新教材2024届高考物理二轮复习分层练专题六物理实验考点二电学实验含答案

这是一份新教材2024届高考物理二轮复习分层练专题六物理实验考点二电学实验含答案，共30页。试卷主要包含了2Ω，00V，内阻约4000Ω)，0×0，5V/m，27等内容，欢迎下载使用。

(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压．检测时，红表笔应该与电池的________(填“正极”或“负极”)接触．
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示．先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化．电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是________．(填正确答案标号)
A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定
B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定
C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况．两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为________(填“R1”或“R2”)时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的________(填“电压”或“电荷量”).
2．[2023·全国甲卷]某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω.实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择．
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)
(2)若选择另一个电路图进行实验，用实线画出实验中应得到的I­U关系曲线的示意图．
3．[2023·浙江6月卷]在“测量干电池的电动势和内阻”实验中

(1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到________(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上．正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V.
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U­I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω.(计算结果均保留两位小数)
4．[2023·江苏卷]小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池(电动势约1.5V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ；量程0～15V，内阻约15kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50Ω)1个；定值电阻(阻值50Ω)21个；开关1个及导线若干．实验电路如图1所示．
(1)电压表量程应选用________(选填“3 V”或“15 V”).
(2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全).先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”或“D”)连接，再闭合开关，开始实验．
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如图3所示，其示数为________V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图4中实线所示．
(4)在图1所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为R1，定值电阻的总阻值为R2，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝________(用E、R1、R2、R表示)，据此作出U­R理论图线如图4中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小．
(5)分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由________''''．
5．[2023·全国乙卷]一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率．现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干．图(a)是学生设计的实验电路原理图．完成下列填空：
(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S
(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2.由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝________．(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：
(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω.
(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm.用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝________mm.多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等．
(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝________×10－7Ω·m.(保留2位有效数字)
6．[2023·湖南卷]某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图(a)所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器(内阻无穷大).
(1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图(b)所示，对应的读数是________Ω；
(2)适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为________(用R1、R2、R3表示)；
(3)依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小)，读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
根据表中数据在图(c)上描点，绘制U­m关系图线；
(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是________N(重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字)；
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1________F0(填“>”“＝”或“F0.
答案：(1)1000 (2)eq \f(R1R3,R2) (3)
(4)1.7×10－2 (5)>
7．解析：(1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离．
(2)根据电阻定律有R＝ρeq \f(L,a2)
再根据欧姆定律有R＝eq \f(U,I)
联立有U＝eq \f(ρI,a2)L
则ρ＝eq \f(ka2,I)
(3)根据图像可知k＝6.5V/m
则根据(2)代入数据有ρ＝6.5×10－5Ω·m
答案： (1)乙 (2)eq \f(ka2,I) (3)6.5×10－5
8．解析：(1)由图乙可知d＝0.5mm＋22.3×0.01mm＝0.723mm.
(3)根据闭合电路欧姆定律I＝eq \f(E,r＋R0＋Rx)，推导得eq \f(1,I)＝eq \f(r＋R0,E)＋eq \f(Rx,E)，根据电阻定律Rx＝ρeq \f(l,S)，电阻丝ab的横截面积S＝eq \f(πd2,4)，联立解得eq \f(1,I)＝eq \f(r＋R0,E)＋eq \f(4ρ,πEd2)l，结合图像判断，以eq \f(1,I)为纵轴．
(4)根据(3)得到的关系，图像的斜率k＝eq \f(4ρ,πEd2)，解得ρ＝eq \f(kπEd2,4).纵轴截距为b＝eq \f(r＋R0,E)，解得r＝bE－R0.
(5)不考虑电流表的影响时，有I＝eq \f(E,r＋R0＋Rx)，考虑电流表的影响时，有I实＝eq \f(E,r＋rA＋R0＋Rx)，整理可得eq \f(1,I实)＝eq \f(r＋rA＋R0,E)＋eq \f(4ρ,πEd2)l，对比分析知测量电源内阻r包括电源电阻和电流表内阻两部分，会影响电源内阻的测量，而电流表内阻不会影响到Rx的测量，不会影响电阻率的测量值．
答案：(1)0.723(0.722～0.725均可) (3)eq \f(1,I) (4)eq \f(kπEd2,4) bE－R0 (5)不会 会
9．解析：(1)在该实验中，闭合开关S，当微安表G1偏转到满刻度时，电路中总电阻R总＝eq \f(E,Ig1)＝eq \f(9,300×10－6)Ω＝30kΩ，为了确保微安表的安全，则变阻器1应该选择阻值较大的滑动变阻器，即选择D；该实验的实验原理是采用安安法测电阻，即通过两个电流表测量出通过变阻器2的电流，然后利用变阻器2求出并联部分的电压，从而求出微安表G的内阻，可知变阻器2的阻值必须能够确定，即变阻器2必须要用电阻箱，故变阻器2应该选择E.
(2)根据上述可知rg＝eq \f(（I1－I2）R,I2).实验时，除了微安表G1的示数I1和微安表G的示数I2，还需要记录的数据是变阻器2的阻值R，且待测微安表的内阻为rg＝eq \f(（I1－I2）R,I2).
(3)当接线柱1、3接入电路时，电流表G与R1并联后再与R2串联，根据串并联电路规律可知，干路电流I＝Ig＋eq \f(Igrg,R1)，则改装后电压表的量程U＝Igrg＋IR2＝Igrg＋(Ig＋eq \f(Igrg,R1))R2.
答案：(1)D E (2)变阻器2的阻值R eq \f(（I1－I2）R,I2) (3)Igrg＋(Ig＋eq \f(Igrg,R1))R2
10．解析：(1)电流表量程增加到原来的5倍，则量程变为0～500mA，由改装电表知识可知R3(500mA－Ig)＝IgRg，解得R3＝eq \f(IgRg,500mA－Ig)＝0.25Ω.由图乙可知，S2接b，电压表支路与R1上端并联，接通电路前要保证其分压为0，故滑片应移至最上端；电压表示数为3.00V且保持R1接入电路中的阻值不变时，电压表和R2电压之和可认为始终等于3.00V，当电压表示数为2.00V时，说明R2两端电压为1.00V，由串联电路电压分配原理可得，此时R2的电阻为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大为1.5倍，即0～4.50V．滑动变阻器阻值过大，不方便调节，G滑动变阻器即使取最大阻值接入电路，也会超过其额定电流，故选H.由实验步骤可知电压表要扩大量程为0～4.50V，则串联的电阻箱R2的阻值应调节为电压表内阻的eq \f(1,2)，即电阻箱R2的阻值要能够调到2000Ω，故选择F.
(2)根据闭合电路欧姆定律可知E＝1.5U＋5I(r＋rA)，其中rA＝eq \f(0.25×1,0.25＋1)Ω＝0.2Ω，整理得U＝eq \f(2,3)E－eq \f(10r＋2,3)I，对照图像可得eq \f(2,3)E＝2.8V，－eq \f(10r＋2,3)＝eq \f(2.24－2.8,0.08－0)Ω，解得E＝4.20V，r＝1.90Ω.
答案：(1)0.25 2.00 H F (2)4.20 1.90
11．解析：(1)实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定电路中是否产生感应电流．(2)题图甲所示电路是闭合电路，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流；题图丙所示电路是断开的，灵敏电流计的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流．由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合．要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这两次实验就要一次实验导体在磁场中做切割磁感线运动，一次实验导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此比较可以确定要选用图甲和图乙．(3)在题图甲中，电路是闭合的，若导体不动，磁铁运动，利用运动和静止的相对性可以确定，导体也做切割磁感线运动，具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有电流产生．
答案：(1)灵敏电流计的指针是否偏转 (2)闭合 甲和乙 (3)有
12．解析：(1)实验需要提供交流电源，干电池只能提供直流电源，所以电源应选学生电源．实验中要测量的是交流电压，故不能选直流电压表，只能选用多用电表，用多用电表的交流电压挡测量电压．
(2)电压量程为0～10V交流电压挡，测交流电压应读多用电表中间一行，故读数为7.8V．则此次实验中U1∶U2＝1∶1.95.
(3)根据实验数据可得，在误差允许的范围内，理想变压器的原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比．
(4)原线圈输入电压大小不会影响电压比和匝数比，故A错误；变压器的铁芯漏磁使得能量损耗，从而导致电压比与匝数比有差别，故B正确；变压器的铁芯产生涡流使得能量损耗，从而会导致电压比与匝数比有差别，故C正确．
答案：(1)B D (2)7.8 1∶1.95 (3)在误差允许的范围内，理想变压器的原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比 (4)BC
13．解析：(1)根据电磁感应，A线圈必须与电源连接，该电流激发出原磁场，B线圈与灵敏电流计连接，形成新回路，实物连接如图所示
(2)闭合电键的瞬间，观察到电流表G的指针向右偏转，表明穿过线圈B的磁通量增大时，电流表G的指针向右偏转．当增强可调光源强度时，光敏电阻阻值减小，电流增大，则穿过线圈B的磁通量增大时，电流表G的指针向右偏转．
(3)由于地磁场沿南北方向，只有电线与磁场垂直，即电线位于东西方向时，摇动这条电线时，发电的可能性比较大，可知两个同学应该沿东西站立．
答案：(1)实物图连线见解析 (2)右 (3)东西
14．解析：(1)根据游标卡尺的读数规则有0.5cm＋2×0.1mm＝0.52cm.
(2)变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，A正确；为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确．
(3)①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
②电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低．
答案：(1)0.52 (2)ABD (3)①变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 ②有漏磁、铁芯发热、导线发热等
15．解析：(1)使用欧姆表测电阻需要将外电源断开，否则外部电源会影响欧姆表读数甚至使电表损坏；欧姆表此时分度值为1Ω，故读数为5.0Ω；
(2)电压表此时分度值为0.05V，本位估读，读数1.40V，近似为电源电动势；C、E两点间存在电压，说明CE以外均完好，CE之间某处断路，C、D两点间无电压，说明DE断路，C正确．
答案：(1)断开开关 5.0 (2)1.40 C
16.
解析：(1)通过电流表指针的左右偏转观察电流方向，故应选择a.
(2)如图所示
(3)开关S接1后，电源给电容器充电，开始电流较大，随着极板带电量增多，电流逐渐减小，最后为0，所以小灯泡L突然变亮，然后逐渐变暗，直到熄灭，C正确．
(4)开关S接2之后电容器放电，两极板电势差逐渐减小到0，所以电压表示数逐渐减小到0.
(5)图乙中电容器的电容为3300μF，当电容器的电压为10V时其带电量为Q＝CU＝3300×10－6×10＝0.033C.
答案：(1)a (2)连线见解析 (3)C (4)逐渐减小 (5)3300 0.033
17.
解析：(1)电路中的电流约为I＝eq \f(3V,1.8kΩ)＝1.67mA，所以电流表应选用A2.
(2)电路如图所示
(3)为保证电路安全，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片移至a端．
(4)根据题图丙可知，压敏电阻的Rx­F图线过点(44.0N，1.28kΩ)，因此当压敏电阻所受的压力大小为44.0N时，压敏电阻的阻值为1.28kΩ.
(5)若考虑电流表A的内阻，则根据题图甲电路有R0＋RA＝eq \f(U,I)＝R测，因此R测>R0.
答案：(1)E (2)图见解析 (3)a (4)44.0(43.8～44.2均可) (5)大于
18．解析：(1)待测电池的最大电流为I＝eq \f(E,r)＝1.5mA，实验中电流表应选A1.
(2)因为电池内阻比电流表内阻大得多且电流表内阻已知，所以采用电路如图所示
(3)根据表格数据画出图像如图所示
根据图像，电池的电动势约为E＝1.15V，
电池的内阻约为r＝eq \f(1.15－0.2,（1.2－0）×10－3)Ω－25Ω＝767Ω.
(4)滑动变阻器选错了，应该选用0～5kΩ的，实际选了0～50Ω；因为，如果选择0～50Ω的滑动变阻器，滑动变阻器的阻值比电池内阻小得多，回路总电阻变化较小，所以电流表和电压表的示数变化都不大．
答案：(1)A1 (2)图见解析 (3)图像见解析 1.15 767 (4)滑动变阻器选错了，应该选用0～5kΩ的，实际选了0～50Ω
19．解析：(1)由图乙电阻箱接入电路的电阻阻值为R1＝0×1000Ω＋4×100Ω＋5×10Ω＋5×1Ω＝455Ω，根据欧姆定律I＝eq \f(U,Rg＋R1)，解得Rg＝45Ω.
(2)灵敏电流计改装后的量程为IA＝60mA，IA＝Im＋eq \f(ImRg,R1)，代入数据解得R1＝9Ω.
(3)改装后的电流表A的内阻为RA＝eq \f(RgR1,Rg＋R1)＝7.5Ω，由图丙可知，当温度为50℃时，热敏电阻阻值Rt1＝10Ω，由图丁根据闭合电路欧姆定律有E＝IA(RA＋Rt1＋R0)，解得R0＝7.5Ω，原电流计指示5mA时，则电流表A的示数为I2＝6×5mA＝30mA，由E＝I2(RA＋Rt2＋R0)，解得Rt2＝35Ω，由图丙知此时的温度为30℃．
答案：(1)45 (2)9 (3)7.5 30
20．解析：(1)根据两块电流表的量程，可知定值电阻应该选择阻值与电流表G1内阻相差不多的，以保证电流表的安全和测量的准确性，故选R1.由电路图可知，滑动变阻器采用的是分压式接法．应该选用阻值小的滑动变阻器，故选R4.
(2)为了安全和保护仪器不被烧坏，开关S闭合之前，应该移动滑片，使分压电路输出电压最小，即将滑片移动到左端．
(4)根据分流原理，有(I2－I1)R1＝I1r1，整理得I2＝eq \f(R1＋r1,R1)I1，依题意图像斜率为k，则有r1＝(k－1)R1.
答案：(1)R1 R4 (2)左 (4)r1＝(k－1)R1
21．解析：(2)由表盘可知欧姆表中刻度值是40，所以选欧姆档时其电表总内阻为r′内＝40×10Ω，因为欧姆调零时含了电阻箱的130Ω，而r′内＝r内＋130Ω，所以r内＝270Ω.由图乙，B表笔接电流表的负接线柱，所以电流从B表笔流入多用电表，所以B表笔是红表笔，A表笔是黑表笔，如图乙，闭合开关时，由闭合电路欧姆定律，有E＝I0(r内＋RA＋R).
(3)因为表头电流大小与指针偏角成正比，设每一小格刻度对应的表头电流为I0，当指针满偏时Im＝NI0，拆掉电流表，测量时由闭合电路欧姆定律，有E＝nI0(r内＋R)，变形得到eq \f(1,n)＝eq \f(Im,NE)R＋eq \f(Im,NE)r内，在eq \f(1,n)­R图像中，斜率k＝eq \f(Im,NE)，截距b＝eq \f(Im,NE)r内，解得E＝eq \f(Im,kN)，r内＝eq \f(b,k).
答案：(2)270 黑 I0(r内＋RA＋R) (3)eq \f(Im,kN) eq \f(b,k)
U1(mV)
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
U2(mV)
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量m/g
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压U/mV
0
57
115
168
220
280
实验次数
1
2
3
4
U1/V
2
4
6
8
U2/V
3.9
11.8
5.7
eq \f(U1,U2)
1∶1.95
1∶1.97
1∶1.96
原线圈匝数
n1(匝)
副线圈匝数
n2(匝)
输入电压
U1(V)
输出电压
U2(V)
100
200
4.32
8.27
100
800
4.32
33.90
400
800
4.33
8.26
400
1600
4.33
16.52
U/V
1.00
0.85
0.68
0.52
0.36
I/mA
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00