2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十九 电学实验 B卷

2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题十九 电学实验 B卷

1.某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后，又对一个标有“6 V  3.5 W”小电风扇电动机（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线进行了研究，同研究小灯泡一样，要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6 V，实验室备有下列器材：

A.电流表（量程I：0~0.6 A，内阻约为；量程Ⅱ：0~3 A，内阻约为）

B.电压表（量程为0~15 V，内阻几千欧）

C.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2 A）

D.滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.3 A）

E.电池组（电动势为9 V，内阻小于）

F.开关和导线若干

（1）实验中所用的滑动变阻器应选________（填“C”或“D”），电流表的量程应选_______（填“I”或“II”）.

（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路.

（3）闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到________（填“M”或“N”）端.

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机两端的电压，实验中发现当电压表示数大于l V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为___________Ω，电动机正常工作时的机械功率为_________W.（结果保留两位有效数字）

2.某兴趣小组要将一量程为1 mA、内阻约为的电流表G改装成量程为3 V的电压表.首先要测量该电流表的内阻，现有如下器材.

A.待测电流表G（量程1 mA、阻值约）

B.滑动变阻器（最大阻值、额定电流1 A）

C.滑动变阻器（最大阻值、额定电流1 A）

D.电阻箱（总阻值）

E.电源（电动势为1.5 V，内阻很小）

F.电源（电动势为3 V，内阻很小）

G.开关、导线若干

（1）该小组如果选择如图甲所示的电路来测量待测电流表G的内阻，则滑动变阻器应选择________（填字母），电源应选择__________（填字母）.

（2）实验时，先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使得G的示数为；保证的阻值不变，再闭合；调节电阻箱，使得G的示数为，此时电阻箱的示数如图乙所示，则G的内阻为________Ω.

（3）该实验中，G的内阻测量值____________真实值.（填“大于”或“小于”）

3.某同学欲利用图甲电路测量电流表的内阻,实验室提供的实验器材如下。

A.待测电流表(量程为0~300 μA,内阻约120 Ω)

B.电流表(量程为0~1 mA,内阻约为30 Ω)

C.定值电阻(阻值为50 Ω)

D.定值电阻(阻值为15 Ω)

E.滑动变阻器(0~20 Ω,允许通过的最大电流为2 A)

F.滑动变阻器(0~1 000 Ω,允许通过的最大电流为0.1 A)

G.电源E

H.开关及导线若干

在尽可能减小测量误差的情况下,请回答下列问题:

(1)图甲中电流表应选用________,定值电阻应选用________,滑动变阻器R应选用_______。(选填相应器材前的字母)

(2)根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接成测量电路。

(3)正确选择器材并进行实验操作,调节滑动变阻器的滑片,可获得电流表的多组数据,作出图线如图丙所示,则待测电流表的内阻为________Ω。利用图象法处理数据的好处是_______________________________。

(4)要将待测电流表改装成量程为0~0.6 A的电流表,应将待测电流表与阻值为_______Ω的电阻_______联(选填“串”或“并”)。(计算结果保留两位有效数字)

4.某兴趣小组从表中提供的实验器材中选取部分,设计一电路来测量电压表V的内阻.

(1)为了尽可能提高测量精度,要求两电表指针偏转至少达到满偏刻度的一半,并能测得多组数据,兴趣小组成员设计了以下四种不同的电路,其中合理的是_______.

A.  B.

C.  D.

(2)根据所选的电路图,在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片置于______(填“a”或“b”)端.

(3)根据所选的电路图,实验中所用滑动变阻器R应选用_______(填“”或“”).

(4)实验中电压表V读数为U,电流表mA的读数为I,试写出计算电压表V内阻的表达式_________.(用题中字母表示)

5.某同学欲测量一电池的电动势和内阻，现有如下器材可供选择：

①标准电池1（电动势，内阻可以忽略）

②标准电池2（电动势，内阻可以忽略）

③检流计（量程，内阻未知）

④滑动变阻器（已知总绕线长度为，且滑片P移至任意位置对应的绕线长度L可读）

⑤定值电阻（阻值已知）

⑥单刀单掷开关三个，记为

⑦待测电池（电动势约为6 V，内阻）

⑧导线若干

该同学设计了如图所示的电路完成实验.两个标准电池只能选一个使用，在图中记为.

（1）请帮助该同学在虚线框内将电路图补充完整.

（2）为了完成实验，标准电池应选择_________（填“1”或“2”）.

（3）该同学按照如下步骤完成该实验：

①将滑片P移至A端，闭合开关；

②保持断开，调节滑片P位置，直至闭合开关时，示数为0，记录此时滑动变阻器段绕线长度；

③保持闭合，再调节滑片P位置，直至闭合开关时，示数为0，记录此时滑动变阻器段绕线长度.

（4）待测电源电动势的表达式为_______，待测电源内阻的表达式为_______.（用表示）

（5）考虑到标准电池有内阻，对上述测量结果进行误差分析.的测量值_______，的测量值__________.（填“偏大”“偏小”或“无影响”）

6.在“练习使用多用电表”的实验中：

（1）某同学用多用电表测量电阻，电路如图甲所示，若选择开关置于“”挡，按正确使用方法测量电阻的阻值，指针位于图乙所示位置，则_________Ω.

（2）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述，其测量结果与原结果相比将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）.

（3）某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表，其电路如图丙所示.

①关于该欧姆表，下列说法正确的是________.

A.电阻刻度的零位置在表盘的右端 B.表盘上的电阻刻度是均匀的

C.测量前，不需要将红、黑表笔短接调零 D.测量后，应将开关S断开

②某同学进行如下操作：当未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏.当接入表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，则待测电阻的阻值为__________（已知电流表的内阻为，电池的内阻为r，可变电阻接入电路的阻值为R）.

7.在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供了下列实验器材：

A.两节旧干电池，每节电动势约1.5 V

B.直流电压表，量程均为0~3 V，内阻约

C.电流表，量程0~0.6 A，内阻小于

D.定值电阻，阻值

E.滑动变阻器R，最大阻值

F.开关和导线若干

（1）请根据如图甲所示的实物图，在图乙虚线框中画出对应的电路图.

（2）根据图甲电路进行实验，测得多组数据，作出图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是___________.

（3）实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了如图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录多组和的值如表所示，用测出的数据在图丁中绘出图线.

（4）在（3）中，由图线可得被测电池组的电动势__________V，内阻______Ω.（结果保留两位有效数字）

8.在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用的测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某一次测量结果（接近多次测量的平均值）如图1所示，其读数为_________mm.

（2）用伏安法测金属丝的电阻的阻值（约为），实验室提供了如下器材：

A.电源E（电动势为3 V，内阻约为）；

B.电流表（量程为0~0.6 A，内阻约为）；

C电流表（量程为0~3 A，内阻为）；

D.电压表（量程为0~3 V，内阻约为）；

E.电压表（量程为0~15 V，内阻为）；

F.电阻箱R（阻值范围为0~，额定电流为1 A）；

G.开关S，导线若干.

为使测量结果尽可能准确，电流表应选用_______（填器材前的字母标号），电压表应选用_______（填器材前字母标号）；应采用图2给出的_____电路进行测量.

（3）根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U，在坐标纸上作图象如图3所示，根据图象可得金属丝的电阻______Ω（保留两位有效数字）.

（4）根据以上数据估算金属丝的电阻率约为_________.

A. B. C. D.

（5）关于本实验的误差，下列说法正确的是_______.

A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由仪表引起的系统误差

D.用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差

答案以及解析

1.答案：（1）C；I

（2）见解析图

（3）M

（4）2.5；2.6

解析：（1）电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择I.电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择最大阻值为的误差较小，即选择C.

（2）因为电动机两端的电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法.实物图如图所示.

（3）闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到M端.

（4）由题意可知，电压表读数小于或等于1 V时电风扇没启动，由题图可知当时，.根据欧姆定律得，电动机线圈的电阻为.电动机正常工作时电压，由题图知电流约为，则电风扇发热功率，则电动机的机械功率.

2.答案：（1）B；F

（2）96

（3）小于

解析：（1）由于要将电流表G改装成量程为3 V的电压表，所以选电动势为3 V的电源，故电源应选择F；待测电流表G量程是1 mA，则通过的最大电流，电路中的总电阻，所以滑动变阻器应选择B.

（2）使得G的示数为，则通过电阻箱的电流为，因电流表G与电阻箱并联，因此它们两端电压相等，根据电路结构则有，解得.

（3）测电流表内阻时，闭合开关后整个电路电阻变小，电路中电流变大，电流表G的示数为，流过电阻箱的电流大于，电阻箱阻值小于电流表内阻的2倍，即电流表内阻测量值偏小.

3.答案：(1)B;C;E

(2)连线如图

(3)125;可以剔除误差较大的数据,并减小偶然误差

(4)0.063;并

解析：(1)由图甲知通过的电流大于通过的电流,电流表应选用量程较大的电流表即应选用B;若两个电流表均满偏,则,定值电阻应选用C;由于滑动变阻器采用分压式接法,要求滑动变阻器的最大电阻与测量电路的总电阻差不多或小于测量电路的总电阻,而本题中测量电路的总电阻约为,滑动变阻器应选用E。

(3)由题图甲得,变形得,结合题图丙有,解得待测电流表的内阻。利用图象法处理数据的好处是,可以剔除误差较大的数据,并减小偶然误差。

(4)要将待测电流表改装成量程为0~0.6 A的电流表需要并联一个电阻,其阻值。

4.答案：(1)A

(2)a

(3)

(4)

解析：(1)由于要多测几组数据尽可能提高测量的精度,所以排除限流接法CD,选用分压式接法A或B,已知电动势为10 V,如果采用B电路,电流的大小约为,电流表无法达到题设中两电表指针偏转至少达到满刻度一半的要求,故B电路图不合理,而电流表的内阻已知,可以当电压表使用,题设需要测电压表的内阻,所以选项A中电压表可以当电流表使用,由于其内阻为待测量,故可通过转换为测量定值电阻R.列出表达式从而推导出电压表内阻,并且通过计算可知A电路符合两电表指针偏转至少达到满刻度一半的要求,所以电路应为A.

(2)A电路是滑动变阻器分压式接法,闭合开关前滑动变阻器的分压电阻应调最小,即滑片置于a端.

(3)采用分压式接法,滑动变阻器阻值小易调节,故应选用.

(4)利用伏安法测电阻,通过转换为测量定值电阻列出表达式,再转换成求电压表的内阻,即得.

5.答案：（1）见解析图

（2）2

（4）；

（5）偏大；无影响

解析：（1）设计的电路图如图所示.

（2）根据电路的要求，标准电池要比待测电池的电动势大，才符合要求，所以标准电池选2.（4）当保持断开，检流计的示数为0时，之间的电压，所以；当保持闭合，检流计的示数为0时，由欧姆定律可知，联立可求得.（5）考虑到标准电池的内阻，则当保持断开，检流计的示数为0时，，其中为标准电池的内阻，为滑动变阻器的最大阻值，可知电动势的测量值偏大，但内阻未受到影响.

6.答案：（1）700

（2）变大

（3）①CD

②

解析：（1）欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率，即待测电阻的阻值，图示读数为.

（2）当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表需要重新调零，归于满偏电流不变，由公式可知，欧姆表内阻应调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由可知，当变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了.

（3）①由图丙可知，该欧姆表利用并联电路特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值，电阻刻度的零位置在表盘的左端，由闭合电路欧姆定律可知，表盘上的电阻刻度是不均匀的，测量前，不需要将红、黑表笔短接调零，测量后，应将开关S断开，故选项A、B错误，C、D正确.

②当未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开，调节可变电阻使电流表满偏，由闭合电路欧姆定律得，当接入表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，由闭合电路欧姆定律得，联立解得.

7.答案：（1）如图1所示

（2）电压表的分流

（3）如图2所示

（4）2.8（2.5 V~3.0 V均可）；3.0（2.5 Ω~3.0 Ω均可）

解析：（1）如图1所示.

（2）电压表的分流作用.

（3）如图2所示.

（4）由闭合电路欧姆定律可知，，变形得，结合图象分析可得（2.5 V~3.0 V均可），（2.5~3.0均可）.

8.答案：（1）0.399

（2）B；D；甲

（3）17

（4）C

（5）CD

解析：（1）由图1所示的螺旋测微器可知，其读数为.

（2）电源电动势为3 V，则电压表选D（量程为0~3 V，内阻约为）；

通过金属丝的最大电流约为，电流表选择B（量程为0~0.6 A，内阻约为）.

由题意可知，电压表内阻远大于待测金属丝的阻值，电流表应选择外接法；

由题意可知，待测金属丝的阻值约为，电阻箱最大阻值为，为测多组实验数据，尽可能使电压变化范围较大，电阻箱应与待测金属丝并联，如果串联所测实验数据太少，应选择图2中甲所示实验电路进行测量.

（3）由图2中甲所示实验电路，根据并联电路特点与欧姆定律得，整理得图象的截距，则待测金属丝的阻值.

（4）由电阻定律可知，则电阻率，故选C.

（5）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A项错误；由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故B项错误；若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由仪表引起的系统误差，故C项正确；用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故D项正确.