2021届高考物理二轮备考题型专练：电学实验（解析版）

电学实验【原卷】 1．(1)某实验小组的同学利用游标卡尺和螺旋测微器测量一质量分布均匀的长直 导体的长度和直径，其中测量结果如图甲、乙所示，则长直导体的长度为 ______cm；长直导体的直径为_____mm。 (2)该组同学用伏安法测定其电阻 xR 的阻值（约为10k ），除了 xR ，开关 S、导 线外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程 0~1V，内阻约为10k） B．电压表（量程 0~10V，内阻约为100k ） C．电流表（0~1mA 内阻约为 30Ω） D．电流表（0~0.6A，内阻约为 0.05Ω） E.电源（电动势 1.5V，额定电流 0.5A，内阻不计） F.电源（电动势 12V，额定电流 2A，内阻不计） G.滑动变阻器 0R （阻值范围 0~10Ω，额定电流 2A） ①为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用______________， 电源选用______________。（均填器材的字母代号）； ②画出测量 xR 阻值的实验电路图。（______） ③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，电阻测量值会 ______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）， 2．铅笔是我们常用的写字画图工具，其笔芯的主要成分为能导电的石墨。一根 铅笔芯的直径为 0.5mm，长度为 6cm，为较准确地测量该笔芯的电阻率，实 验室里有下列器材可供选用： A．一根铅笔芯（电阻 Rx 约为 5 Ω ） B．电流表 A1（量程为 0~0.6A，内阻约为 0.5 Ω ） C．电流表 A2（量程为 0~3A，内阻约为 0.1 Ω ） D．电压表 V（量程为 0~6V，内阻约为 3 kΩ ） E．定值电阻 1 4ΩR  F．定值电阻 2 15ΩR  G．滑动变阻器 R3（10 Ω ，1A） H．滑动变阻器 R4（1 kΩ ，0.5A） I．电源（ 4.5VE  ，内阻约为 0.1 Ω ）、开关 S 及导线若干 (1)实验台上已放置了被测铅笔芯、电源、开关、导线若干，为了完成实验，需 要从上述器材中再选用___________。（填字母序号） (2)为得到电流表、电压表从零开始的多组数据，请设计合理的电路图来测量铅 笔芯的阻值 Rx，并画在下面虚线框中______________。 (3)写出 Rx 的计算公式___________，并说明公式中每个字母的物理意义 ___________。 (4)移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的数据，从而得出铅笔芯 电阻为 4.8 Ω ，则铅笔芯的电阻率   ___________Ω m 。（结果保留两位有效数 字） 3．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案。 (1)如图 1，用螺旋测微器测金属棒直径 D 为_________mm；如图 2 用 20 分度 游标卡尺测金属棒长度 L 为______cm； (2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10”倍率时发现指针偏转角度过大， 他应该换用_______倍率（选填“×1K"、“×100”、“×1"），正确操作测量并读数， 若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_________Ω； (3)要求尽可能精确测量金属棒的阻值，并要求电压表示数从零开始变化，请根 据提供的器材，设计一个实验电路画在图 4 方框中，并标注对应的器材符号。 （________） A．电源（电动势约为 3V，内阻约 0.05Ω） B．电流表 A1（量程 0~3mA，内阻 Rg 为 100Ω） C．电流表 A2（量程 0~0.6A，内阻约为 3Ω） D．电压表 V1（量程 0~15V，内阻约为 10kΩ） F．滑动变阻器 R1（最大阻值 5Ω，允许通过的最大电流为 2A） G．滑动变阻器 R2（最大阻值 1kΩ，允许通过的最大电流为 0.5A） H．定值电阻 R0=900Ω I．电键一只，导线若干 (4)若实验测得电流表 A1 示数为 I1，电流表 A2 示数为 I2，则金属棒电阻率的表 达式为ρ=________（用 I1，I2，R0，Rg，D，L 表示） 4．某兴趣小组同学打算自制滑动变阻器，购买了一卷镍铬合金丝，已知该镍铬 合金丝的常温电阻率ρ＝1.0×10－6 Ω·m，兴趣小组的同学设计了一个实验来测 算合金丝的长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻 器、螺旋测微器、导线和学生电源等。 (1)他们使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤： ①将红黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择电阻挡“×10”； ②有以下几种做法，其中正确的是（______） A．将红黑两表笔短接，然后调整“指针定位螺丝”进行机械调零 B．将红黑两表笔短接，然后调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零 C．不需要两表笔短接，直接调整“指针定位螺丝”进行机械调零 D．不需要两表笔短接，直接调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零 ③把红黑表笔分别与镍铬合金丝的两端相接，多用电表的示数如图甲所示，该 合金丝的电阻约为________ Ω。 (2)根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范 围，应从图乙的 A、B、C、D 四个电路中选择__________电路来测量合金丝 电阻（已知所用电压表电阻约为 3 kΩ，电流表电阻约为 0.05 Ω，滑动变阻器 全阻值约为 10Ω）。 5．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 E 和内阻 r 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他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径， 示数分别如图甲、乙、所示。则两根金属丝直径的测量值分别为：d 甲=______mm、 d 乙=______mm； ②实验过程中，小明先将甲金属丝接入电路，并用米尺测出接入电路中的甲金 属丝的长度 l=50.00cm。闭合开关后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 组数据的对应点他己 经标在如图 A 所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并在图 A 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该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ=______Ω·m（计算结果保留两位有效数 字）； (2)小明又用如图乙方案测量乙金属丝的电阻率，实验中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； ①实验操作步骤： a．正确连接电路，设定电阻箱的阻值，闭合开关 b．读出电流表的示数，记录接线夹的位置 c．断开开关，测出接入电路的金属丝的长度 d．闭合开关，重复 b、c 的操作 ②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据，绘出如图 B 所示的关系图线， 由图可以算出图线的斜率为 k，若已测得乙金属丝的直径为 d，已知电源的电 动势 E、内阻 r。则乙金属丝的电阻率为______；（写出电阻率的计算式） (3)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 对电阻率测量的影响：图甲方案电阻率测量值______真实值；图乙方案电阻率 测量值______真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”） 6．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，需要测量圆柱体的尺寸 和电阻。 (1)用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为___________mm； (2)在测量电阻时，采用了如下方法： ①用多用电表粗测：用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和 两个部件 S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中） A．旋动部件___________，使指针对准电流表的“0”刻线。 B．该同学选择×10 倍率，将 K 旋转到电阻挡“×10”的位置。 C．将插入“＋”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件___________，使指针对 准表盘右端电阻的“0 刻线”。 D．测量时，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择 ___________倍率（选填“×1k”、“×100”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操 作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是 ___________Ω； ②为了准确测定圆柱体的阻值，除被测电阻外，实验室提供了如下实验仪器： A．直流电源（电动势约为 3V，内阻可不计） B．直流电流表（量程 0～3A，内阻约为 0.1Ω） C．直流电流表（量程 0～100mA，内阻为 3Ω） D．直流电压表（量程 0～15V，内阻约为 10kΩ） E．直流电压表（量程 0～1V，内阻约为 3kΩ） F．滑动变阻器（最大阻值 10Ω，允许通过的最大电流为 2A） G．滑动变阻器（最大阻值 1kΩ，允许通过的最大电流为 0.5A） H．电阻箱（0～999Ω） I．电键一只，导线若干 a、为了方便调节，并要求电压表示数从零开始变化，电流表应选取___________， 电压表应选取___________，滑动变阻器应选取___________。（填器材编号） b、请你根据要求设计实验电路图，并在答题卡中画出实验电路图_______。 7．某同学欲利用伏安法尽可能精确地测量某一电阻 Rx（阻值大约为 100 Ω ）的 阻值。可选择的器材有： a．电流表 A1（量程为 1.5mA，内阻为 100 Ω ）； b．电流表 A2（量程为 30mA，内阻约为 10 Ω ）； c．电阻箱 R1（最大阻值为 9999.9 Ω ）； d．滑动变阻器 R2（最大阻值为 10 Ω ）； e．电池组 E（电动势为 3V，内阻不计）； f．单刀单掷开关一个、导线若干。 (1)该同学先将一只电流表改装成量程为 3V 的电压表，该电流表应选 ___________（填写器材前的字母符号）；将该电流表与电阻箱___________（填 “串联”或“并联”），电阻箱接入电路的电阻值应该为___________ Ω 。 (2)请帮助该同学在虚线框内设计电路图，并在图中标出器材符号__________。 (3)某次测量中电流表 A1 的示数为 1.0mA，电流表 A2 的示数为 20.0mA，则电 阻 Rx 的测量值为___________ Ω 。（结果保留三位有效数字） 8．某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如 图甲所示，其中虚线框内为用灵敏电流计 G 改装的电流表 A，V 为标准电压 表，E 为待测电池组，S 为开关，R 为滑动变阻器，R0 是标称值为 4.0 Ω的定 值电阻。 (1)已知灵敏电流计 G 的满偏电流 Ig=100μA、内阻 rg=2.0kΩ，若要改装后的电 流表满偏电流为 200 mA，应并联一只______Ω的定值电阻 R1；（保留两位有效 数字） (2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路_____； (3)某次试验的数据如下表所示：该小组借鉴“研究匀变速直线运动”试验中计 算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻 r =______Ω（保留两位小数）； 为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______， 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压表 V 读 数 U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改装表 A 读 数 I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 9．小明为了精确测量 1 节干电池的电动势和内阻，实验台上只有下列器材： A．电流表 A1（量程为 10mA，内阻 RA1=10Ω） B．电流表 A2（0~0.6A，内阻 RA2=0.5Ω） C．滑动变阻器 R1（0~10Ω，允许通过的最大电流为 2A） D．滑动变阻器 R2（0~500Ω，允许通过的最大电流为 2A） E．定值电阻 R3=190Ω F．定值电阻 R4=1.5Ω G．开关、导线若干 H．待测电源 1 节（电动势约 1.5V，内阻约 0.5Ω） （1）为了方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填写器材 前面的序号）。 （2）在确保安全的情况下，小明依据现有的实验器材设计出了精确测量电池 电动势和内阻的电路原理图。请问，他画出的电路原理图一中甲电流表是 ______（填写器材前面的序号）。 （3）请根据实验原理图一，将实物连接图二补充完整______。 （4）小明根据他设计的实验测出了多组 I1（电流表 A1 的示数）和 I2（电流表 A2 的示数），并作出了如图三所示的 I1 和 I2 的关系图线。根据图线可得，被测 电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（计算结果要求用含有 a、b 的字 母表示） 10．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，给定以下的器材来完成实验。 待测干电池 E 一节 电压表 V （量程0 ~ 3 ~15V ，内阻约为10kΩ ） 电流表 A （量程0 ~ 0.6 ~ 3A ，内阻约为1Ω ） 滑动变阻器 1(0 ~10Ω)R 滑动变阻器 2 (0 ~ 200Ω)R 导线、开关S (1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（选填“ 1R ” 或“ 2R ”）； (2)实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图 ______； (3)该同学根据实验数据得到图丙中的图线a ，根据图线 a 求得电源电动势 E  ______V ，内电阻 r  ______ Ω ； (4)图丙中b 图线是标有“1.5V ,1.6W ”的小灯泡的伏安特性曲线，该同学将该小灯 泡与本实验中的电池连成一闭合电路，小灯泡实际消耗的电功率是______（保 留 2 位有效数字）。 11．用图甲的电路测定节电动势约为 2 V 的蓄电池的电动势和内阻为防止调节滑 动变阻器时造成短路，电路中连接了一个保护电阻 R，除蓄电池、开关、导 线外，可供使用的实验器材有: A．电流表(量程 0.6 A、内阻约 0.5Ω) B．电流表(量程 3 A、内阻约 0.1Ω) C．电压表(量程 3 V，内阻约 6 kΩ) D．电压表(量程 15 V，内阻约 30 kΩ) E 定值电阻(阻值 1Ω，额定功率 5 W) F.滑动变阻器(阻值范围 0~10Ω，额定电流 2 A) G.滑动变阻器(阻值范图 0~500Ω，额定电流 1 A) (1)在实验中，电流表选______，电压表选______，滑动变阻器选______；（填 序号） (2)根据图甲连接电路实物图乙； ______ (3)图丙是某同学利用图乙进行实验测得的数据，请绘出路端电压 U 随电流 I 变化的 U-I 图线______，由图线可得电动势 E=______V，内阻 r=______Ω(结 果保留三位有效数字)； (4)下表为某同学用上述方法测量某种电池的电动势和内电阻时的数据分析可 以发现电压表测得的数据______，将影响实验图象的准确性，其原因是______。 I/A 0.12 0.20 0.31 0.41 0.50 U/V 1.97 1.95 1.92 1.90 1.88 12．电动自行车的蓄电池由三组完全一样的独立电池串接构成，电动自行车电机 的电压维持在 42V 到 45V 之间时即可正常工作，图甲所示为某同学测量一组 蓄电池电动势和内阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电压 表的电路。 (1)毫安表 mA 的内阻为 50Ω，满偏电流为 2mA，R1 和 R2 为定值电阻，其中 R1＝7950Ω，若单刀双掷开关置于位置 2，电压表的量程为______V；若单刀 双掷开关置于位置 1，电压表量程为 32V，则 R2＝______Ω。 (2)实验主要步骤如下： ①将开关 S2 拨向位置 2，将滑动变阻器 R 的滑片移到最左端，然后闭合开关 S1； ②多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的电流表的示数 I1 和毫安表的示数 I2； ③根据所记录的数据，在图乙坐标纸上作出 I1-I2 图象。 (3)由图象可得，电源的电动势 E＝______V，内阻 r＝______Ω（结果保留 3 位有效数字）。该电动自行车的电机______（填“能”或“不能”）正常工作。 13．某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图 如图所示。 (1)该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用了一个定值电阻，你认为其作 用是______； (2)现有电流表(0～0.8 A)、开关和导线若干，实验桌上还有以下器材： A．电池一节； B．滑动变阻器(0～10 Ω，允 许的最大电流为 2 A)； C．定值电阻(阻值为 2 Ω，额定功率为 5 W)； D．电压表(0～3 V，内阻约为 1 000 Ω)； (3)该同学某次实验时，电压表的指针位置如图所示，其读数为______V； (4)该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数，并把它们描在坐标系中， 如图所示，据此可知该电源的电动势为______V，内阻为______Ω。（本小问结 果保留三位有效数字） 14．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 3kΩ）、电流表（内阻约为 1Ω）、定值电阻等。 (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（a）所 示，据此应选择图中的______（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； (3)图（d）根据实验数据作出的 —U I 图线，由图可判断元件 Y 是非线性元件， 其电阻值随电压 U 的增大而______（填“增大”或“减小”）； (4)该小组还借助线性元件 X 和阻值 21ΩR  的定值电阻，测量待测电池组的电 动势 E 和内阻 r，如图（e）所示。闭合 S1 和 S2，电压表读数为 3.00V；断开 S2，读数为 1.00V，电压表可视为理想电压表，利用图（d）可算得 E=______， r=______Ω（结果均保留两位有效数字）。 15．如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池，R1、R2、 R3、R4 和 R5 是固定电阻，R6 是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，表头 G 的量程为 0~6mA，内阻 r=100Ω，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表， 该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流电压 5V 挡和 10V 挡，直流电流 10 mA 挡和 100 mA 挡，欧姆 ×100Ω挡。请完成下列问题。 (1)若旋转选择开关 S 旋到位置 4、5 时，电表用来测量______ ； S 旋到位置 ______时，电表可测量直流电流，且量程较大； (2)已知图中的电源 E 的电动势为 6V，当把开关 S 接到位置 3，短接 A、B 进 行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为______Ω。 根据题给条件可得 R5=______Ω。 (3)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零， 按正确使用方法再测上述电阻 Rx，其测量结果与原结果相比将______ (填“偏 大”、“偏小”或“不变”)。 16．如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池； 1R 、 2R 、 3R 、 4R 和 5R 是固定电阻， 6R 是可变电阻；表头电流表 G 的量程为0 ~ 5mA ，内 阻 300Ωr  。虚线方框内为换挡开关， A端和 B 端分别与两表笔相连。该多用 电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流电压5V 挡和10V 挡，直流电流10mA 挡和 100mA 挡，欧姆 10Ω 挡。 (1)图中的 A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接； (2)关于 6R 的使用，下列说法正确的是______（填正确答案标号）； A．在使用多用电表之前，调整 6R 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 6R 使电表指针指在表盘右端电阻“0” 位置 C．使用电流挡时，调整 6R 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得 1 2R R  ______ Ω ， 4R ______ Ω 。 17．用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为 200 Ω的电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T。请根据下列步骤完成电阻测量∶ (1)旋动部件________（填“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。 (2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________ （填“S”或“T”），使电表指针对准________（填“电阻”或“电流”）的“0” 刻线。 (3)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻 的阻值为_____Ω。 (4)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的 偏转角很大，为了测量更准确应该选择的挡位是_______（填“×1”、“×10”、 “×100”、“×1 k”） (5)无论用多用电表进行何种（直流）操作测量，电流都应该是从_____表笔流 出由_______表笔流入多用电表。（填“红”或“黑”） 18．为了较精确地测量某定值电阻 xR 的阻值，某兴趣小组先用多用电表进行粗测， 后用伏安法精确测量。现准备了以下器材： A．多用电表 B．电压表 V（量程3V，内阻约2000Ω ） C．电流表 1A （量程50mA、内阻 1 20Ωr  ） D．电流表 2A （量程100mA 、内阻约为 5Ω ） E．定值电阻 0R （80Ω） F．滑动变阻器 R（0 ~10Ω ） G．电源（电动势 6VE  ，内电阻较小） H．导线、开关若干 (1)在用多用电表粗测时，该兴趣小组首先选用“ 100 ”欧姆挡，此时欧姆表的指 针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关换用合适倍率挡；按 正确操作规程再次测量该待测电阻的阻值，此时欧姆表的指针位置如图乙所示， 其读数是______Ω； (2)请在线框内画出能准确测量电阻 xR 的电路图______（要求在电路图上标出 元件符号）； (3)请根据设计的电路图写出 xR 的测量表达式 xR  ______；（用 U、 1I 和 2I 表示 电压表 V、电流表 1A 和 2A 的示数） (4)若欧姆表内部电路如丙图所示，其中灵敏电流表满偏电流为0.5mA ，内阻为 10Ω ，电池电动势为1.5V ，内阻为1Ω ，表内滑动变阻器最大阻值为5000Ω，欧 姆表刻度刻好。当电池电动势下降为1.45V，内阻增大为 4Ω 时，欧姆表重新调 零后，测得阻值为300Ω ，则待测电阻的真实阻值为______Ω。 19．某物理兴趣实验小组测量一量程为 0.3V 的电压表的内阻，已知电压表的内 阻约为 300Ω，除了待测量的电压表外，实验室还有以下实验器材： A．干电池（电动势约为 1.5V，内阻可忽略不计） B．电阻箱 R1（最大阻值为 999.9Ω） C．滑动变阻器 R2（阻值范围在 0～200Ω） D．滑动变阻器 R3（阻值范围在 0～10Ω） E．定值电阻 R4（R4=20Ω） F．定值电阻 R5（R5=200Ω） G．导线若干和两个开关 S1、S2。 该小组通过讨论设计了如图所示的电路，并进行了以下实验操作： Ⅰ.选择好合适的实验器材后，按照电路图连接好电路，将滑动变阻器的滑片 移至最左端，闭合开关 S2，将电阻箱的阻值调至最大值； Ⅱ.将开关 S1 闭合，缓慢向右移动滑动变阻器的滑片，直到待测电压表的示数 为 0.3V； Ⅲ.将开关 S2 断开，保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值，直到待 测电压表的示数为 0.2V，此时读出电阻箱的示数为 152.0Ω。 根据以上操作回答下列问题： (1)为了减小实验误差，滑动变阻器应选择___________，定值电阻应选择 ___________。（填器材所对应的物理符号） (2)待测电压表的内阻 RV=___________Ω。 (3)根据该实验的测量原理以及操作过程分析，电压表内阻的测量值 ___________真实值。（选填“>”“=”或“”“=”或“ 变小 【详解】 (1)[1][2]该实验中，滑动变阻器采用了分压式接法，为了操作方便，应选用最 大阻值较小的滑动变阻器，故选择 R3；电路中的定值电阻对电路起保护作用， 由于干电池的电动势为 1.5V，如果保护电阻过大，则实验将无法进行，故定 值电阻应选 R4。 (2)[3]根据实验原理可知 0.1 602.0 V 0.3VV V RR ( ＋ ) 解得待测电压表的内阻为 304.0VR   。 (3)[4][5]将开关 S2 断开后，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为原来的 1 3 时， 闭合电路的干路电流将减小，故路端电压增大，从而使滑动变阻器左边并联部 分两端电压增大，即当电压表的示数为原来的 1 3 时，电阻箱两端的电压超过电 压表两端电压的 2 倍，导致所测量的电阻偏大，所以待测电压表内阻的测量值 大于真实值；如果仅将待测电压表换成另一个内阻更大的电压表进行测量，则 滑动变阻器并联部分两端电压的变化量变小，故测量值的误差将变小。 20．在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表 1V （量程3V， 内阻 1 3.0kΩr  ），电压表 2V （量程5V，内阻 2 5.0kΩr  ），滑动变阻器 R（额定 电流1.5A，最大阻值100Ω ），待测定值电阻 xR ，电源 E（电动势6.0V ，内阻不 计），单刀开关 S，导线若干： 回答下列问题： （I）实验中滑动变阻器应采用________接法（填“限流”或“分压”）； （2）将虚线框中的电路原理图补充完整_____________； （3）根据下表中的实验数据（ 1U 、 2U 分别为电压表 1V ﹑ 2V 的示数），在图（a） 给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制 2 1U U 图像__________； 测量 次数 1 2 3 4 5 1 /VU 1.0 0 1.5 0 2.0 0 2.5 0 3.0 0 2 /VU 1.6 1 2.4 1 3.2 1 4.0 2 4.8 2 （4）由 2 1U U 图像得到待测定值电阻的阻值 xR  ________ Ω（结果保留三位有 效数字）； （5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻 yR （阻 值约为700Ω ）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高， 请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图______。 【答案】分压 31.83 10 【详解】 （1）[1] 电压表 1V 和 xR 串联在和 2V 并联，并联的总电阻远大于滑动变阻器电 阻，为了调节变阻器时，电表示数变化明显，且能或者更多组数据，选择分压 接法； （2）[2]完整的电路图，如图所示 （3）[3]根据下表中的实验数据，绘制的 2 1U U 图像，如图所示 （4）[4]根据实验电路图，则有 2 1 1 1 x U UR U r  变形得 1 2 1 1 xR rU Ur  则图线的斜率为 1 1 xR rk r  根据 2 1U U 图像可得斜率 4.82 1.61 1.613.00 1.00k   则有 1 1 1.61 xR r r  代入 1 3.0kΩr  ，解得 31.83 10 ΩxR   （5）[5]因待测电阻 yR （阻值约为700Ω ）的阻值较小，若仍与电压表 1V 串联， 则所分得的电压过小，不利于测量，故待测电阻 yR 与其中一个电压表并联，由 于电源电动势只有 6V，为让待测电阻分得较大电压，故待测电阻 yR 应与电压 表 2V 并联，再与电压表 1V 串联，故改进后的电路图，如图所示 21．用图 1 所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为 1Ω）。其 中 R 为电阻箱，电流表的内电阻约为 0.1Ω，电压表的内电阻约为 3kΩ。 （1）利用图 1 中甲图实验电路测电源的电动势 E 和内电阻 r，所测量的实际 是图 2 中虚线框所示“等效电源”的电动势 E 和内电阻 r 。若电流表内电阻用 AR 表示，请你用 E、r 和 RA 表示出 E 、 r ，并简要说明理由_______。 （2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。 在图 3 中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙： UI R  ）描点作图得到 的 U-I 图像；虚线是该电源的路端电压 U 随电流 I 变化的 U-I 图像（没有电表 内电阻影响的理想情况）。 在图 3 中，对应图甲电路分析的 U-I 图像是：__________；对应图乙电路分析 的 U-I 图像是：________。 （3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择 图 1 中的______（填“甲”或“乙”）。 【答案】 E E  ， Ar R ，理由见解析 C A 乙 【详解】 (1)[1]将电源和电流表视为等效电源，电源电动势是电源本身具有的属性，电 流表不具有产生电动势的本领，所以等效电源的电动势仍然为 E E  而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻，即 Ar r R   (2)[2]对甲图，考虑电表内阻时，根据闭合电路欧姆定律得 A( )E U Ir U I r R    路 内 变形得 A( )U r R I E    直接通过实验获得数据，可得 U rI E   图像与纵轴截距均为电源电动势 E ，虚线对应的斜率大小为 r ，实线对应的斜 率大小为 A( )r R ，所以对应图甲电路分析的U I 图像是 C； [3]对乙图，考虑电表内阻时（即虚线对应的真实情况），根据闭合电路欧姆定 律得 V V ( )U rE U Ir U I r U Ir UR R        路 内 变形得 V V V V R r RU I ER r R r     直接通过实验获得数据，可得 U rI E   虚线对应的斜率大小为 r ，实线对应的斜率大小为 V V R r rR r  ，虚线对应的纵轴 截距为 E ，实线对应的纵轴截距为 V V R E ER r  ；两图线在 0U  时，对应的短路 电流均为 EI r 短 ，所以对应图乙电路分析的U I 图像是 A。 (3)[4]图甲虽然测量的电源电动势准确，但电流表分压较为明显，所以内阻测 量的误差很大；图乙虽然电动势和内阻测量均偏小，但是电压表内阻很大，分 流不明显，所以电动势和内阻的测量误差较小，所以选择图乙可以减小由电表 内电阻引起的实验误差。 22．某同学描绘一种电子元件的 I U 关系图象，采用的实验电路图如题图 1 所示， V 为电压表， mA 为电流表，E 为电源（电动势约6V ），R 为滑动变阻器（最大阻值20Ω ）， 0R 为定值电阻，S 为开关。 (1)请用笔画线代替导线，将题图 2 所示的实物电路连接完整____________。 (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表： 电压 / VU 0.00 0 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 / mAI 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的 I U 图线____________。 (3)根据作出的 I U 图线可知，该元件是_________（选填“线性”或“非线性”） 元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻 0R ，会导致的两个后果 是_________。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能因电流过大烧坏待测元件 C．滑动变阻器允许的调节范围变小 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 【答案】 非线性元件 BC 【详解】 (1)[1]根据题意连接电路如图 (2)[2]根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接各点如图 (3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。 (4)[4]AB．I U 图线上某点与原点连线的斜率为 1 R ，根据元件的特性可知，当 电压超过一定数值时，电流会急剧增大，所以电阻会急剧减小，若用导线代替 0R ，电流急剧增大，可能会烧坏待测元件，对电流表和电压表的测量误差无影 响，A 错误，B 正确； CD．根据图像可知待测元件的电压范围小于1V ，而电源电动势为6V ，因为待 测元件两端电压非常小，如果用导线代替 0R ，会导致滑动变阻器的调节范围变 得非常小，难以调节，C 正确，D 错误。 故选 BC。 23．某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准 确。 电压表 （量程0 ~ 3V，内阻约为3k ） 电流表 （量程0 ~ 0.6A ，内阻约为1 ） 滑动变阻器 （0 ~ 20，额定电流1A ） 待测电池组 （电动势约为3V ，内阻约为1 ） 开关、导线若干 ①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接 不当，这条导线对应的编号是________。 ②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于 滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”） ③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明 显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5的电阻， 之后该小组得到了几组电压表读数 U 和对应的电流表读数 I，并作出U I 图像， 如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________ 。 （结果均保留两位有效数字） 【答案】5 a 2.9 0.80 【详解】 ①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的 是电流表内接；故导线 5 连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线 柱； ②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于 a 端； ③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故 E=2.9V；图线与横 轴的交点为短路电流 I=0.50A，故可得等效内阻为 2.9 Ω=5.80Ω0.5 Er I= = 又因为在开关和电池负极之间接有 5Ω 的电阻，在计算过程中等效为内阻，故 电源内阻为 5.80Ω 5Ω=0.80Ωr¢ = - 24．某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。 (1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________； (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流 I  _____A ，电压 U  _____ V ； (3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图 1_____（选填“甲” 或“乙”）； (4)该电池的电动势 E  _____V（保留三位有效数字），内阻 r  _____ Ω（保留两 位有效数字）。 【答案】 0.39～0.41 1.29～1.31 乙 1.51～1.54 0.52～0.54 【详解】 (1)[1]图乙中，电流表内接和变阻器串联接在电源两端，电压表测路段电压， 则图乙对应的电路图为 (2)[2][3]一节干电池的电动势一般约为 1.5V，故电压表量程选择 0~3V，电流表 量程选择 0~0.6A，所以量表的读数分别为 1.30V（1.29～1.31V 均可），0.40A （0.39～0.41A 均可） (3)[4]由闭合电路欧姆定律可得 U E Ir  可得 U-I 图象的纵轴截距为电源电动势，斜率为电源内阻。图甲中电流表外接， 则实验测得的电源内阻 A= +r r r测 内 测量值偏大；图乙中电路 = V V rr rr r测 内 内 测量值偏小，但是由于 VR r 真 ，故图乙实验测出的内阻误差更小，故图线Ⅰ对 应图乙，图线Ⅱ对应的图甲。 (4)[5]图线Ⅱ与纵轴的交点为电源的电动势 E=1.52V ； [6]在图线Ⅰ与横轴的交点为短路电流 I=2.86A 由 1.52V 0.532.86A Er I     ，此实验原理无误差。 25．某同学要研究一小灯泡 L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流 表 A1（量程 200 mA，内阻 Rg1=10.0 Ω），电流表 A2（量程 500 mA，内阻 Rg2=1.0 Ω）、定值电阻 R0（阻值 R0=10.0 Ω）、滑动变阻器 R1（最大阻值 10 Ω）、电源 E（电动势 4.5 V，内阻很小）、开关 S 和若干导线。该同学设计的电路如图（a） 所示。 （1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。 （2）若 I1、I2 分别为流过电流表 A1 和 A2 的电流，利用 I1、I2、Rg1 和 R0 写出： 小灯泡两端的电压 U=_______，流过小灯泡的电流 I=_______。为保证小灯泡 的安全，I1 不能超过_______mA。 （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改 变滑动变阻器滑片位置并读取相应的 I1 和 I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/m A 32 55 85 125 144 173 I2/m A 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当 I1=173 mA 时，灯丝电阻 R=_______Ω（保留 1 位小 数）。 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻 R0，其他不变，为了能够测量完整的伏 安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留 1 位小数）。 【答案】 ( )1 1 0gI R R+ 2 1I I 180 11.6 8.0 【详解】 （1）根据电路图连接实物图如图所示 （2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表 A1 和 R0 的总电压，故根据 欧姆定律有 ( )1 1 0gU I R R= + ②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为 2 1I I I  ③因为小灯泡的额定电压为 3.6V，故根据题目中已知数据带入①中可知 I1 不 能超过 180mA； （3）根据表中数据可知当 I1=173mA 时，I2=470mA；根据前面的分析代入数 据可知此时灯泡两端的电压为 U=3.46V；流过小灯泡的电流为 I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为 3.46 Ω 11.6Ω0.297 UR I= = = （4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到 3.6V，而电流 表 A1 不能超过其量程 200mA，此时结合①有 ( )03.6 0.2 10 R= ´ + 解得 0 8ΩR  ，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于 8Ω。 26．某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻 Rx，所用电压表的内阻为 1 kΩ， 电流表内阻为 0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a） 所示电路的 O、P 两点之间，另一种是跨接在 O、Q 两点之间。测量得到如图 （b）所示的两条 U–I 图线，其中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为 II 的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P” 或“O、Q”）两点的方案测量得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”） 得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留 1 位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正 后待测电阻的阻值为________Ω（保留 1 位小数）。 【答案】O、 P I 50.5 50.0 【详解】 (1)[1]若将电压表接在O、 P 之间， V U UI R Rx   则 x V x V R RU IR R   根据一次函数关系可知对应斜率为 x V x V R R R R 。 若将电压表接在O、Q 之间，电流表分压为 A AU IR 根据欧姆定律变形可知 AU IRR I  解得 A( )U I R R  根据一次函数可知对应斜率为 A( )R R ，对比图像的斜率可知 I IIk k 所以 II 图线是采用电压表跨接在O、 P 之间。 （2）[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻，通过图像斜率大致估算待测电阻为 50Ω左右，根据 1kΩ 50Ω 50Ω 0.5Ω  说明电流表的分压较小，电流表的分流较大，所以电压表应跨接在O、Q 之间， 所以选择图线 I 得到的结果较为准确。 [3]根据图像可知 3V 1V 50.5Ω59.6mA 20mAxR   [4]考虑电流表内阻，则修正后的电阻为 x A 50.5Ω 0.5Ω 50.0ΩxR R r      27．（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选 欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω （2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中： ①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完 整_____。 ②合上开关后，测出 9 组Ⅰ、U 值，在 I U 坐标系中描出各对应点，如图丁所 示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。 ③与图丁中 P 点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。 A．16.7Ω B．12.4Ω C．6.2Ω 【答案】1750（1700～1800） C 【详解】 （1）[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率： 17.5 100Ω 1750Ω  （2）①[2]根据图丁可知电压表选择 0 到 3V 量程即可，数据从 0 开始测量， 滑动变阻器采用分压接法： ②[3]用平滑曲线画出伏安特性曲线： ③[4]根据图像结合欧姆定律： 1.40V 6.09Ω0.23AR   所以 C 选项的电阻较为接近。