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备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十章恒定电流专题十四电学实验基础
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这是一份备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十章恒定电流专题十四电学实验基础，共8页。
1.如图甲、乙所示为由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组装成的电表的电路图，下列说法正确的是（ A ）
A.图甲是电流表的电路图，R增大时，量程减小
B.图甲是电压表的电路图，R增大时，量程增大
C.图乙是电流表的电路图，R增大时，量程增大
D.图乙是电压表的电路图，R增大时，量程减小
解析 图甲中表头与电阻箱并联，则甲是电流表的电路图，R增大时，电流表量程减小，R减小时，电流表量程增大，故A正确，B错误；图乙中表头与电阻箱串联，乙是电压表的电路图，R增大时，电压表量程增大，R减小时，电压表量程减小，故C、D错误.
2.[多选]把两个相同的小量程电流表分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2.若把A1、A2分别采用并联和串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，有关电表的示数和指针偏转角度，下列说法正确的是（ BC ）
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数相同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
解析 两电流表并联时电路如图1所示，根据并联电路的特点可知两表头两端的电压相同，通过两表头的电流相同，故两表的指针偏角相同，量程大的读数大，故A错误，B正确；两电流表串联时电路如图2所示，根据串联电路的特点可知两电流表的示数相同，量程大的指针偏角小，故C正确，D错误.
图1 图2
3.如图所示，M、N间电压恒定，当开关S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当开关S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，可以推断（ D ）
A.Rx的真实值更接近50Ω，比50Ω略大
B.Rx的真实值更接近50Ω，比50Ω略小
C.Rx的真实值更接近80Ω，比80Ω略大
D.Rx的真实值更接近80Ω，比80Ω略小
解析 由题意可知，开关S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则电压表的示数变化率ΔUU1＝12－1010＝15，而电流表的示数变化率为ΔII1＝0.2－0.150.2＝14，电流表的示数变化率较大，说明电压表分流较多，要减小误差必须用电流表内接法，即开关S合向b，则电阻较准确的测量值Rx＝U2I2＝120.15Ω＝80Ω.开关S合在b点时，电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大，即真实值小于80Ω.故D正确.
4.（1）用螺旋测微器测量某金属丝直径时的示数如图甲所示，则金属丝的直径为 0.680 mm.用游标卡尺可以测量某些工件的外径，某次测量时示数如图乙所示，则读数为 29.8 mm.
（2）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率.用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ＝ πd2U4Il .
（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，选用了如下实验器材：
A.直流电源：电动势约4.5V，内阻不计；
B.电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；
C.电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；
D.滑动变阻器R：最大阻值为10Ω；
E.开关、导线等.
在以下可供选择的实验电路中，应该选图 丙 （选填“丙”或“丁”），选择的接法为电流表 外 （选填“内”或“外”）接法，此接法测得的电阻值将 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值.
,
（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线.在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在 最左 （选填“最左”或“最右”）端.
解析 （1）根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径为0.5mm＋18.0×0.01mm＝0.680mm.根据游标卡尺的读数规则，游标卡尺的读数为29mm＋0.1×8mm＝29.8mm.
（2）金属丝的电阻为R＝UI，根据R＝ρlS得ρ＝RSl＝UIlπ（d2）2＝πd2U4Il.
（3）电压表的内阻远大于金属丝的电阻，则应选用电流表外接法即图丙.因为电压表的分流使得电流的测量值偏大，则电阻测量值小于真实值.
（4）根据电路图连接实物图，如图所示.
在闭合开关S前，为保护电路安全，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，则滑动变阻器的滑片应置在最左端.
5.[2022浙江6月]探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P从A移到B的过程中，负载电阻R两端的电压变化.
图1
（1）图2为实验器材部分连线图，还需要 af、fd、ce （选填“af”“bf”“fd”“fc”“ce”或“cg”）连线（多选）.
图2
（2）图3所示电压表的示数为 1.50（1.48～1.52均可） V.
图3
（3）已知滑动变阻器的最大阻值R0＝10Ω，额定电流I＝1.0A.选择负载电阻R＝10Ω，以R两端电压U为纵轴，xL为横轴（x为AP的长度，L为AB的长度），得到U－xL分压特性曲线为图4中的“Ⅰ”；当R＝100Ω，分压特性曲线对应图4中的 Ⅱ （选填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 R0＜R .
图4
解析 （1）由电路图可知，应将电压表并联在电阻箱两端，又由图2可知电源是两节干电池，因此电压表的量程应选择3V，即连接af；由于滑动变阻器采用分压接法，因此滑动变阻器的接线柱c与电源的接线柱e相连，即连接ce；电阻箱的接线柱f应连接在滑动变阻器上侧的一个接线柱上，即连接fd.
（2）由图3可知电压表的读数为1.50V.
（3）在x相同的条件下，电阻箱的阻值越大，电阻箱与滑动变阻器AP部分并联的电阻值越接近AP部分的阻值，电压表的示数越大，因此当R＝100Ω时，分压特性曲线对应图4中的Ⅱ.由以上分析可知滑动变阻器的最大阻值越小，图线越接近直线，因此选择的依据为R0＜R.
6.[2022北京]物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等.
（1）用电压表（内阻约为3kΩ）和电流表（内阻约为0.1Ω）测量一个电阻Rx的阻值（约为5Ω）.要求尽量减小实验误差，则应该选择的测量电路是图1中的 甲 （选填“甲”或“乙”）.
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样.用它测量约20kΩ的电阻的阻值，下列实验步骤的正确顺序为 ADCB （填各实验步骤前的字母）.
A.将选择开关置于“×1k”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图.某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数.为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数.若电路中仅有一处故障，则为 C （填选项前的字母）.
A.导线ab断路B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路D.滑动变阻器短路
解析 （1）因为待测电阻约为5Ω，而Rx＜RV·RA＝103Ω，故为了减小误差应该采用电流表外接法，即选用甲.
（2）用多用电表测电阻时应该先选择合适的挡位，根据题意选择“×1k”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“OFF”挡，故顺序为ADCB.
（3）闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路；电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中.试触b、c时依然是这个情况说明a、c间是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在c、d之间某处发生了断路.故选C.
7.[2024湖南怀化三中开学考]某物理兴趣小组欲将电流表A1改装成量程为15V的电压表.小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表A1的内阻，提供的实验器材有：
A.电流表A1（量程为1mA，内阻约为290Ω）；
B.电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为200Ω）；
C.定值电阻（阻值为600Ω）；
D.定值电阻（阻值为60Ω）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干.
（1）图甲中的电阻R0应选用 C （选填“C”或“D”）.
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线.
图乙 图丙
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组A1的示数I1和A2的示数I2，将对应的数据在I2－I1坐标系中描点，作出I2－I1图像如图丙所示，A1的内阻为 300 Ω（结果保留3位有效数字）.
（4）给A1串联一个阻值为 14.7 kΩ（结果保留3位有效数字）的定值电阻，可将A1改装成量程为15V的电压表V.
（5）用标准电压表V0与V并联进行校准.当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA，则V的实际量程为 15.5 V（结果保留3位有效数字）.
解析 （1）当电流表A1、A2同时满偏时，A1并联的电阻约为R'0＝IA1RA1IA2－IA1＝1×10－3×2901.5×10－3－1×10－3Ω＝580Ω，图甲中的电阻R0应选用C.
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示.
（3）根据欧姆定律和串并联电路特点有I2＝I1＋I1RA1R0，整理得I2＝R0＋RA1R0I1，根据图像可得R0＋RA1R0＝1.51.0，代入数据解得RA1＝300Ω.
（4）将A1改装成量程为15V的电压表，需要串联的电阻为R1＝UV－IA1RA1IA1＝15－1×10－3×3001×10－3Ω＝14700Ω＝14.7kΩ.
（5）当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA，则V的内阻为RV＝×10－3Ω＝15500Ω，V的实际量程为UV真＝RV·IA1＝15500×1×10－3V＝15.5V.
1.如图甲、乙所示为由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组装成的电表的电路图，下列说法正确的是（ A ）
A.图甲是电流表的电路图，R增大时，量程减小
B.图甲是电压表的电路图，R增大时，量程增大
C.图乙是电流表的电路图，R增大时，量程增大
D.图乙是电压表的电路图，R增大时，量程减小
解析 图甲中表头与电阻箱并联，则甲是电流表的电路图，R增大时，电流表量程减小，R减小时，电流表量程增大，故A正确，B错误；图乙中表头与电阻箱串联，乙是电压表的电路图，R增大时，电压表量程增大，R减小时，电压表量程减小，故C、D错误.
2.[多选]把两个相同的小量程电流表分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2.若把A1、A2分别采用并联和串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，有关电表的示数和指针偏转角度，下列说法正确的是（ BC ）
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数相同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
解析 两电流表并联时电路如图1所示，根据并联电路的特点可知两表头两端的电压相同，通过两表头的电流相同，故两表的指针偏角相同，量程大的读数大，故A错误，B正确；两电流表串联时电路如图2所示，根据串联电路的特点可知两电流表的示数相同，量程大的指针偏角小，故C正确，D错误.
图1 图2
3.如图所示，M、N间电压恒定，当开关S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当开关S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，可以推断（ D ）
A.Rx的真实值更接近50Ω，比50Ω略大
B.Rx的真实值更接近50Ω，比50Ω略小
C.Rx的真实值更接近80Ω，比80Ω略大
D.Rx的真实值更接近80Ω，比80Ω略小
解析 由题意可知，开关S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则电压表的示数变化率ΔUU1＝12－1010＝15，而电流表的示数变化率为ΔII1＝0.2－0.150.2＝14，电流表的示数变化率较大，说明电压表分流较多，要减小误差必须用电流表内接法，即开关S合向b，则电阻较准确的测量值Rx＝U2I2＝120.15Ω＝80Ω.开关S合在b点时，电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大，即真实值小于80Ω.故D正确.
4.（1）用螺旋测微器测量某金属丝直径时的示数如图甲所示，则金属丝的直径为 0.680 mm.用游标卡尺可以测量某些工件的外径，某次测量时示数如图乙所示，则读数为 29.8 mm.
（2）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率.用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ＝ πd2U4Il .
（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，选用了如下实验器材：
A.直流电源：电动势约4.5V，内阻不计；
B.电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；
C.电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；
D.滑动变阻器R：最大阻值为10Ω；
E.开关、导线等.
在以下可供选择的实验电路中，应该选图 丙 （选填“丙”或“丁”），选择的接法为电流表 外 （选填“内”或“外”）接法，此接法测得的电阻值将 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值.
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（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线.在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在 最左 （选填“最左”或“最右”）端.
解析 （1）根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径为0.5mm＋18.0×0.01mm＝0.680mm.根据游标卡尺的读数规则，游标卡尺的读数为29mm＋0.1×8mm＝29.8mm.
（2）金属丝的电阻为R＝UI，根据R＝ρlS得ρ＝RSl＝UIlπ（d2）2＝πd2U4Il.
（3）电压表的内阻远大于金属丝的电阻，则应选用电流表外接法即图丙.因为电压表的分流使得电流的测量值偏大，则电阻测量值小于真实值.
（4）根据电路图连接实物图，如图所示.
在闭合开关S前，为保护电路安全，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，则滑动变阻器的滑片应置在最左端.
5.[2022浙江6月]探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P从A移到B的过程中，负载电阻R两端的电压变化.
图1
（1）图2为实验器材部分连线图，还需要 af、fd、ce （选填“af”“bf”“fd”“fc”“ce”或“cg”）连线（多选）.
图2
（2）图3所示电压表的示数为 1.50（1.48～1.52均可） V.
图3
（3）已知滑动变阻器的最大阻值R0＝10Ω，额定电流I＝1.0A.选择负载电阻R＝10Ω，以R两端电压U为纵轴，xL为横轴（x为AP的长度，L为AB的长度），得到U－xL分压特性曲线为图4中的“Ⅰ”；当R＝100Ω，分压特性曲线对应图4中的 Ⅱ （选填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 R0＜R .
图4
解析 （1）由电路图可知，应将电压表并联在电阻箱两端，又由图2可知电源是两节干电池，因此电压表的量程应选择3V，即连接af；由于滑动变阻器采用分压接法，因此滑动变阻器的接线柱c与电源的接线柱e相连，即连接ce；电阻箱的接线柱f应连接在滑动变阻器上侧的一个接线柱上，即连接fd.
（2）由图3可知电压表的读数为1.50V.
（3）在x相同的条件下，电阻箱的阻值越大，电阻箱与滑动变阻器AP部分并联的电阻值越接近AP部分的阻值，电压表的示数越大，因此当R＝100Ω时，分压特性曲线对应图4中的Ⅱ.由以上分析可知滑动变阻器的最大阻值越小，图线越接近直线，因此选择的依据为R0＜R.
6.[2022北京]物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等.
（1）用电压表（内阻约为3kΩ）和电流表（内阻约为0.1Ω）测量一个电阻Rx的阻值（约为5Ω）.要求尽量减小实验误差，则应该选择的测量电路是图1中的 甲 （选填“甲”或“乙”）.
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样.用它测量约20kΩ的电阻的阻值，下列实验步骤的正确顺序为 ADCB （填各实验步骤前的字母）.
A.将选择开关置于“×1k”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图.某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数.为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数.若电路中仅有一处故障，则为 C （填选项前的字母）.
A.导线ab断路B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路D.滑动变阻器短路
解析 （1）因为待测电阻约为5Ω，而Rx＜RV·RA＝103Ω，故为了减小误差应该采用电流表外接法，即选用甲.
（2）用多用电表测电阻时应该先选择合适的挡位，根据题意选择“×1k”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“OFF”挡，故顺序为ADCB.
（3）闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路；电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中.试触b、c时依然是这个情况说明a、c间是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在c、d之间某处发生了断路.故选C.
7.[2024湖南怀化三中开学考]某物理兴趣小组欲将电流表A1改装成量程为15V的电压表.小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表A1的内阻，提供的实验器材有：
A.电流表A1（量程为1mA，内阻约为290Ω）；
B.电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为200Ω）；
C.定值电阻（阻值为600Ω）；
D.定值电阻（阻值为60Ω）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干.
（1）图甲中的电阻R0应选用 C （选填“C”或“D”）.
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线.
图乙 图丙
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组A1的示数I1和A2的示数I2，将对应的数据在I2－I1坐标系中描点，作出I2－I1图像如图丙所示，A1的内阻为 300 Ω（结果保留3位有效数字）.
（4）给A1串联一个阻值为 14.7 kΩ（结果保留3位有效数字）的定值电阻，可将A1改装成量程为15V的电压表V.
（5）用标准电压表V0与V并联进行校准.当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA，则V的实际量程为 15.5 V（结果保留3位有效数字）.
解析 （1）当电流表A1、A2同时满偏时，A1并联的电阻约为R'0＝IA1RA1IA2－IA1＝1×10－3×2901.5×10－3－1×10－3Ω＝580Ω，图甲中的电阻R0应选用C.
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示.
（3）根据欧姆定律和串并联电路特点有I2＝I1＋I1RA1R0，整理得I2＝R0＋RA1R0I1，根据图像可得R0＋RA1R0＝1.51.0，代入数据解得RA1＝300Ω.
（4）将A1改装成量程为15V的电压表，需要串联的电阻为R1＝UV－IA1RA1IA1＝15－1×10－3×3001×10－3Ω＝14700Ω＝14.7kΩ.
（5）当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA，则V的内阻为RV＝×10－3Ω＝15500Ω，V的实际量程为UV真＝RV·IA1＝15500×1×10－3V＝15.5V.
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