电学实验专题训练(附解析)
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资料简介
考点21 电学实验(二)‎ 两年高考真题演练 ‎1.[2015·天津理综9(3)]用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻,除待测电池组、电键、导线外,还有下列器材供选用:‎ A.电流表:量程‎0.6 A,内电阻约1 Ω B.电流表:量程‎3 A,内电阻约0.2 Ω C.电压表:量程3 V,内电阻约30 kΩ D.电压表:量程6 V,内电阻约60 kΩ E.滑动变阻器:0~1 000 Ω,额定电流‎0.5 A F.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流‎2 A ‎①为了使测量结果尽量准确,电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。‎ ‎②下图为正确选择仪器后,连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。‎ ‎③实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据,为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线,则可以________为纵坐标,以________为横坐标。‎ ‎2.(2015·海南单科,12)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2,电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。‎ ‎(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。‎ 12‎ ‎(2)先闭合开关S2,再断开开关S2;闭合开关S1,同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示,电压表的读数为________V(保留2位小数)。‎ ‎(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上绘出U-t图线。已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是________s。‎ 时间t/s ‎10.0‎ ‎20.0‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ 电压U/V ‎2.14‎ ‎3.45‎ ‎4.23‎ ‎4.51‎ ‎5.00‎ ‎5.18‎ ‎(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎3.[2015·广东理综,34(2)]某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。‎ 12‎ 图1‎ ‎①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆档测量,示数如图1(a)所示,读数为________Ω。据此应选择图1中的 ________(填“b”或“c”)电路进行实验。‎ ‎②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。‎ 图2‎ ‎③图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件。‎ ‎④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图2(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为3.00 V;断开S2,读数为1.00 V,利用图2(a)可算得E=________V,r=________Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。‎ ‎4.(2015·浙江理综,22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。‎ 图1‎ 12‎ 图2‎ ‎(1)根据图1画出实验电路图;‎ ‎(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,电流表量程为‎0.6 A,电压表量程为3 V。所示读数为:①________、②________、③________、④________。两组数据得到的电阻分别为________和________。‎ ‎5.(2014·新课标全国卷Ⅰ,23)利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实际器材有:‎ 待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9 Ω),电阻R0(阻值为3.0 Ω),电阻R1(阻值为3.0 Ω),电流表A(量程为200 mA,内阻为RA=6.0 Ω),开关S。‎ 实验步骤如下:‎ ‎①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;‎ ‎②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;‎ ‎③以为纵坐标,R为横坐标,作-R图线(用直线拟合);‎ ‎④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为____________________________。‎ ‎(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0 Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答:①__________,②__________。‎ R/Ω ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎6.0‎ ‎7.0‎ I/A ‎0.143‎ ‎0.125‎ ‎①‎ ‎0.100‎ ‎0.091‎ ‎0.084‎ ‎0.077‎ I-1/A-1‎ ‎6.99‎ ‎8.00‎ ‎②‎ ‎10.0‎ ‎11.0‎ ‎11.9‎ ‎13.0‎ 12‎ ‎(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1·Ω-1,截距b=________A-1。‎ ‎(4)根据图线求得电源电动势E=_______V,内阻r=______Ω。‎ 考点21 电学实验(二)‎ 一年模拟试题精练 ‎1.(2015·北京东城区一模)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:‎ 在使用多用电表测量时,指针的位置如图所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的结果为________ Ω;若选择开关拨至“50 mA”挡,则测量结果为________mA。‎ ‎2.(2015·石家庄质检)在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数值没有标出。‎ ‎(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读数为________。‎ 12‎ ‎(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:‎ ‎①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;‎ ‎②将多用电表红、黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在C处,此时电阻箱如图丙所示,则C处刻度应为________Ω。‎ ‎③计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留2位有效数字)‎ ‎(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻的阻值为________Ω。(保留2位有效数字)‎ ‎3.(2015·南昌调研)为了测定一电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:‎ A.电流表G(满偏电流10 mA,内阻10 Ω)‎ B.电流表A(0~‎0.6 A~‎3 A,内阻未知)‎ C.滑动变阻器R(0~100 Ω,‎1 A)‎ D.定值电阻R0(阻值990 Ω)‎ E.开关与导线若干 ‎(1)某同学根据现有的实验器材,设计了图甲所示的电路,请按照电路图在图乙上完成实物连线。‎ 12‎ ‎(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的I1-I2图线,I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,由图线可以得到被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。‎ ‎4.(2015·陕西八校联考)现有一电池,内阻较大,为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电流表的内电阻很小,对电路的影响可以不计;Rt为热敏电阻,实验中其阻值随温度变化的图象如图乙所示。‎ 该同学接好电路后,闭合开关S,测出不同温度t及所对应的电流表读数I,取得多组数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电源的电动势E和内阻r。‎ a.请写出该同学所作线性图象对应的函数表达式________________________________。‎ b.请在图丙的虚线框内坐标图中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所表示的物理量,用符号表示)。‎ c.若该图象斜率的绝对值为k,纵截距为b,则E=________,r=________。‎ 参考答案 考点21 电学实验(二)‎ 两年高考真题演练 ‎1.解析 (1)因三节干电池的电动势约为4.5 V,故电压表应选D;因干电池放电电流不宜超过‎0.5 A,故电流表应选A;由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。‎ ‎②本实验的实验电路应如图。‎ 12‎ 为了连接成如图的实验电路,还需要用导线将a与d,c与g,f与h相连。‎ ‎③实验时,电流表不再使用,电阻箱代替滑动变阻器,实验电路图如图所示 根据闭合电路欧姆定律得U+r=E,整理可得三种情况:(1)=·+,以为纵坐标,为横坐标,在直角坐标系中图象为一条直线;‎ ‎(2)U=E-r·,以U为纵坐标,为横坐标,在直角坐标系中图象为一条直线。‎ ‎(3)=·R+,以为纵坐标,R为横坐标,在直角坐标系中图象为一条直线。‎ 答案 ①A D F ②ad cg fh ③ 或U  或 R ‎2.解析 (1)实物连线如图甲所示 12‎ ‎(2)电压表的量程为6 V,分度值为0.1 V,所以读数为3.60 V ‎(3)从数据中可得出,电压表示数变化得越来越慢,而从40 s到50 s之间数据变化又突然快了,所以该数据对应表中的时间为40 s ‎(4)电路中C、R2和S1构成的回路,先闭合开关S2,再断开开关S2,使电容器上所带电荷量释放干净,不影响实验 答案 (1)见解析图 (2)3.60 V (3)40 s (4)使实验前电容器两极板上的电荷中和 ‎3.解析 ①欧姆表的读数R=示数×倍率,得R=10 Ω;根据实验电路产生误差的原因知应选用电流表外接,故选择“b”电路进行实验。‎ ‎②滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,R左增大,待测电阻两端的电压增大,所以电流表的示数增大。‎ ‎③根据伏安特性曲线知,X为线性元件,Y为非线性元件,且RX=10 Ω。‎ ‎④由闭合电路欧姆定律:‎ S1、S2均闭合,有U1=RX S1闭合,S2断开,有U2=RX 解以上两式得r=0.50 Ω,E=3.2 V 答案 ①10 b ②增大 ③Y ④3.2 0.50‎ ‎4.解析 (1)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大,变阻器用分压接法,小灯泡电阻比较小,电流表要外接,电路图如图所示。‎ 12‎ ‎(2)电流表量程为‎0.6 A时,最小刻度为‎0.02 A,读数读到小数点后两位,所以①表示数为‎0.10 A,②表示数为‎0.24 A;电压表量程为3 V,最小刻度为0.1 V,应估读到0.01 V,所以③表示数为2.00 V,④表示数为0.27 V,根据欧姆定律R1===8.3 Ω,R2== Ω=2.7 Ω。‎ 答案 (1)见解析 (2)①0.10 A(0.10±0.02均可)‎ ‎②0.24 A(0.24±0.02均可) ③2.00 V(2.00±0.02均可) ④0.27 V(0.27±0.02均可);8.3 Ω(8.3±0.2均可) 2.7 Ω(2.7±0.2均可)‎ ‎5.解析 (1)根据闭合电路欧姆定律有 E=(I+)(+R0+r+R),整理得=R+[RA+(r+R0)]或写成=R+(5.0+r)。‎ ‎(2)电流表示数为110 mA,即I=‎0.110 A,其倒数为=‎9.09 A-1。‎ ‎(3)作图如图所示。在图线上取两点可得图线斜率 k= A-1·Ω-1=‎1.0 A-1·Ω-1,截距b=‎6.0 A-1。‎ ‎(4)结合与R的关系式,有k=,b=(5.0+r),解得E=3.0 V,r=1.0 Ω。‎ 答案 (1)=R+[RA+(r+R0)]或写成 =R+(5.0+r)‎ 12‎ ‎(2)①0.110 ②9.09‎ ‎(3)见解析图 1.0(或在0.96~1.04之间) 6.0(或在5.9~6.1之间)‎ ‎(4)3.0(或在2.7~3.3之间) 1.0(或在0.6~1.4之间)‎ 一年模拟试题精练 ‎1.解析 欧姆挡不估读,电流挡估读一位,故读数分别为18 Ω和22.8 mA。‎ 答案 18 22.8‎ ‎2.解析 (1)选择开关接1时,多用电表是量程为10 mA的电流表,读数为6.9 mA。选择开关接3时,多用电表是量程为250 V的电压表,电压表读数为175 V。‎ ‎(2)②电阻箱作为被测量电阻,欧姆表指针所指的就是被测量的电阻值,电阻箱示数为150 Ω,所以C处刻度应为150 Ω。‎ ‎③设欧姆表内阻为R(R=电流表内阻+电源内阻+调零电阻)‎ 两表笔短接时,电流表满偏电流Ig= 两表笔间接入150 Ω电阻箱时,电流表指针指到C处,则半偏电流= 从而得到欧姆表内阻为R=150 Ω,所以电动势E=IgR=1.5 V。‎ ‎(3)图乙所示的电流值I=6.9 mA,I= 可解得Rx=67 Ω。‎ 答案 (1)6.9 mA 175 V(173~177 V间均可)‎ ‎(2)②150 ③1.5 (3)67‎ ‎3.解析 (1)连接实物图时,注意电流由电源正极出发,由两电流表正接线柱流入,负接线柱流出。(2)电流表G与定值电阻串联,可等效为电压表使用,由欧姆定律可知,电流表G示数大小等于电源两端电压大小,故I1I2图象,实质为UI图象,其纵截距为电源电动势,E=9.0 V,斜率绝对值为电源内电阻,即r=10.0 Ω。‎ 答案 (1)实物连线如图 ‎(2)9.0 10.0‎ 12‎ ‎4.解析 由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流I=,图乙中热敏电阻阻值与温度关系式为:Rt=R0-t,图象为一次函数图象,故=+(R0-t)=-t,所以图象纵坐标为,横坐标为温度t。由题意知:=b,=k,所以电源电动势E=,‎ 电源内电阻r=-R0。‎ 答案 a.=-t+ b.如图 c. b-R0‎ 12‎

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