选填“大”或“小”）得多的电阻。

参

1.答案：（1）增大（2）分压式

(3)(4)0.39

2.答案：;大于;小于

3.答案：（1）50.15mm（2）4.700mm（3）（4）;2.9V;

解析：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度为；

（2）用螺旋测微器测量其直径；

（3）电阻的阻值约为:.

（4）根据闭合电路欧姆定律，进行数学变形，得

根据数学知识得知，关系图线的纵截距，斜率．

由图得到，

则电动势，内阻

4.答案：（1）甲（2）B;C（3）见解析（4）1.50;0.84

解析：本题考查测量电源电动势和内阻实验的电路设计、数据处理。

（1）实验的测量原理为闭合电路欧姆定律，电压表的内阻远大于电源内阻，分流不明显，电流表内阻和电源内阻较为接近，分压明显，所以电流表要直接测量通过电源的电流，所以采用电路图甲能够较准确地测量。

（2）一节干电池的电动势约为1.5 V，所以选择量程为0~3 V的电压表，故选B；滑动变阻器以限流的方式接入电路，为了方便调节，所以选择C。

（3）根据数据描点，将有效的点连成直线，如图所示。

（4）根据闭合电路欧姆定律有，可知图像的纵截距即为电池电动势的测量值，即，图像斜率的绝对值即为电源内阻的测量值，即。

5.答案：（1）①见解析

②增大；0.625

（2）3.0；1.0

解析：本题通过描绘小灯泡的伏安特性曲线考查仪器选择、电路设计、实物连线、图像处理等。

（1）①小灯泡的电阻约为，则应采用电流表外接，为了尽可能多地测量数据，应采用滑动变阻器分压式接法，电路图如图所示。

②在图像中图线上某点与原点连线的斜率为电阻的倒数，则小灯泡的电阻随着温度升高而增大；当时，电流，小灯泡的额定功率。

（2）图像中，纵轴截距表示蓄电池电动势，则，图线斜率，解得蓄电池内阻。

6.答案：（1）a

（2）2.7；0.90；1.8

（3）

解析：本题通过电路图和图线考查测定电源的电动势、内阻及待测电阻。

（1）根据可知图像的斜率绝对值应该等于电阻和电源内阻之和，图像的斜率绝对值应该等于电源内阻，可知图像的斜率绝对值较大，图像的斜率绝对值较小，即由电压表与电流表A的示数描绘的图线是题图乙中的a；

（2）由题图乙和可得，电源电动势，由图线a可得，由图线b可得，待测电阻；

（3）根据可知，，则，则。

7.答案：(1)3400

（2）乙;

（3）（4）

8.答案：(1)20.00  2.80  5.45

(2)2.86  0.2

解析：(1)电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，为;电压表读数应估读一位，为2.80V;根据部分电路欧姆定律可得，解得的阻值约为。

(2)由图像可知当R无穷大时，R两端的电压近似等于电源的电动势，即,解得;根据闭合电路欧姆定律可得，解得。

【说明】读数有一条通用的规则：逢“1”添“0”，非“1”不添，“0”。逢“1”添“0”是指最小刻度是0.1，0.01等时候，读到最小刻度后还要再估读一位；非“1”不添“0”则是在其他情况下，如最小刻度是0.02，0.5等状况下，不用估读，仅需读到最小刻度。

9.答案：（1）A1;R2

（2）如图

（3）R1;12.0kΩ

10.答案：（1）左

（2）大于

（3）2 610

（4）并联；大

解析：（1）为保证实验器材的安全，在开关闭合之前，应使滑动变阻器的滑片滑至最左端；

（2）从该实验的实验原理可知，断开开关，调整电阻箱的阻值，则并联电路两端电压变大，故当电压表示数为原来的一半时，电阻箱上的电压大于电压表满偏示数的一半，由于流过电压表和电阻箱的电流相同，故电阻箱的阻值大于电压表的内阻，所以用此方法测得的电压表的内阻偏大；

（3）由于原电压表的量程为0.5 V，故其量程扩大了10倍，由可知，应串联一个的电阻；

（4）由于电压表内阻测量值偏大，所以改装时串联的电阻的阻值也偏大，故校准时应减小串联电阻的阻值，但又不能减小太多，因此可在两端并联一个阻值较大的电阻。