江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：电学实验题

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江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：电学实验题

一、实验题
1．（2023·江苏南通·统考模拟预测）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为R0）、一个电流表（内阻为RA）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度，主要实验步骤如下：
（1）将器材按如图甲连接，已接入电路的导线（不含金属夹所在的导线）有一处错误，请在该导线上画“×”，并重新画出该导线的正确连接方式______。

（2）改变金属夹夹在电阻丝上的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据，整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，则该电池电动势可表示为E=______，内阻可表示为r=______。

（3）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。
①利用现有器材设计实验，在图丙方框中补全实验电路图（电阻丝用滑动变阻器符号表示）______。

②先将单刀双掷开关闭合到一端，记录电流表示数I0，再将单刀双掷开关闭合到另一端，调节接入电路的电阻丝长度，当______时，记录接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0。
③利用测出的r0=______，可得该电池的电动势和内阻。
2．（2023·江苏南京·统考二模）某同学用多用电表做了以下两个实验：
（1）用欧姆挡测量一电阻的阻值（约），进行了如图甲所示虚线框中A、B、C、D四个操作，正确的操作顺序是_________；其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处，该电阻的阻值为_________。

（2）欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为的电源、一个电流表、一个可变电阻和红表笔串联而成。为了测量多用电表欧姆挡在“×100”挡时的内部总电阻、电动势和黑表笔短接时多用电表中的电流，该同学设计了如图丙所示的电路。

①正确连线后，闭合开关，改变电阻箱的阻值，得到多组电流表的示数和电阻箱的，数据记录如下表：
请根据该同学在坐标纸上描绘的点画出图像_________；
R/Ω
1570
1140
920
550
300
110
I/mA
0.45
0.52
0.61
0.66
0.73
0.81
（mA-1）
2.22
1.2
1.64
1.52
1.37
1.23
②由图像计算欧姆表内电源的电动势_________V；
③若毫安表内阻，则红、黑表笔短接时多用电表中的电流_________mA。（以上结果均保留2位有效数字）

3．（2023·江苏淮安·统考三模）某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表V（量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（0~99.99Ω），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。设计的电路图如图所示，进行了如下操作：  

Ⅰ.将接到a，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下此时的电压表示数为2.00V，然后断开；
Ⅱ.保持电阻箱示数不变，将切换到b，闭合，记录此时电压表的读数（如图乙所示），然后断开。

请你解答下列问题：
（1）图甲所示电阻箱的读数甲丙为_______Ω，图乙所示的电压表读数为_______V。由此可算出电流表内阻的阻值为。
（2）在完成上述操作后，继续以下操作：将切换到，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为__________；由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r，其中________， _____（计算结果保留三位有效数字）。
4．（2023·江苏·模拟预测）小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。

（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到__________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将__________（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是__________。
A．接线柱bd间短路
B．接线柱de间断路
C．定值电阻断路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图2所示，示数为__________V。
（4）作出图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和R0表示）
（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是______。

5．（2023·江苏南通·统考一模）课外学习小组选择图甲所示的发光二极管用作电源指示灯，进行了如下实验。

（1）为了判断二极管的正负极，选择多用电表的同一欧姆挡进行测量，如图乙所示，可知二极管的__（选填“a”或“b”）端为正极。
（2）为研究二极管的特性，利用数字化信息系统（DIS）和电源（电压可调节）测得二极管两端的正向电压U和通过二极管电流I的多组数据，并在方格纸上描出了相关数据点，请在图丙中作出I-U图线______。

（3）根据I-U图线，二极管导通时，其正向电阻随两端电压增大而 _____（选填“增大”或“减小”）。
（4）根据资料信息，该类型二极管正常工作电流约为20mA．将该二极管与一个定值电阻串联作为6.0V电源的指示灯，现有三种阻值的定值电阻：①；②200Ω；③300Ω，应选用____（填写相应的序号）。
（5）选择（4）中合适的电阻与该二极管串联连接在6.0V电源两端时，该二极管消耗的功率约为_____W（结果保留两位有效数字）。
6．（2023·江苏·统考二模）某实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势4.50V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测量。
A．待测手机电池
B．电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）
C．电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）
D．电阻箱（阻值范围0~99.99Ω）
E.电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）
F.电阻箱（阻值范围0~9999Ω）
G.滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流0.2A）
H.滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，额定电流0.2A）
I.滑动变阻器（阻值范围0~1000Ω，额定电流0.2A）
J。开关，导线若干

（1）实验室所提供的电表的量程都不够大，需要进行改装才能使用。
①如果将电流表量程增大到原来的5倍，则应_________（填“串联”或者“并联”）一个阻值为_________Ω的电阻，将改装后的电流表记为；
②为将电压表的量程扩大为0~4.50V，小组成员采用了以下的操作：按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将开关接b，将的滑片移至_________（填“最上端”或“最下端”），将电阻箱调为零，闭合开关，保持开关断开，适当移动的滑片，使电压表示数为3.00V；保持接入电路中的阻值不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为_________V时，完成扩大量程，断开；
③小组成员按照乙所示的实验电路图完成了该实验。图中滑动变阻器应选_________，电阻箱应选_________。（均填写器材前面字母标号）
（2）用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱的阻值不变，开关接a，闭合、，从下到上移动的滑片，读出电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）的读数U和电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）的读数I，并作出U-I图像如图丙所示，可得该电池的电动势为_________V，内阻为_________Ω。（结果保留三位有效数字）
7．（2023·江苏淮安·模拟预测）电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。

根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③先将________，再将开关S2置于2处，调节R1、R2，并保持通过R1、R2的电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分别为R1′、R2′。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤①中，开始时滑动变阻器触头应处在最端___________（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，缺少的操作步骤是________；
（3）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1′、R2′满足的关系是____________（用题中所给物理量符号表示）；
（4）待测电源C的电动势E=_____________（用题中所给物理量符号表示）；
（5）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将___________（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
8．（2023·江苏徐州·统考一模）某同学测量一段粗细均匀金属丝的电阻率，器材如下：金属丝，电源（电动势3V、内阻不计），电流表（量程0~0.6A、内阻0.5Ω），电压表（量程0~3V、内阻约3kΩ），滑动变阻器（最大阻值15Ω），毫米刻度尺，开关S及导线若干。实验步骤如下：
（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，再用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值__________mm；

（2）为减小误差，应选用乙图中的__________（选填“a”或“b”）连接线路；
（3）实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丙所示的图像，可得金属丝的电阻__________，电阻率__________（结果均保留2位有效数字）；
（4）电路保持闭合，若测量时间较长，会使电阻率的测量结果__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

9．（2023·江苏·统考一模）小明同学通过实验探究多用电表欧姆挡的工作原理。
（1）小明同学利用自己所学物理知识，自制了一个欧姆表，他采用的内部等效电路图为甲图中的___________，表笔a为___________（选填“红”或“黑”）色。

（2）已知G表的满偏电流为，制作好欧姆表后，小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在________位置（选填“0刻度”、“满偏”），即完成欧姆调零。用此欧姆表粗测某电阻的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________（选填“”或“”）挡，并重新欧姆调零后进行测量。
（3）经欧姆调零后，小明同学打算测量此欧姆表的电动势和内阻，他找到5个规格相同的标准电阻，他将n个（，2，3，4，5）电阻串联后先后接在该欧姆表的红黑表笔之间，记下串联电阻的个数n和对应电流表的读数。根据所得数据做出图像，如图丙所示，可求得欧姆表中电源的电动势为________V，该欧姆表的内阻为________。（结果保留三位有效数字）

（4）小明同学发现该欧姆表使用一段时间后，电源电动势减少，内阻增加，但仍然能欧姆调零，结合上述分析，则调零后用该表测量的电阻的测量值________真实值。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
10．（2023·江苏·模拟预测）某同学用如图甲所示的实验电路，测量一量程为1mA电流计的内阻。

（1）按图甲中的实验电路图进行实物连接，将滑动变阻器的滑片置于B端，为定值电阻。闭合开关S，断开开关，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的读数为（指针偏转超过量程的三分之一），电流计满偏。
（2）闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为，电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二。读取此时电阻箱的阻值为。
（3）电流计的内阻______Ω。
（4）该实验测得电流计的阻值______真实值（选填“>”“”、“