高考物理二轮复习精讲精练专题16 电学实验（3份打包，原卷版+解析版）

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1．在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与________（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与___________（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过 SKIPIF 1 < 0 图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流 SKIPIF 1 < 0 的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出 SKIPIF 1 < 0 图像如图3所示。
则 SKIPIF 1 < 0 图像斜率 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 。若要把该表头G改装成量程为 SKIPIF 1 < 0 的电流表，需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
2．某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径d，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度L及电阻率 SKIPIF 1 < 0 。
（1）用螺旋测微器测元件的外径D。
（2）用多用电表测出其阻值，多用电表的“Ω”挡有“ SKIPIF 1 < 0 ”、“ SKIPIF 1 < 0 ”、“ SKIPIF 1 < 0 ”和“ SKIPIF 1 < 0 ”四挡，选用“ SKIPIF 1 < 0 ”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图乙所示，则该元件的电阻为___________Ω。
（3）为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：
A．电流表 SKIPIF 1 < 0 （量程3A，内阻 SKIPIF 1 < 0 约为0.1Ω）
B．电流表 SKIPIF 1 < 0 （量程150mA，内阻 SKIPIF 1 < 0 约为20Ω）
C．电流表 SKIPIF 1 < 0 （量程30mA，内阻 SKIPIF 1 < 0 ）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）
E．直流电源E（12V，内阻不计）
F．导电元件 SKIPIF 1 < 0
G．定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
H．开关一只，导线若干
请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。( )
（4）实验测得的数据如下表：
根据表格数据在上面坐标系中做出I1- SKIPIF 1 < 0 的图像_________，可得该元件电阻的测量值为___________Ω（保留3位有效数字）。若测得该元件的电阻为Rx，则可得到该元件的内径d。
（5）若实验室提供的定值电阻的实际阻值比标称值略小，则由此测得的内径d与真实值相比___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。
3．现有一特制金属电阻丝，某同学用多用电表粗测其阻值为20Ω，为了解其材料的导电属性，测量它的电阻率，需要更精确地测量其电阻。下面是该同学实验小组的一些实验过程。实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外，还给出了以下器材：
①电流表G1（0 ~ 50mA，内阻r1= 3Ω）
②电流表G2（0 ~ 100mA，内阻r2= 1Ω）
③定值电阻R1（R1= 150Ω）
④定值电阻R2（R2= 20Ω）
⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）
⑥干电池（1.5V，内阻不计）
⑦开关S及导线若干
（1）该同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径和长度如上图所示，螺旋测微器读数为________mm，游标卡尺读数为________cm。
（2）根据现有器材，另一同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻________为被测电阻（填“A”或“B”），定值电阻应选________（填“R1”或“R2”）
（3）若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小为________（用已知和测量物理量的符号表示）。
（4）若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组I1、I2的实验数据，根据实验数据做出I2随I1的变化图像如图乙所示，并求得图像的斜率k = 2.10，则被测电阻的大小为________Ω（保留三位有效数字）。
4．实验室有一电流表 SKIPIF 1 < 0 ，只有量程一条刻度线，但数据未知（0.6 A左右）。某同学用如图所示的电路测量电流表A的量程和内阻，可供使用的器材如下：
A．待测电流表 SKIPIF 1 < 0 ；
B．标准电流表：量程为0.6 A，内阻未知；
C．标准电流表：量程为3 A，内阻未知；
D．电阻箱 SKIPIF 1 < 0 ：阻值范围为0∼999.9 Ω；
E.滑动变阻器（最大阻值为20 Ω）；
F.滑动变阻器（最大阻值为2 kΩ）；
G.电源E：电动势约为4 V，内阻不计；
H.开关S，导线若干。
（1）标准电流表A应选用___________（填“B”或“C”），滑动变阻器R应选用___________（填“E”或“F”）。
（2）请在如图所示的实物图中，用笔画线将电路连接完整___________；按照电路图，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至___________（填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，接着调节 SKIPIF 1 < 0 ，直至电流表A满偏，记录此时标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值 SKIPIF 1 < 0 。重复实验，得到多组数据，正确作出如图所示的 SKIPIF 1 < 0 图像，若图像的横截距为 SKIPIF 1 < 0 、纵截距为b，则电流表A的量程为___________、内阻为___________。
5．实验小组为了测量某定值电阻 SKIPIF 1 < 0 的阻值。使用的实验器材如下：
A．两个完全相同的电压表 SKIPIF 1 < 0 （量程为 SKIPIF 1 < 0 ，阻值大约 SKIPIF 1 < 0 ）
B．待测电阻 SKIPIF 1 < 0
C．定值电阻 SKIPIF 1 < 0
D．电源（电压恒定，约为 SKIPIF 1 < 0 ，内阻不计）
E.开关、导线若干
（1）按图甲连接好电路。闭合开关 SKIPIF 1 < 0 。将单刀双掷开关 SKIPIF 1 < 0 ，拨向接线柱1，电压表 SKIPIF 1 < 0 读数如图乙所示，其读数为___________V；然后再将开关 SKIPIF 1 < 0 拨向接线柱2，电压表 SKIPIF 1 < 0 的读数如图丙所示；
（2）实验小组的同学把 SKIPIF 1 < 0 当作理想电表处理，根据串联电路中电压与电阻的关系，得出 SKIPIF 1 < 0 ___________ SKIPIF 1 < 0 （计算结果保留4位有效数字），你认为由于电压表内阻的影响，使得测量值和真实值相比会___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
6．某学校实验小组设计了如图所示的电路图测定 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两电压表的内阻，可供选用的仪器有：
A．内阻约 SKIPIF 1 < 0 的待测电压表 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，量程0~3V
B．定值电阻 SKIPIF 1 < 0
C．定值电阻 SKIPIF 1 < 0
D．滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 （最大阻值为 SKIPIF 1 < 0 ）
E.滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 （最大阻值为 SKIPIF 1 < 0 ）
F.电源E，电动势E=6V，内阻忽略不计
G.开关、导线若干
（1）为了准确测量 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两电压表的内阻，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 应选______，滑动变阻器应选______。（均填仪器前的字母代号）
（2）根据电路图用笔画线代替导线完成实物图的连接。______
（3）闭合 SKIPIF 1 < 0 前，将滑动变阻器的滑片调到______（填“最左端”或“最右端”），再将单刀双掷开关拨到a，调节滑动变阻器使得 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 有明显的读数，分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ；再将单刀双掷开关拨到b，调节滑动变阻器，使得 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 有明显的读数，分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则电压表 SKIPIF 1 < 0 的内阻为______， SKIPIF 1 < 0 的内阻为______（以上两空均用 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 表示）
7．某实验小组要测定电池的电动势和内阻，实验器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（已知阻值为 SKIPIF 1 < 0 ）、一个电流表（已知内阻为 SKIPIF 1 < 0 ）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于 SKIPIF 1 < 0 ，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。
（1）由于缺少滑动变阻器，可将电阻丝充当滑动变阻器使用。将现有实验器材按如图甲所示的电路图连接。先将单刀双掷开关接a，电流表读数为 SKIPIF 1 < 0 ；再将单刀双掷开关接b，调节电阻丝上的金属夹，使电流表读数仍然为 SKIPIF 1 < 0 断开开关后，用刻度尺量出此时接入电路的电阻丝长度占全长的 SKIPIF 1 < 0 。于是，用刻度尺将电阻丝八等分，并用数字标记等分点如图乙所示。则电阻丝每等份的阻值 SKIPIF 1 < 0 ___________。（用题目中所给物理量的符号表示）
（2）测出 SKIPIF 1 < 0 后，再用现有器材进行实验，测定电池的电动势和内阻。主要实验步骤如下；
a. 按如图乙所示将器材连接：
b. 闭合开关，改变金属夹的位置，记录每次接入电路的电阻丝对应的编号 SKIPIF 1 < 0 和电流表示数 SKIPIF 1 < 0 ，得到多组数据；
c. 整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图丙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，该电池电动势和内阻可表示为 SKIPIF 1 < 0 ___________， SKIPIF 1 < 0 ___________（用 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 表示）
8．某实验小组用电阻箱、定值电阻和电压表（内阻可视为无穷大）设计了如图所示的实验电路图，既能测出定值电阻R1的阻值，又能同时测出水果电池的电动势和内阻，实验步骤如下：
（1）根据电路图用笔画代替导线，在下列实物图上连接完整的电路____________，并且：
①将S2接到A，闭合S1，当电阻箱的阻值为504Ω时，电压表示数为0.30V；
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，电压表示数为0.35V；
③仍将S2切换到B，多次节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。
（2）根据上述步骤，可得出定值电阻R1的阻值为____________Ω。
（3）将实验测得的数据填入表格中，如下表所示：
由测得的数据，利用计算机得出电压表示数的倒数 SKIPIF 1 < 0 和电阻箱与定值电阻之和的倒数 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 图像。根据图像可求得水果电池的电动势E及内阻r，其E=____________V，r=____________Ω（结果均保留小数点后两位）。
9．一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“ SKIPIF 1 < 0 ”挡，经正确操作后，指针指示如图甲，为了使测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡___________挡（选填“ SKIPIF 1 < 0 ”“ SKIPIF 1 < 0 ”）。
（2）使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图乙所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻 SKIPIF 1 < 0
B．灵敏电流计G
C．定值电阻 SKIPIF 1 < 0
D．电阻箱
E．粗细均匀的电阻丝（在电路中的 SKIPIF 1 < 0 段长 SKIPIF 1 < 0 ）
F．滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0
G．电源
H．刻度尺
I．线夹、开关以及导线若干
①在闭合开关S前，将线夹 SKIPIF 1 < 0 大致夹于电阻丝AB中部位置，滑片 SKIPIF 1 < 0 应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片 SKIPIF 1 < 0 至某一位置，然后不断调节线夹 SKIPIF 1 < 0 所夹的位置，直到灵敏电流计 SKIPIF 1 < 0 示数为零，测出此时 SKIPIF 1 < 0 段电阻丝长度 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ___________（用 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 表示），代入数据得 SKIPIF 1 < 0 ___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻 SKIPIF 1 < 0 换成电阻箱，并按照①中的操作，当灵敏电流计 SKIPIF 1 < 0 系数为零时，电阻箱的阻值为 SKIPIF 1 < 0 ；然后将电阻箱与 SKIPIF 1 < 0 交换位置，保持线夹 SKIPIF 1 < 0 的位置不变，调节电阻箱，再次使灵敏电流计 SKIPIF 1 < 0 示数为零，此时电阻箱的阻值为 SKIPIF 1 < 0 ，则电阻 SKIPIF 1 < 0 ___________（用 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 表示）。
10．一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）首先用多用电表进行粗测，如图所示下列操作步骤正确的是___________
A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零
B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零
C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡
D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置
（2）随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻Rx
B．灵敏电流计G
C．定值电阻R0=80Ω
D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L=60.00cm）
E．滑动变阻器R
F．线夹、电源、开关以及导线若干
G．电源（电动势为3V）
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=12.00cm，则Rx的阻值计算式为___________（用R0、L、x表示），代入数据得Rx=___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻R=___________。
11．某学习小组需要一个量程为3mA的电流表，在实验室仅找到某微安表G，量程300μA，标识清晰，内阻标识模糊，大约几百欧姆。该小组决定先测微安表内阻，再进行改装。以下器材可供选择：
A．微安表G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）
B．滑动变阻器R1（0~10kΩ）
C．滑动变阻器R2（0~50kΩ）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E.电源E1（电动势约为1.5V）
F.电源E2（电动势约为9V）
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：
①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；
②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱，使G的示数为200μA，记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）实验中电源应选用___，滑动变阻器应选用_____（填器材前面的序号）；
（2）若实验步骤③中调节后的电阻箱如图乙所示，此时电阻箱的读数为R=____Ω，测得微安表G的内阻Rg＝____Ω，设微安表G的内阻的真实值为R真，测量值为R测，则R真____R测（选填“>”、“”、“”或“