新高考物理一轮复习小题多维练习第9章恒定电流第03练　电学实验基础（2份打包，原卷版+解析版）

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1．(2018·全国·历年真题)某同学用螺旋测微器测量一圆柱形金属工件的直径，测量结果如图所示，该工件的直径为 ．
【答案】均正确
【知识点】螺旋测微器
【解析】
【分析】
本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，明确螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
【解答】
螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为：。
故答案为：均正确
2．(2022·全国·历年真题)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源电动势，内阻很小，电流表量程，内阻约，微安表量程，内阻待测，约，滑动变阻器最大阻值，定值电阻阻值，开关，导线若干。
在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，由此计算出微安表内阻______。
【答案】
；
【知识点】实验：电阻的测量
【解析】解：为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动变阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示
某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，根据串并联电路规律和欧姆定律得
解得：。
故答案为：图见解析
根据伏安法测电阻原理进行变式和已知元件设计电路；
根据串并联电路规律和欧姆定律求微安表内阻。
本题考查微安表内阻测定，测定电表内阻通常有两种方法：半偏法和伏安法，本实验是通过伏安法测电表内阻，关键要设计电路测出微安表两端电压和流过电流。
3．(2022·安徽省·模拟题)有一根细长而均匀的金属管线，横截面积如图所示，外截面为正方形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积。步骤如下：
按照图电路图，将图实物图连接完成需要完成下列哪些选项的步骤______。
A.接
B.接
C.接
D.接
实验中，用游标卡尺测出金属管线的长度为；如图，用螺旋测微器测出金属管线外截面的边长为______。
根据所测数据，在坐标纸上描出了该金属管线的伏安关系图线，如图所示。由此图得出该金属管线的阻值为______保留位有效数字，此结果比真实值______。填“偏大”或“偏小”
用上述测量的物理量的符号，将金属管线内部空间横截面积表示为______。
【答案】
偏大
【知识点】电阻定律、游标卡尺、实验：测量金属丝的电阻率、螺旋测微器
【解析】解：由于滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器需要“两下一上”连接，故接线柱接；测量电路采用电流表的内接法，故接线柱接；故AB正确，CD错误；
螺旋测微器的固定刻度为，动刻度为，读数即金属管线外截面的边长为
根据欧姆定律可得：，将图线中的点代入可得该金属管线的阻值为：
由于测量电路采用电流表的内接法，电流表的测量值等于流过电阻电流的真实值，而由于电流表的分压作用，电压表的测量值大于电阻两端电压的真实值，根据欧姆定律，知电阻的测量值大于真实值；
根据电阻定律可得该金属管线的有效面积为：，故金属管线内部空间横截面积为
故答案为：，，，偏大；
滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器需要“两下一上”连接；
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
根据伏安特性曲线选择合适的点求得电阻，判断电流电压测量值与真实值比较可知误差结果；
结合电阻定律可求得横截面积。
本题考查了螺旋测微器的读数、实验器材连接、实验数据处理等问题，理解实验原理是解题的前提；要掌握常用器材的读数与使用方法，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。
4．(2022·河北省·单元测试)某同学描绘一种电子元件的关系图像，采用的实验电路图如图所示，为电压表，为电流表，为电源电动势约，为滑动变阻器最大阻值，为定值电阻，为开关。
请用笔画线代替导线，将图所示的实物电路连接完整。
调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如表：
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线。
根据作出的图线可知，该元件是______选填“线性”或“非线性”元件。
在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻，会导致的两个后果是______。
电压和电流的测量误差增大
可能因电流过大烧坏待测元件
滑动变阻器允许的调节范围变小
待测元件两端电压的可调节范围变小
【答案】
非线性

【知识点】实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】
【分析】
根据图所示电路图连接实物电路图。
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象。
图线想直线的是线性原件，图线不是直线的原件为非线性原件。
分压电路中接入串联电阻仪方面可以保护电表，另一方面可以增大滑动变阻器的调节范围。
本题考查了连接实物电路图、实验数据处理等问题；图象是直线的原件是线性原件，图象是曲线的原件是非线性原件；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法。
【解答】
根据图所示实验电路图连接是电路图，实物电路图如图所示。
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，如图所示。
由图示图像可知，图线是一条曲线，该元件是非线性元件。
由图所示电路图可知，定值电阻与待测元件、电流表串联，一方面可以避免应电流过大损坏电流表，另一方面可以增大滑动变阻器的调节范围，故选。
5．(2021·辽宁省·历年真题)某同学将一量程为的微安表改装成量程为的电压表。先将电阻箱与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源、滑动变阻器、定值电阻、开关和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。
微安表铭牌标示内阻为，据此计算的阻值应为___________。按照电路图连接电路，并将调为该阻值。
开关闭合前，的滑片应移动到___________端。
开关闭合后，调节的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是___________。填选项前的字母
A.、间断路 、间断路 、间短路
排除故障后，调节的滑片位置，当标准电压表的示数为时，微安表的示数为，此时需要___________填“增大”或“减小”的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。
【答案】
；；；减小。
【知识点】灵敏电流计改装成电压表
【解析】
【分析】
微安表改装成电压表需要串联一个分压电阻，根据串联分压的规律求解分压电阻的阻值；
从分压电路的特点要使电压最小的角度去分析；
从电表示数及变化情况结合电路结构分析故障的原因；
根据微安表的示数与量程关系，求解改装后的电压表量程即可，量程偏小是由于分压电阻偏小造成的，增大分压电阻即可。
本题考查了电流表的改装问题，把微安表改装成大量程的电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值，掌握基础知识是解题的前提与关键，根据题意应用基础知识即可解题。
【解答】
微安表的内阻，满偏电流，串联后改装为的电压表，所以满足，代入数据解得；
开关闭合前，将滑动变阻器的滑片移动到端，这样测量电路部分的分压为，便于检测改装后的电表；
开关闭合，调节滑动变阻器，电表示数变化不明显，说明分压电路未起作用，可能是、之间断路，整个电路变为限流线路，滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻，所以微安表示数变化不明显；若是、间断路，电路断开，微安表无示数。
故选A；
标准电压表的示数为，若改装电压表也为，此时微安表的示数为，但此时微安表示数为，说明的阻值偏大，所以应该减小的阻值。

1．(2021·福建省·历年真题)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为，材料未知。实验过程如下：
用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图所示。该电阻丝的直径为______。
对多用电表进行机械调零。
将多用电表的选择开关旋至______倍率的电阻挡填“”“”“”或“”。
将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图所示。该电阻丝的电阻值为______。
测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“”位置。
实验测得的该电阻丝电阻率为______结果保留位有效数字。
【答案】
；；；。
【知识点】多用电表、实验：测量金属丝的电阻率、螺旋测微器
【解析】
【分析】
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
欧姆表测电阻等于读数乘以倍率，根据欧姆表的使用原理分析解答；
根据欧姆定律和电阻定律变形后求电阻率。
解决该题的关键是掌握螺旋测微器和欧姆表测电阻的读数原理，掌握电压表和电流表的选择原则，掌握电阻定律的表达式。
【解答】
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以电阻丝的直径为；
使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在，而表盘中央刻度在左右，所以应选择倍率的电阻挡；
之间的分度值为，所以该电阻丝的电阻值为；
根据电阻定律有，解得该电阻丝的电阻率为。
2．(2022·四川省成都市·月考试卷)图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为，内阻为虚线方框内为换挡开关，端和端分别与两表笔相连。该多用电表有个挡位，个挡位为：直流电压挡和挡，直流电流挡和挡，欧姆挡。
图中的端与______填“红”或“黑”色表笔相连接。
关于的使用，下列说法正确的是______填正确答案标号。
A.在使用多用电表之前，调整使电表指针指在表盘左端电流“”位置
B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“”位置
C.使用电流挡时，调整使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
根据题给条件可得______，______。
某次测量时该多用电表指针位置如图所示。若此时端是与“”连接的，则多用电表读数为______；若此时端是与“”相连的，则读数为______；若此时端是与“”相连的，则读数为______。结果均保留为有效数字
【答案】黑 ， ，，
【知识点】实验：练习使用多用电表
【解析】
【分析】
本题考查了多用电表读数以及内部原理，要注意明确串并联电路的规律应用，同时掌握读数原则，对多用电表读数时，要先确定电表测的是什么量，然后根据选择开关位置确定电表分度值，最后根据指针位置读数；读数时视线要与电表刻度线垂直。
【解答】
根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”；
由电路图可知，只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要进行调节，故B正确；AC错误。
故选B；
直流电流档分为和，由图可知，当接时应为；根据串并联电路规律可知，；
总电阻
接时，为电压档，因串入的电阻较小，故应为量程的电压表；此时电流计与、并联后再与串联，即改装后的电流表与串联改装为电压表；
根据串联电路规律可知，；
若与连接，则量程为，读数为；
若与连接，则为欧姆挡，读数为；
若与连接，则量程为；故读数为。
故答案为；黑；；；；；；。
3．(2021·山西省太原市·同步练习)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻约为，电压表的内阻的为，电流表的内阻约为，测量电路中电流表的连接表的连接方式如图或图所示，结果由公式计算得出，式中与分别为电压表和电流表的示数。若将图和图中电路图测得的电阻值分别记为和，则________填“”或“”更接近待测电阻的真实值，且测量值_______填“大于”、“等于”或“小于”真实值，测量值__________填“大于”、“等于”或“小于”真实值。
【答案】 ；大于；小于
【知识点】电流表的内接法和外接法、伏安法测电阻
【解析】
【分析】
本题的关键是明确电流表内外接法的选择方法：当满足时，电流表应用外接法，根据串并联规律写出真实值表达式，比较可知，测量值小于真实值；当满足时，电流表应用内接法，根据串并联规律写出真实值表达式，比较可知，测量值大于真实值。
应明确：电流表内外接法的选择方法是：当满足时，电流表应用外接法，此时测量值小于真实值；当满足时，电流表应用内接法，此时测量值大于真实值。
【解答】
由于待测电阻满足，所以电流表应用内接法，即更接近真实值；
根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为，即测量值大于真实值；
采用外接法时，真实值应为：，即测量值小于真实值。
故答案为：；大于；小于。
4．(2021·安徽省·历年真题)小李在实验室测量一电阻的阻值。
因电表内阻未知，用如图所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关，将滑动变阻器的滑片移至合适位置。单刀双掷开关掷到，电压表的读数，电流表的示数如图所示，其读数 ______ ；将掷到，电压表和电流表的读数分别为，。由此可知应采用电流表______ 填“内”或“外”接法。
完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：
器材与连线如图所示，请画出对应的电路图；
先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图所示，则待测电阻 ______ 。此方法，______ 填“有”或“无”明显的实验误差，其理由是______ 。
【答案】
；外；
；；有；电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近。
【知识点】串联和并联电路的基本特点、实验：电阻的测量
【解析】
【解答】
如图所示，电流表使用的是的量程，分度值为，估读到与分度值相同位，故读数为
两次测量电压测量值绝对误差，
电流测量值绝对误差，
电压测量值相对误差，
电流测量值相对误差，
可见电流测量值相对误差小于电压测量值相对误差，为了减小系统误差应使电压的测量无系统误差，故采用外接法。
电路图如图
由闭合电路欧姆定律可知，使两次电流表读示数尽量相同，则两次电路的总电阻接近相等，可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值，由题图可知电阻箱的读数为，则，
此方法是有明显的实验误差的，电阻箱的最小分度为，与待测电阻约比较接近，在调节电阻箱的阻值时，使电流表的读数与前一次无法完全相同，即电阻的阻值无法调节到和待测电阻相同。
【分析】
由图电流表的示数得到电流的测量值，分别求出电压和电流的测量值的相对误差，根据使相对误差较大者不产生误差来确定内外接；
依据实物连接图画出电路图，注意单刀双掷开关的接法；由闭合电路欧姆定律分析两次测量存在的电阻阻值的关系；误差来自于在调节电阻箱时能否使电流与前一次相同，据此分析找到原因。
本实验考查了定值电阻的测量，包含用“试触法”确定伏安法测量电阻的内外接的问题，“等效法”测量电阻的误差分析。知道“试触法”需要利用比较相对误差来判断。

1． (2021·山西省太原市·同步练习)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______选填“““”或““，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
选择电阻丝的______选填“同一”或“不同”位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。
图甲中为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置。
为测量，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得组电压和电流的值，作出的关系图象如图所示。接着，将电压表改接在、两端，测得组电压和电流的值，数据见下表：
请根据表中的数据，在方格纸上作出图象。
由此，可求得电阻丝的______根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
【答案】
；不同；；；。
【知识点】实验：测量金属丝的电阻率
【解析】解：为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
为减小实验误差，选择电阻丝的不同位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。
根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
由图示电路图可知：，，则电阻丝阻值：；
故答案为：；不同；；；。
根据螺旋测微器结构明确进行微调的部位；
为减小实验误差要进行多次测量求平均值，根据题意分析答题；
根据图示电路图连接实物电路图；
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象；
根据电路图与图示图象应用串联电路特点与欧姆定律可以求出电阻丝阻值。
要掌握常用器材的使用方法、注意事项与读数方法；为减小实验误差要进行多次测量求平均值；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法。
2．(2022·辽宁省·历年真题)某同学要将一小量程电流表满偏电流为，内阻为改装成有两个量程的电流表，设计电路如图所示，其中定值电阻，。
当开关接端时，该电流表的量程为______；
当开关接端时，该电流表的量程比接在端时______填“大”或“小”；
该同学选用量程合适的电压表内阻未知和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______填“甲”或“乙”电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】 大 乙
【知识点】欧姆定律的内容、灵敏电流计改装成电压表
【解析】解：由图可知当接时，和串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为

此时和的电流为

所以总电流为

即量程为。
当开关接端时，由图可知和电流表串联再和并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在端时大。
图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
故答案为：；大；乙
根据欧姆定律结合电路构造分析出电表的量程；
根据电阻的变化结合电路构造分析出电流表量程的变化；
根据实验原理分析出实验误差的产生和消除。
本题主要考查了电表改装的相关知识，理解电路构造，根据欧姆定律和实验原理即可完成分析。
3．(2022·湖南省·历年真题)小梦同学自制了一个两挡位“”“”的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻最大阻值为，、、为定值电阻，电流计的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
短接，将单刀双掷开关与接通，电流计示数为保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计示数变为，则 填“大于”或“小于”
将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为 填“”或“”
若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点欧姆零点在电流计满偏刻度处时，调零电阻的滑片应该 调节填“向上”或“向下”
在“”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的取走，在间接入待测电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则 。
【答案】 大于 ； 向上；
【知识点】实验：练习使用多用电表、欧姆表的构造和原理
【解析】
【分析】
本题主要是考查欧姆表测电阻的原理，关键是弄清楚电路的连接情况和改装原理，能够根据闭合电路的欧姆定律进行解答。
开关由与接通变为与接通后，根据电阻的变化分析电流的变化；
倍率越大的挡位内电阻越大；
若从“”挡位换成“”挡位，总电阻增大，通过电流表的电流减小，根据电路连接情况分析滑动变阻器的移动情况；
根据闭合电路的欧姆定律结合间接入电阻的情况列方程求解。
【解答】
根据题意可知，所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻，电源电动势不变，根据可知；
当开关拨向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即；
从“”挡位换成“”挡位，即开关从拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计所在支路的电流，所以需要将的滑片向上调节；
在“”挡位，电路图结构简化如图
，
第一次，当短接，全电路的总电阻为，
通过干路的电流为，
电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知，
第二次，之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为，
电流表偏转了量程的，则，
结合第一次和第二次解得，
第三次，之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为，
电流表偏转了量程的，则，
结合第二次和第三次，解得。
4．(2022·浙江省·期中考试)某同学要将一量程为的微安表改装为量程为的电流表。该同学测得微安表内阻为，经计算后将一阻值为的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图所示电路对改装后的电表进行检测虚线框内是改装后的电表。
根据图和题给条件，将图中的实物连线。
当标准毫安表的示数为时，微安表的指针位置如图所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。填正确答案标号
A. B. C. D.
产生上述问题的原因可能是________。填正确答案标号
A. 微安表内阻测量错误，实际内阻大于
B. 微安表内阻测量错误，实际内阻小于
C. 值计算错误，接入的电阻偏小
D. 值计算错误，接入的电阻偏大
要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中________。
【答案】
(1)​​​​​​​ (2)C (3)AC (4)
【知识点】串联和并联电路的基本特点、利用双伏法测量电阻、测电阻其他特殊方法、电表的改装、等效替换法测电阻、利用双安法测量电阻、电流表的内接法和外接法、伏安法测电阻、光的衍射现象、滑动变阻器的接法、半偏法测电表的内阻、电路的简化和计算、电桥问题、桥式电路法测电阻、光发生明显衍射的条件
【解析】 将量程为的微安表改装成量程为的电流表，需要将定值电阻与微安表并联。实物连线如图所示。
串联电路中电流处处相等，毫安表示数为时，对应微安表的刻度为，根据比例关系得，当微安表指针到满量程时，毫安表的示数应为，即为改装后电表的量程。选项C正确。
根据得
出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于，或者并联的电阻计算错误，接入的电阻偏小。选项A、C正确。
若微安表的满偏电压为，则对并联的电阻有
解得。
知识目标
知识点
目标一
常用仪器的读数
目标二
电表改装
目标三
测量电路与控制电路的选择
目标四
实验器材的选取与实物图的连接
电压
电流