2016版高考物理复习 专题二十 电学实验(一)专题演练(含两年高考一年模拟) (2)

素能演练提升十(2)电学实验的创新和设计(时间:60分钟满分:100分)说明:本卷共5题,请把答案填在题中横线上或按要求作答.1.(15分)某实验探究小组在测量某个电阻R x的阻值时:(1)首先实验小组利用多用电表进行粗测,当转换开关转到“×10”挡,指针指在图中位置,则待测的电阻R x为Ω.(2)为了更准确测量出R x的阻值,实验小组又利用量程相同的两个电压表、电阻箱、电池、开关、变阻器等设计了如图所示的测量电路.实验步骤如下:A.根据实验电路图连接好实验电路,将滑动变阻器的滑片调到最右端B.合上开关S,将滑动变阻器的滑片向左端滑动,使两个电压表指针都有较大角度的偏转C.调节电阻箱R0的阻值,使两个电压表的读数相等D.记下电阻箱R0的阻值,即为待测电阻的阻值回答下面问题:(Ⅰ)根据实验电路图,用笔画线代替导线将实物图补充完整;(Ⅱ)若两电压表的内阻不等,且R1>R2,则测量结果比真实值(选填“偏大”“偏小”或“不变”);(Ⅲ)若两电压表的内阻分别为R1、R2(R1≠R2,且均没有远大于R x),两电压表的读数均为U;电阻箱的阻值为R0,则R x=.解析:(2)(Ⅱ)根据题意可知,本实验是根据“串联电路电压与电阻成正比”来测电阻R x,即R1与R0的并联总电阻等于R2与R x的并联总电阻,若R1>R2,则R0<R x.(Ⅲ)根据可得R x=.答案:(1)170(4分)(2)(Ⅰ)电路图如图所示(4分)(Ⅱ)偏小(3分)(Ⅲ)(4分)2.(15分)(2015江苏南京模拟)某实验小组要测量电阻R x的阻值.(1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测电阻的测量值约为140 Ω.(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,可选用的实验器材有电压表V(3 V,内阻约3 kΩ);电流表A(20 mA,内阻约2 Ω);待测电阻R x;滑动变阻器R1(0~2 kΩ);滑动变阻器R2(0~200 Ω);干电池2节;开关、导线若干.在图乙、图丙电路中,应选用图(选填“乙”或“丙”)作为测量电路,滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”).(3)根据选择的电路和器材,在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接.(4)为更准确测量该电阻的阻值,可采用图戊所示的电路,G为灵敏电流计(量程很小),R0为定值电阻,R、R1、R2为滑动变阻器.操作过程如下:①闭合开关S,调节R2,减小R1的阻值,多次操作使得G表的示数为零,读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1;②改变滑动变阻器R滑片的位置,重复①过程,分别记下U2、I2、…、U n、I n;③描点作出U-I图象,根据图线斜率求出R x的值.下列说法中正确的有.A.闭合S前,为保护G表,R1的滑片应移至最右端B.调节G表的示数为零时,R1的滑片应位于最左端C.G表示数为零时,a、b两点间电势差为零D.该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响解析:(2)由于待测电阻的电阻值比较大,比电流表的内阻大得多,所以电流表使用内接法;由于两个滑动变阻器的电阻值都比较大,所以要选择限流电路,实验电路选择丙,滑动变阻器选择容易调节的变阻器,所以选择R2.(3)根据实验的原理图,依次连接电路如图.(4)闭合S前,为保护G表,开始时R1的电阻值要最大,所以滑片应移至最左端,故A错误;调节G 表的示数为零时,与R1的滑片的位置无关,故B错误;该图实验的原理是利用惠斯通电桥法,G表示数为零时,a、b两点间电势差为零,故C正确;该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响,故D正确.答案:(2)丙R2(4分)(3)见解析图(6分)(4)CD(5分)3.(20分)(2015上海十三校二模)某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用电流传感器测得端电流I,并在计算机上显示出如图乙所示的-R关系图线a,重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图乙中的图线b.(1)由图线a可知电池a的电动势E a= V,内阻r a=Ω.(2)若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接,两电池的效率分别为ηa和ηb,则.A.ηa一定小于ηbB.ηa一定大于ηbC.ηa可能等于ηbD.ηa可能大于ηb(3)若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接,两电池的输出功率分别为P a和P b,则.A.P a一定小于P bB.P a一定大于P bC.P a可能等于P bD.P a一定等于P b解析:(1)根据E=U+r,得题图线a,截距b=0.5=,斜率k=0.5=故电动势E a==2 V内电阻r a=bE=1 Ω.(2)(3)在图乙中,图象的斜率为电源电动势的倒数,从图象可知a的斜率大于b的斜率,故E a<E b;图象的截距表示,而a的截距大于b的截距,而r=Ek,由图中标度,可近似得出b的截距约为0.4,斜率约为,则电动势约为3.1 V,内阻约为1.25 Ω,故E a<E b,r a<r b,近似作出伏安特性曲线,电阻的曲线与两电源的交点为电阻的工作点.则由图可知,图中交点的电压与电流的乘积为电源的输出功率,由于电阻的大小未知,因此电源的输出功率P a>P b、P a=P b、P a<P b均有可能.由于r a<r b,因此ηa>ηb.答案:(1)2(5分)1(5分)(2)B(5分)(3)C(5分)4.(25分)物体带的电荷量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带的电荷量.如图甲所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0.(2)如图乙所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带的电荷量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是.A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变(3)为了测定物体所带电荷量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有.A.物块A的质量MB.物块B的质量mC.物块A与木板间的动摩擦因数μD.两物块最终的速度v(4)用重力加速度g、磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为.解析:(1)此实验平衡摩擦力后,确定滑块做匀速直线运动的依据是,看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.(2)设A的质量为M,B的质量为m,没有磁场时,对A受力分析,A受到重力Mg、支持力、摩擦力.根据平衡条件可知F f=Mg sinθ0,F N=Mg cos θ0又因为F f=μF N,所以μ==tan θ0.当存在磁场时,以AB整体为研究对象,由牛顿第二定律可得(mg+Mg sin θ0)-μ(Bqv+Mg cos θ0)=(M+m)a由此式可知,v和a是变量,其他都是不变的量,所以AB一起做加速度减小的加速运动,直到加速度减为零后做匀速运动,即速度在增大,加速度在减小,最后速度不变,所以纸带上的点迹间距逐渐增加,说明速度增大;根据逐差相等公式Δx=at2,可知加速度减小,则相邻两点间的距离之差逐渐减小;匀速运动时,间距不变,故D正确,A、B、C错误.(3)(4)根据(mg+Mg sin θ0)-μ(Bqv+Mg cos θ0)=(M+m)a,可得当加速度减为零时,速度最大,设最大速度为v,则(mg+Mg sin θ0)-μ(Bqv+Mg cos θ0)=0化简得q=,把μ=tan θ0代入,得q=由此可知为了测定物体所带电荷量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有物块B的质量m和两物块最终的速度v.答案:(1)间距均匀(5分)(2)D(6分)(3)BD(6分)(4)q=(8分)5.(25分)(2015四川德阳模拟)某班举行了一次物理实验操作技能比赛,其中一项比赛为用规定的器材设计合理电路,并能较准确地测量某电源的电动势及内阻.给定的器材如下:A.电流表G(满偏电流10 mA,内阻10 Ω)B.电流表A(量程0.6 A、3 A,内阻未知)C.滑动变阻器R0(0~100 Ω,1 A)D.定值电阻R(阻值990 Ω)E.开关与导线若干甲乙丙(1)请你用以上实验器材设计测量该电源电动势和内阻的电路图,并画在图丙的虚线框中.(要求:为了保证器材的安全,在闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于最右端,即最大电阻处)(2)图甲为小刘同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电源的电动势为 V,内阻为Ω.(结果保留两位有效数字)(3)小张同学对另一电源也用上面的实验电路进行测量,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上开关后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表A才有读数,于是他根据测出的数据作出了两个电流表读数I与x的关系图,如图乙所示,则根据图象可知,此电池组的电动势为V,内阻为Ω.(结果保留两位有效数字)解析:(1)测量电动势和内电阻需要有电压表和电流表,题目中只给出两个电流表,因其中一个电流表G的内阻已知,可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表,设计实验原理图如图所示.(2)将小电流表改装成电压表后,电压表的量程为U,则得U=·U g=·I g R g=(990+10)×10×10-3 V=10 V所以电流表G上的1 mA就表示1 V.当外电阻为无穷大时,路端电压等于电源的电动势,所以在图线上,斜线与纵坐标的交点就是电源的电动势,延长图线可得E=7.5 V根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir可得图线的斜率就表示电源的内阻,即r=Ω=5.0 Ω.(3)由I1-x的图线可得,开始时的电流恒为9.0 mA,此时的I2为0,由以上分析可得此时I1上表示电压为9.0 V,即电源的电动势.从图乙中分别取两组对应的数据,得(6.2 V,0.24 A),(3.0 V,0.54 A)得r'=Ω≈11 Ω.答案:(1)见解析图(7分)(2)7.5(4分)5.0(5分)(3)9.0(4分)11(5分)。

测定金属的电阻率一、仪表的读数仪器精确度/倍率读数规则及注意事项螺旋测微仪0.01mm 读数规则:固定刻度上的毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度上与固定刻度水平线所对的刻度值(注意估读)×0.01mm注意事项:①若半毫米刻度线露出,需加0.5mm，②可动刻度要估读，③可动刻度上末位估读的“0”不能舍弃,小数点后一定有3位小数.游标卡尺10分度：0.1mm20分度：0.05mm50分度：0.02mm读数规则:主尺上的整毫米数+n(游标尺上第n条刻度线与主尺上某刻度线对齐)x精确度.注意事项:①游标卡尺不需要估读，②读数时主尺和游标尺所用单位要统一为mm,最后根据题目要求转换单位.电阻箱1⨯、10⨯、、100⨯1000⨯读数规则:转柄式电阻箱的读数方法是R=AX1000Ω+B×100Ω+C×10Ω+D×1Ω,其中A、B、C、D分别是箱面上转柄指示头所指示的数值.如图所示,读数为R=7×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=7408Ω.针对练习1.某同学利用10分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的长度和直径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为_________mm，测量结果如图1、2所示,该工件的长度为________cm,直径为_________mm.2.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,测量结果如图1,其读数为______mm,用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的内径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为______mm,测量结果如图2所示,此工件的直径为_______cm.3.现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率，实验过程中螺旋测微器和电阻箱的测量结果分别如下:(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D,D测量结果如图1所示,由图1可知=_______mm；(2)由图2可知,电阻箱的读数为_______Ω.4.在以下每个图后面写出对应的读数（1）________cm，________mm.（2）_______mm，_____mm.（3）_______cm，________mm.（4）_______cm，_____mm.（5）___________mm.二、电流表、滑动变阻器接法的判断方法、测电阻的原理1.电流表的内外接法判断电路图判断方法测量值与真实值对比分析 内接法V A x R R R >测量值测得的是电流表和待测电阻的总阻值,因此真测x x R R >外接法V A x R R R <测量值测得的是电压表和待测电阻的并联电阻,因此真测x x R R >注意:电流表的内外接法的选择,也可采用试触法,即接头S 分别与a 、b 接触一下,电路如图 (1)若电流表示数“相对变化”明显,说明电压表分流作用强,待测电阻为大电阻,电流表采 用内接法;(2)若电压表示数“相对变化”明显,说明电流表分压作用强,待测电阻为小电阻,电流表采用外接法.2.滑动变阻器的两类接法电路图判断方法分压式接法（1）要求测量电路中的电压表、电流表的示数从零开始调节;（2）若采用限流接法,题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电流不够; （3）滑动变阻器的阻值比待测电阻的一半还小.限流式接法（1）若待测电阻的阻值小于滑动变阻器的总阻值或相差不大,且电压、电流不要求从零可调; （2）当分压式接法和限流式接法均可使用时,考虑安装简便和节能因素,一般采用限流式接法.3.测电阻原理的判断技巧实验原理实验电路图判断技巧伏安法题干给出量程合适的电压表和电流表安安法题干缺少量程合适的电压表,但给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知,常用电流表代替电压表使用伏伏法题干缺少量程合适的电流表,但给出两个电压表且其中一个电压表的内阻已知，常用电压表代替电流表使用等效替代法题干中给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表的示数不变等关键字眼,一般属于替代法电桥法在定值电阻R和待测电阻xR中间桥接一个灵敏电流计,一般采用的是电桥法半偏法题干给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现调节滑动变阻器使电流表或电压表满偏，接着保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表半偏等关键字眼,一般属于半偏法转换法题干中给出一个电流表、电压表、定值电阻和待测电阻、单刀双掷开关或开关与待测电阻串联,其中定值电阻的阻值、电压表或电流表内阻已知,一般属于转换法针对训练1.某兴趣小组的同学用下列实验器材设计了一个电路来比较精确地测量电阻x R (约3Ωk )的阻值.A.电压表1V ,量程为0～4V,内阻为6ΩkB.电压表2V ,量程为0～10V,内阻约为6ΩkC.滑动变阻器1R (0～100Ω),额定电流1AD.滑动变阻器2R (0～500Ω),额定电流0.2AE.定值电阻=0R 6ΩkF.电源电动势=E 12V,内阻很小G.开关S ,导线若干 要求实验中电表示数从零调节,可获得多组测量数据,且电表读数不能小于其量程的32, 测量结果尽量准确,实验操作方便.(1)由实验要求应选择的实验器材有____________________(填器材前面的字母序号)； (2)在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图.(电路图上标明所用仪器的代号)(3)用已知量和测量量表示x R ,则表达式=x R ___________,说明式中各字母所表示的物理量__________________________________.2. 一根均匀的细长空心金属圆管，长度为L ,电阻R 约为5Ω,其横截面如图1所示.该金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d .(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D ,图2为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm ,则所测金属管线外径=D ________mm.(2)为测量金属管线的电阻R ,取两节干电池，(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材: A.电流表0～0.6A,内阻约0.05Ω B.电流表0～3A,内阻约0.01Ω C.电压表0～3V,内阻约10Ωk D.电压表0～15V,内阻约50ΩkE.滑动变阻器,0～10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0～100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线阻值,电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选______.(填各仪器序号字母)(3)如图3所示,请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L 、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U 、电流表读数I 、金属管线外径D ),则金 属管线内径表达式=d ___________________.3.从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表1A 的内阻1r ，要求方法 简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据．器材（代号）与规格如下： 电流表1A ，量程10mA ，内阻待测（约40Ω）； 电流表2A ，量程500uA ，内阻=2r 750Ω； 电压表V ，量程10V ，内阻=3r 10Ωk 电阻1R ，阻值约为100Ω； 滑动变阻器2R ，总阻值约50Ω； 电池E ，电动势1.5V ，内阻很小； 电键K ，导线若干．（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号．（2）若选取测量中的一组数据来计算1r ，则所用的表达式=1r ______________，式中各符号的意义是：______________________________________．4.为了测量量程为3V 的电压表V 的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有： 电流表1A ，量程为0.6A ，内阻约0.1Ω；电压表2V ，量程为5V ，内阻约3500Ω； 变阻箱1R 阻值范围为0～9999Ω； 变阻箱2R 阻值范围为0～99.9Ω；滑动变阻器3R ，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A ； 电源E ，电动势6V ，内阻约0.5Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干．（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V 的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确． （2）写出计算电压表V 的内阻V R 的计算公式为=V R _______________．5.某电流表的内阻在0.1Ω﹣0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下： A ．待测的电流表1A （量程0.6A ）； B ．电压表1V （量程3V ，内阻约2Ωk ）； C ．滑动变阻器1R （最大电阻10Ω）； D ．定值电阻2R （阻值5Ω）； E ．电源E （电动势4V ） F ．电键S 及导线若干． （1）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读数为U ，电流表的读数为I ，则电流表1A 内阻的表达式为：=A R ______________________.6.某一阻值不变的纯电阻元件（阻值在50Ω～100Ω之间），额定功率为0.25W ．要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有： 电流表1A ：量程为100mA ，内阻约为5Ω； 电流表2A ：量程为1A ，内阻约为0.5Ω； 电压表1V ：量程为6V ，内阻约为10Ωk ； 电压表2V ：量程为30V ，内阻约为50Ωk ； 滑动变阻器R ：0～10Ω，2A ； 电源（=E 9V ），开关，导线若干．（1）实验中应选用的电流表为 ，电压表为 ；（填入器材符号） （2）在虚线框内画出实验电路图；（3）测出的电阻值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）．7.某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值．可选用的器材（代号）与规格如下：电流表1A （量程250mA ，内阻1r 为5Ω）； 标准电流表2A （量程300mA ，内阻2r 约为5Ω）； 待测电阻1R （阻值约为100Ω）； 滑动变阻器2R （最大阻值10Ω）；电源E （电动势约为10V ，内阻r 约为1Ω）； 单刀单掷开关S ，导线若干．（1）要求方法简捷，并能测多组数据，请在如图的方框中画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号．（2）需要直接测量的物理量是_______________________，用测的量表示待测电阻1R 的计算公式是=1R __________________.8.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V (量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱0R (最大阻值为99 999.9Ω),滑动变阻 器1R (最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E (电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干. (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(2)根据设计的电路进行的实验步骤是:移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压______(填写“最大”或“最小”)；闭合开关1S 、2S ,调节1R ,使电压表的指针_____(填写“满偏”或“半偏”)；保持滑动变阻器滑片位置不变,断开2S ,调节电阻箱0R ,使电压表的指针_________(填写“满偏”或“半偏”)读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为'V R ,与电压表内阻的真实值V R 相比,'V R _______V R(填“>”“=”或“<”).9.某同学利用图1所示电路测量一量程为3mA 的直流电流表的内阻A R (约为110Ω).提供的实验器材有:A.直流电源(电动势为1V,内阻不计)B.电阻箱(0～999.9Ω)C.滑动变阻器(0～5Ω,额定电流为3A)D.滑动变阻器(0～50Ω,额定电流为1A)(1)为了尽可能减小测量误差,滑动变阻器R 应选用___________(选填“C”或“D”).(2)根据图1所示电路,在图2中用笔画线代替导线,将实物间的连线补充完整. (3)主要实验步骤如下:Ⅰ.将电阻箱0R 的阻值调为零,滑动变阻器R 的滑片P 移到右端； Ⅱ.闭合开关S ,调节滑动变阻器R 的滑片P ,使电流表的示数为3mA ； Ⅲ.调节电阻箱0R ,使电流表的示数为1mA ，读出此时电阻箱的阻值1R ； Ⅳ.断开开关S ,整理好仪器.(4)已知=1R 208.8Ω,则电流表内阻的测量值为________Ω,由于系统误差,电流表内阻的测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.10.为了测量阻值范围在200Ω～300Ω之间的电阻x R 的阻值,实验室提供了如下器材: A.电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω) B.毫安表(量程0～3mA ,内阻约100Ω) C.直流电源(电动势约3V,内阻不计) D.两个单刀单掷开关,导线足量(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图1所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,闭合开关1S ,记下毫安表的读数；②断开1S ,闭合开关2S ,调节电阻箱R 的阻值,使毫安表的读数和①中相同,记下此时电阻箱的示数1R .假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ___________.(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图2所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,将R 调到列最大,然后闭合1S 、2S ,调节R ,使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数2R ；②断开2S ,调节R ,仍使毫安表满偏,记下此时电阻箱的示数3R ,假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ____________.(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的,不合理的是______,理由:_____________11.某实验小组为精确测量阻值约12Ω的电阻x R ,设计了如图所示的实验电路.实验室中可供使用的主要器材如下:电源E (电动势约为4.5V,内阻约1Ω) 定值电阻0R (阻值为20Ω)电压表1V (量程0～3V,内阻约3Ωk ) 电压表2V (量程0～15V,内阻约15Ωk ) 电流表A (量程0～200mA,内阻为1.5Ω) 滑动变阻器1R (阻值范围0～1Ωk ) 滑动变阻器2R (阻值范围0～20Ω)(1)图中电压表应选用_________；滑动变阻器应选用__________.(填器材代号) (2)实验小组的操作步骤如下:第一步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置1,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率1k ；第二步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置2,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率2k ；由此可求得=x R _______.(用题中所给物理量的符号表示)(3)在测出x R 的阻值后,若只将电路中的电压表拆除,该电路还可以测量电源的___________________(填“电动势”“内阻”“电动势和内阻”)12.某同学想测量铜的电阻率,他找到一根长1=L m 的铜丝,并用螺旋测微器测量铜丝的直径如图1所示.利用如图2所示的电路图测量铜丝的电阻x R ,其中有电阻箱z R (最大阻值为999.9Ω),滑动变阻器s R ,灵敏电流计G ,定值电阻Ω=k R 101,定值电阻Ω=12R ,电源E ,开关S .闭合开关S ,调节滑动变阻器s R 、电阻箱z R ,最终使得滑动变阻器0=s R 时,灵敏电流计的示数也为零,此时电阻箱z R 的阻值如图3所示.(1)该铜丝的直径=D __________mm ,电阻箱z R 的示数为___________Ω.(2)若在实验中发现电流从上往下流过电流计G ,此时应该_______(填“增大”或“减小”)电阻箱z R 的阻值,可使通过电流计G 的电流逐渐变为零.(3)待测铜丝的电阻=x R _______Ω(结果保留2位有效数字)(4)计算出铜丝的电阻率为__________Ω·m (结果保留2位有效数字)13.几位同学对一个阻值大约为600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值. 有下列器材供选用:A.待测电阻x RB.电压表V (量程6V,内阻约3Ωk )C.电流表1A (量程20mA ,内阻约5Ω)D.电流表2A (量程10mA ,内阻约10Ω)E.滑动变阻器1R (0～20Ω,额定电流2A )F.滑动变阻器2R (0～2000Ω,额定电流0.5A )G.直流电源E (6V ,内阻约1Ω)H.多用电表I.开关、导线若干(1)甲同学用多用电表直接测量待测电阻的阻值,如图1所示。

高中物理电学实验专题(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理电学实验专题实验专题一：伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。

二．认识电流表和电压表：1.理想表：理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路，对电路不产生影响。

2.实际表：实际电流表内阻很小，但不为零；实际电压表内阻很大，但不会是无穷大。

因此，电流表和电压表对测量电路造成影响，产生误差。

为了减小误差，必须考虑电流表和电压表的接法。

三．电流表的两种接法（一）电流表外接法1、电路如图所示电压表示数＝ R电流表示数＝＋＞测量值 ,小于R的真实值只有当R＜＜时，才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。

“小外”含义：小电阻用外接法。

（二）电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数＝＋电流表示数＝ R 测量值 ,大于R 的真实值 只有当R ＞＞时，才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。

“大内”含义：大电阻用内接法。

四．电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。

但电阻阻值为多大算是大电阻电阻阻值大小依什么电阻为标准下面我们一起探讨：（一） 定量判定法：当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时，可用比较和大小来确定1. 若＞，则说明R 远大于，选用电流表内接法。

2. 若＞，则说明R 远小于, 选用电流表外接法。

3. 若＝ ，选用两种接法都可以。

（二）试触法：在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UU I I ∆>∆)，说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N 点)；如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UU I I ∆<∆)，说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接M 点).五．总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的．无论哪种接法，都会由于电表的内阻影响而带来测量误差．从下表的分析可以看出，合理的选择接法有利于减小误差．比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因 由于电流表内阻分压的影响，电压表测量值偏大，结果偏大由于电压表内阻分流的影响，电流表测量值偏大，结果偏小测量结果 I UR =测＞RxIUR =测＜Rx 适用条件 Rx 远大于RARx 远小于RV六． 同步训练1.如图所示，电压表和电流表的读数分别为10V 和 ,已知电流表的内阻为Ω，那么待测电阻的 测量值比真实值 ，真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时，由于不知待测电阻的阻值范围，而无法确定电流表是内接还是外接，他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示，○V 的示V ARxV ARx数为,○A的示数为；改为如右图(b)所示，○V的示数为，○A的示数为.该同学要获得较精确的测量结果，应选取 ; 被测量电阻的阻值是（a） (b)3．某待测电阻估值在100左右，电压表内阻为3000，电流表内阻为，采用伏安法测电阻时，电流表选择何种接法，测量误差小（）A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡，标有“3V、”字样。

2016版《一点一练》高考物理复习专题演练：专题二十-电学实验(一)(含两年高考一年模拟)考点20电学实验(一)两年高考真题演练1．(2015·海南单科，11)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。

该工件的直径为________cm，高度为________mm。

2．(2015·新课标全国卷Ⅰ，23)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻。

若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA。

由题给条件和数据，可以求出R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。

(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。

电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和 3 000 Ω。

则R0应选用阻值为________ Ω的电阻，R应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器。

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。

图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。

则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连。

判断依据是：___________________________________________________________ _____________。

3．(2015·新课标全国卷Ⅱ，23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。

2016高考+联考模拟物理试题分项解析专题10 电路和电流（包含直流和交流）1．【2016·上海卷】电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此A ．电动势是一种非静电力B ．电动势越大，表明电源储存的电能越多C ．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D ．电动势就是闭合电路中电源两端的电压2．【2016·全国新课标Ⅱ卷】阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E （内阻可忽略）连接成如图所示电路。

开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。

Q 1与Q 2的比值为A ．错误！未找到引用源。

B ．12C ．35D ．23错误！未找到引用源。

3．【2016·江苏卷】如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A4．【2016·四川卷】如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两段电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变5．【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。

当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是A．原、副线圈匝数比为9:1 B．原、副线圈匝数比为1:9C．此时a和b的电功率之比为9:1 D．此时a和b的电功率之比为1:96．【2016·北京卷】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。

为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器7．【2016·上海卷】如图所示电路中，电源内阻忽略不计。

高考物理电学实验测电阻率专项练习题型一：伏安法测电阻 题型二：等效法测电阻 题型三：半偏法测电阻 题型四：单电表法测电阻 题型五：电桥法测电阻 题型六：电表内阻测量 题型七：综合练习一、伏安法测电阻1、在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x 约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，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R x＝UI 计算得出，式中U 与I 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R x 1和R x 2，则________(选填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值R x 1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值R x 2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

(a) (b)[答案] R x 1 大于 小于[解析] 根据串、并联电路的特点解题。

根据题意知R x R A >R VR x ，电压表的分流作用较显著，故R x 1更接近待测电阻的真实值。

图(a)的测量值是R x 与R A 串联的电阻阻值，故R x 1>R x 真；图(b)的测量值是R x 与R V 并联的电阻阻值，故R x 2<R x 真。

2、在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：A ．电池组(3 V ，内阻1 Ω)B ．电流表(0～3 A ，内阻0.012 5 Ω)C ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.125 Ω)D ．电压表(0～3 V ，内阻4 k Ω)E ．电压表(0～15 V ，内阻15 k Ω)F ．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)G ．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)H ．开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用________________(选填仪器前的字母代号)．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻R x 在组成测量电路时，应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏__________(选填“大”或“小”)．(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图所示，则读数为________mm. (4)若用L 表示金属丝的长度，d 表示直径，测得电阻为R ，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________．解析：(1)电池组电压是3 V ，流过金属丝的最大电流I m ＝Er ＋R x＝0.5 A ，故电流表选C ，电压表选D ；滑动变阻器选最大阻值小的，便于调节，故选F ；另外要选导线、开关．(2)因为R x R A ＝40，R VR x＝800，故电流表选择外接法，外接法测量值偏小．(3)根据螺旋测微器的读数规则知，读数是0.5 mm ＋40.0×0.01 mm ＝0.900 mm. (4)由于R ＝ρL S ＝ρ4L πd 2，解得ρ＝πRd 24L.答案：(1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4)πRd 24L3、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50 cm.(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所示，其读数应为____________mm(该值接近多次测量的平均值).(2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为：电池组(电动势3 V ，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 k Ω)、滑动变阻器R (0～20 Ω，额定电流2 A)、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：).x(3)如图丙所示是测量R x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．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第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R x＝____________Ω(保留2位有效数字).(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·mC．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 图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差答案：(1)0.397(0.395～0.399均正确) (2)甲 (3)如图(a)所示 (4)如图(b)所示 4.4(4.3～4.7) (5)C (6)CD解析：(1)螺旋测微器的读数原则为固定刻度＋可动刻度×分度值＝0＋39.7×0.01 mm ＝0.397 mm.(2)由记录数据知，若采用乙图限流电路，则当U ＝0.10 V ，I ＝0.020 A 时，滑动变阻器须串入的电阻约为145 Ω，大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω，所以实验中滑动变阻器R 应采用分压式连接，故他们采用甲图电路．(3)实物连接图见答案，连线时要注意： ①电压表的正、负接线柱不要接反；②滑动变阻器中滑片P 的位置应使最初R x 两端电压为零． (4)U －I 图线见答案．求出图线斜率即R x 的阻值． (5)R ＝ρL S ，则ρ＝S L ·R ＝π⎝⎛⎭⎫d 22LR ≈1.0×10－6 Ω·m.(6)系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密等因素造成的误差．偶然误差是人为、环境等偶然因素造成的误差．故读数引起的误差属偶然误差，而电表的内阻引起的误差是系统误差，A 、B 错误；把电表内阻计算在内，完善了实验方案，可消除这一因素引起的系统误差，C 正确；用多次测量求平均值的方法，可减小偶然误差，D 正确．4、(2018·河南郑州模拟)在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用的测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm 。

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 ΩB．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 ΩC．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩD．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩE．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 AF．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A①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。

(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)。

1测定电源的电动势和内阻（高考物理电学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某研究性学习小组利用电压表和电阻箱测量一组电池的电动势和内电阻同学们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω），灵敏电流计（满偏电流I g=100μA，内阻R g=100Ω），定值电阻R1（R1=1Ω），定值电阻R2（R2=59.9kΩ），变阻箱R（阻值范围0～9.9Ω可调），开关，导线若干。

同学们发现没有电压表，于是提出把G表改装成电压表（1）G表改装成电压表，应选择上面的某一电阻与G组合，改装后电压表量程为V（2）为了准确地测量出电源的电动势和内电阻，请在图1虚线框中把实验电路图补充完整并在对应的电阻旁边标上（R1、R2、R），变阻箱请补充完整变阻箱的符号（3）同学们根据电表G读数和变阻箱R读数，作出了图象如图2所示，已知图线的斜率为k，截距为b，则所测得电源的内电阻r=（用题目中所给的字母表示）（4）如图3所示为同学们找到某型号的小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个这样的灯泡和R0=19Ω的定值电阻串联起来接在上述电池上（已知测得的电动势E=6.0V，内阻r=1.0Ω），如图4，则每只灯泡消耗的实际功率为W（保留2位有效数字）。

2．要精确测量国产某手机的锂聚合物电池的电动势和内阻，给定了下列实验器材：A．待测电源（电动势约3.8V，内阻约1Ω）B．电流表A1（量程0.6A，内阻未知）C．电压表V1（量程15V，内阻r1=5kΩ）D．电压表V2（量程3V，内阻r2=3kΩ）E．定值电阻R1=500ΩF．定值电阻R2=1000Ω）G．滑动变阻器R（阻值范围0～20Ω）H．滑动变阻器R（阻值范围0～100Ω）I．开关及导线（1）该实验中电压表应选，定值电阻应选，为操作方便滑动变阻器应选。

（填选项前面的序号）（2）在方框中画出实验电路图。

（3）若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，测得多组数据后作出U﹣I图象，若图象的纵截距为b，斜率为绝对值为k，忽略电压表的分流作用，则电动势E=，电源内阻r=。

电学综合检测一、单项选择题1．（2015·金华十校高三模拟）如图所示，电源电动势为E＝16 V，内阻为r＝4 Ω，直流电动机内阻为1 Ω。

现调节滑动变阻器R使电源的输出功率最大，此时电动机的功率刚好为6 W，则此时滑动变阻器R的阻值和电动机的发热功率P为（）A．R＝3。

0 ΩP＝6 WB．R＝3。

0 ΩP＝4 WC．R＝2。

5 ΩP＝6 WD．R＝2。

5 ΩP＝4 W解析:选D。

因为电源的输出功率为P＝I（E－Ir)＝EI－rI2,当I ＝错误!＝2 A时电源的输出功率最大,又电动机两端的电压U M＝错误!＝3 V,则R＝错误!－r＝2.5 Ω，电动机的发热功率为P＝I2R M＝4 W．所以选项D正确．2．（2015·安徽合肥一模)图甲所示的电路中，电流表A1的指针指满刻度，电流表A2的指针指满刻度的错误!处，图乙中，A2的指针指满刻度，A1的指针指满刻度的13处，已知A1的电阻为0。

45 Ω，则A2的电阻为( ）A．0.1 ΩB．0。

15 ΩC．0。

3 ΩD．0。

6 Ω解析：选A。

设电流表A1、A2的满偏电流分别为I1、I2;由题意知，当电流表串联时：I1＝错误!I2当电流表并联时：I2R2＝错误!I1R1由于R1＝0。

45 Ω解得:R2＝0。

1 Ω.3。

（2015·高考海南卷）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0）的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子．在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距错误!l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力,则M∶m为（）A．3∶2 B．2∶1C．5∶2D．3∶1解析：选A.因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距错误!l 的平面，电荷量为q的粒子通过的位移为错误!l,电荷量为－q的粒子通过的位移为错误!l，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a1＝错误!、a2＝错误!，由运动学公式有错误!l＝错误!a1t2＝错误!t2①，错误!l＝错误!a2t2＝错误! t2②，错误!得错误!＝错误!.B、C、D错,A对．4。