2017届高考物理二轮复习电学实验题计算题强化训练二

电学实验题、计算题强化训练十九1.⑴某同学为了测量某阻值约为5Ω的金属棒的电阻率，进行了如下操作：分别使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d，某次测量的示数如题图1和图2所示，长度L= mm，直径d= mm。

②现备有下列器材：待测金属棒：R x（阻值约5Ω）；电压表：V1（量程3V，内阻约3kΩ）； V2（量程15V，内阻约9kΩ）；电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）； A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；电源：E1（电动势3V，内阻不计）；滑动变阻器：R1（最大阻值约20Ω）；R2（最大阻值约1000Ω）；开关S；导线若干。

⑵若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选（均选填器材代号）。

正确选择仪器后请在题）图3中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。

用伏安法测得该电阻的电压和电流，并作出其伏安特性曲线如题图4所示，若图像的斜率为k，则该金属棒的电阻率ρ= 。

（用题目中所给各个量的对应字母进行表述）2.如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强大小为B ，方向垂直纸面向里，一带正电荷的粒子沿图中直线以速率v0从圆上的a 点射入柱形区域，从圆上b 点射出（b 点图中未画）磁场时速度方向与射入时的夹角为60°。

已知圆心O 到直线的距离为R 21。

现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线从a 点射入柱形区域，也在b 点离开该区域，不计重力，求： ⑴粒子的比荷（电荷与质量的比值mq ）； ⑵电场强度的大小。

3.在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd ，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B 的匀强磁场，平行磁场区域的宽度大于线框边长，如图甲所示。

测得线框中产生的感应电流i 的大小和运动时间t 的变化关系如图乙所示。

电学实验题、计算题强化训练十五1.实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。

测量实际电流表G1内阻r1的实物电路如下图所示。

可供选择的仪器如下：A.待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）；B.电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω）；C.定值电阻R1（300Ω）；D.定值电阻R2（10Ω）；E.滑动变阻器R3（0～1000Ω）；F.滑动变阻器R4（0～20Ω）；G.干电池（1.5V）；H.开关S及导线若干。

⑴定值电阻应选，滑动变阻器应选。

（在空格内填写序号）⑵补全实物图连线。

⑶补全实验步骤：①连接好电路，应将滑动触头移至最端（填“左”或“右”）；②闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。

⑷根据I2−I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式r1= 。

2.如图（a）所示，一边长L=2.5m，质量m=0.5Kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=1.6T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。

在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5S线框被拉出磁场。

测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图（b）所示，在金属线框被拉出的过程中，（1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;（2）写出水平力F随时间t变化的表达式;（3）已知在这5S内力F做功3.58J，那么此过程中，线框产生的焦耳热为是多少？3. 如图所示，两块平行金属极板心MN 水平放置，板长L=1 m，间距d =，两金属板间电压4110MN U V =⨯；在平行金属板右侧依次存在ABC 和FGH 两个全等的正三角形区域，正三角形ABC 内存在垂直纸面向里的匀强磁场B l ，三角形的上顶点A 与上金属板M 平齐，BC 边与金属板平行，AB 边的中点P 恰好在下金属板N 的右端点；正三角形FGH 内存在垂直纸面向外的匀强磁场B 2，已知A 、F 、G 处于同一直线上，B 、C 、H 也处于同一直线上，AF 两点距离为23m 。

电学实验题、计算题强化训练十二1.研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。

⑴为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图（a）所示电路。

图中电源电动势未知，内阻不计。

闭合开关，将电阻箱阻值调到20Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95Ω时，电流计指针指在如图（b）所示位置，则电流计的读数为 mA。

由以上数据可得电流计的内阻R g= Ω。

⑵同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图（c）所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为Ω（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。

则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为Ω。

⑶若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

2.如图所示，一带正电的长细直棒水平放置，带电细直棒在其周围产生方向向外辐射状的电场，场强大小与直棒的距离成反比。

在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B，A、B所带电荷量分别为+q和+4q，A球距直棒的距离为a，两个球恰好处于静止状态。

不计两小球之间的静电力作用，剪断细线，若A球下落的最大速度为v m，求A球下落到速度最大过程中，电场力对A球做的功。

3.如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度L＝1.0m、质量M=1.0kg。

导体棒ab垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动。

设不同质量的导体棒ab 放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为F max=7N。

导体棒ab电阻R＝0.02Ω，其余电阻一切不计。

边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为B=0.2T。

（全国卷1）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表○V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表○A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。

（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。

闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。

（结果均保留2位小数）【答案】（1）（2）增大；增大；（3）0.39w 1.17w【解析】（1）要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如图（2）由I-U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大；（3）当滑动变阻器的阻值为9Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=-10I+4，在图中作出该直线如图所以，交点坐标约为U=1.75V，I=225mA，P1=UI=0.39W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的I-U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。

当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67V，I=0.32A，如图所示，最大的功率为P2=UI=1.17W。

（全国卷2）某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 Ω，另一个最大阻值为2000 Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．(2)完成下列填空：①R1的最大阻值为________(填“20”或“2000”)Ω.②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱R z的阻值置于2500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)．④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：____________________________________________．[答案] (1)连线如图(2)①20②左③相等④2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程[解析] (2)①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器，因此R1要选择最大阻值为20 Ω的滑动变阻器．②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最小，从而保护了微安表．③接通S1前后，微安表的示数保持不变，这说明S1接通前后在BD中无电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等．④因B 与D 电势相等，R z R 2左＝R A R 2右，对调后R A R 2左＝R z ′R 2右，解得R A ＝R z R z ′＝2550 Ω.（全国卷3）图（a ）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

电学实验题、计算题强化训练 二十1.某学习小组通过实验来研究电器元件Z 的伏安特性曲线。

他们在实验中测得电器元件Z 两端的电压与通过它的电流的数据如下表：现备有下列器材：A ．内阻不计的6V 电源；B ．量程为0～3A 的理想电流表；C ．量程为0～0.6A 的理想电流表；D ．量程为0～3V 的理想电压表；E ．阻值为0～10Ω，额定电流为3A 的滑动变阻器；F ．电键和导线若干。

⑴这个实验小组在实验中电流表选的是 。

（填器材前面的字母）⑵分析上表内实验数据可知，在方框内画出实验电路图⑶利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线如图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而（填“变大”、“变小”或“不变”）；⑷若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.10A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R0阻值为________Ω。

2.如图，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场，电场强度E=1.2×104N/C。

长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）。

B与极板的总质量m B=1kg。

带正电的小滑块A的电荷量q A=1×10-4C、质量m A=0.6kg。

假设A所带的电量不影响极板间的电场分布。

t=0时刻，小滑块A从B 表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动，同时，B（连同极板）以相对地面的速度v B=0.4m/s向右运动。

⑴求B受到的摩擦力和电场力的大小；⑵若A最远能到达b点，求a、b间的距离L；⑶求从t=0时刻至A运动到b点时，电场力对B做的功。

3.如图装置：垂直纸面的环形有边界的匀强磁场（b区域）围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束，设环形磁场的内半径R1=0.5m，外半径R2=1.0m，若磁场的磁感强度B0=1.0T，被约束的离子比荷q/m=4.0×107C/kg。

电学实验题、计算题强化训练二十三1.测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材：待测干电池一节，电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199Ω），定值电阻R1＝1.0Ω，定值电阻R2＝99.5Ω，电阻箱R（0~99.9Ω），开关、导线若干．⑴请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用 (选填“R1”或“R2”)；⑵某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数I g，记录数据(见下表)．请在下面坐标图中描点作出RIg1图线．⑶根据图线可求得，被测电池的电动势E=_____V，内阻为r=______Ω．2.如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L＝2.0m；R是连在导轨一端的电阻，质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。

导轨所在空问有磁感应强度B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。

从t＝0开始对导体棒ab 施加一个水平向左的外力F，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA段是直线，AB段是曲线、BC段平行于时间轴。

假设在从1.2s开始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不变。

导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。

不计电压传感器对电路的影响（g＝10m/s2）。

求⑴导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小；⑵在1.2s~2.4s的时间内，该装置产生的总热量Q；⑶导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。

3.如图所示，水平线QC下方是水平向左的匀强电场；区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；区域Ⅱ(三角形APD)内也有垂直纸面向里的匀强磁场，但是磁感应强度大小可以与区域Ⅰ不同；区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度与区域Ⅱ内磁感应强度大小相等。

电学实验题、计算题强化训练十三1.某同学合力选用下列器材组成一个电路，同时对两个不同的热敏电阻R A、R B进行了测量，得到两个热敏电阻的I-U关系曲线，如右图所示。

在实验中，有以下器材供选择：A．量程为50mA的电流表A1，内阻约10ΩB．量程为0.6A的电流表A2，内阻约为0.05ΩC．量程为3V的电压表V1，内阻约为10kΩD．量程为6V的电压表V2，内阻约为50 kΩE．电动势为12V，内阻不计的直流电源F．变阻器R1（50Ω，0.6A）G．变阻器R2（10Ω，0.02A）H．单刀单掷开关一个，导线若干。

⑴为了得到热敏电阻完整的I-U关系曲线，请选择合适的实验器材：（填器材前的选项字母）⑵请设计实验电路并把它画到右侧方框中，并标明相应的器材代号。

⑶该同学将R A、R B串联起来，与电压恒为7V的稳压电源连接，则此时热敏电阻R A和R B消耗的功率之比为。

2.如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R，磁场垂直纸面向里，在y>R的区域存在沿-y方向的匀强电场，电场强度为E 。

在M点有一粒子源，辐射的粒子以相同的速率v，沿不同方向射入第一象限。

发现沿+x方向射入磁场的粒子传出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场。

已知粒子的质量为m，电荷量为+q，粒子重力不计。

⑴求圆形磁场区域磁感应强度的大小；⑵求沿+x方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程；⑶沿与+x方向成60°角射入的粒子，最终将从磁场边缘的N点（图中未画出）穿出，不再进入磁场，求N点的坐标和粒子从M点运动N点的总时间。

3.如图（a），质量为M=2kg的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。

一电阻不计，质量为m=1.5kg的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。

棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.6，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。

导轨bc段长为L=1m，开始时PQ 左侧导轨的总电阻为R=1Ω，右侧导轨单位长度的电阻为R0=1Ω/m。

电学实验题、计算题强化训练 五1.两位同学在实验室利用如图（a ）所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．并根据数据描绘了如图（b ）所示的两条U —I 直线。

请回答下列问题：⑴根据两位同学描绘的直线，可知图线 （填“甲”或“乙”）是根据电压表V 1和电流表A 的数据所描绘的。

⑵图象中两直线的交点表示（ ）A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．在本电路中该电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为0．5WD ．在本电路中该电源的效率达到最大值 ⑶根据图（b ），可以求出定值电阻R 0= Ω，电源电动势E= V ，内电阻r= Ω．2.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L ，导轨电阻不计，上端a 、b 间接有阻值为R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。

质量为m 、电阻为r 的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。

初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v 0。

整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

已知弹簧的劲度系数为k ，弹簧的中心轴线与导轨平行。

(a )(b )⑴求初始时刻通过电阻R 的电流I 的大小和方向；⑵当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v ，求此时导体棒的加速度大小a ；⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E p ，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q 。

3.如图所示，在矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=5.0×10-2T,矩形区域长为m 532，宽为0.2m ，在AD 边中点O 处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向各方向均匀地辐射出速率为v=2×106m/s 的某带正电粒子，已知带电粒子的质量m=1.6×10-27kg ，所带电荷量为q=3.2×10-19c(不计粒子重力)。

电学实验1 .【2017 •天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。

其中电流表A1的内阻门=1.0 k，电阻Ri=9.0 k ,0为了方便读数和作图，给电池串联一个R）=3.0 Q的电阻。

①按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。

为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量、a间电压，若读数不为零，则一定是________________ 导线断开；若读数为零，则一定是______________ 导线断开。

②排除故障后，该小组顺利完成实验。

通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组|1、|2数据，作出图象如右图。

由11-2图象得到电池的电动势E= ____________ V,内阻r= _________ 0。

【答案】① aa bb ② 1.41 （1.36~1.44 均可）0.5（0.4~0.6 均可）【解析】①用电压拦检测电踣故障，电压表的表头是电流计，原电踣有断踣，回踣中无电流，将电压表接在血'间后有示数，说明电路被接通』即血'间有断路故障.再测量曲间电压』电压表读數不対羁说明断路故障的范围被缩小到曲间，则一走罡曲导线昕开；若愎数为零，则说明电路仍未酒通,断路故障的范围被确定在站'间。

②根1E闭合电路的欧姆走律；£=弘筠+ 2+口+九）（鸟"八W ,上式可简化为E=厶（扎+&+ J風切f读出两点坐标；C6O； 0.12）和〔2他0.05），代入方程解得:电动势E=1.41 V,萍且T.3氣【考点定位】实验一一用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义一一纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。

2 .【2017 •新课标I卷】（10分）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L （额定电压3.8 V，额定电流0.32A）;电压表d V V （量程3 V，内阻3 k ）电流表d（量程0.5 A，内阻0.5貼；固定电阻R0 （阻值1 000 ）滑动变阻器R （阻值0~9.0 R电源E （电动势5 V,内阻不计）；开关S; 导线若干。

电学实验题、计算题强化训练四1.某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻， S为开关．回答下列问题：⑴根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线．⑵开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)．⑶表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．⑷定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取3位有效数字)2.如图甲所示足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置，两导轨之间的距离为L＝0.5m，导轨平面与水平面间的夹角为θ＝30°，导轨上端a、c之间连接有一阻值为R1＝4Ω的电阻，下端b、d之间接有一阻值为R2＝4Ω的小灯泡。

有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场的上边界，ij为磁场的下边界，此区域内的感应强度B，随时间t变化的规律如图乙所示，现将一质量为m＝0.2kg的金属棒MN，从距离磁场上边界ef的一定距离处，从t＝0时刻开始由静止释放，金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中，小灯泡的亮度始终不变。

金属棒MN在两轨道间的电阻r＝1Ω，其余部分的电阻忽略不计，ef、ij边界均垂直于两导轨。

重力加速度g＝10m/s2。

求：⑴小灯泡的实际功率；⑵金属棒MN穿出磁场前的最大速率；⑶整个过程中小灯泡产生的热量。

3.如图所示，在以坐标原点O 为圆心、半径为R 的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场方向垂直于xOy 平面向里。

一带正电的粒子（不计重力）从O 点沿y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t 0时间从P 点射出。

⑴求电场强度的大小和方向。

⑵若仅撤去磁场，带电粒子仍从O 点以相同的速度射入，经02t 时间恰从半圆形区域的边界射出。