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文檔簡介
20212025年高考物理真題知識點分類匯編之電學(xué)實驗(三)
一,選擇題(共1小題)
1.(2021?浙江)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中,可拆變壓器如圖所示。為了減
小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量,鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。硅鋼片應(yīng)平行于()
A.平面abedB.平面abfeC.平面abghD.平面achd
二.實驗題(共14小題)
2.(2023?全國)現(xiàn)要利用圖(a)中電路測量一電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。圖中Ro為固定電阻(阻值為
4.0Q),R為電阻箱(阻值。?999.9Q),。為電壓表(量程為5V,內(nèi)阻很大),S為開關(guān),
(1)根據(jù)圖(a)中的電路,在圖(b)給出的實物圖中畫出連線。
(2)若電阻箱阻值分別取為Ri和R2時,電壓表的示數(shù)分別為Ui和U2,分別用h和12表示兩種情況
下流過電池組的電流,則電池組的內(nèi)阻可由Ui、U2、h和12表示為r=。
(3)測量中,當電阻箱阻值取值Ri=3.6。時,電壓表的示數(shù)Ui如圖(c)所示;則U尸V
(保留3位有效數(shù)字)。計算可得此時流過電池組的電流為A(保留2位有效數(shù)字)。
(4)若當電阻箱阻值取值為R2=60C時,電壓表的示數(shù)為U2=3.72V,則所測得的電池組內(nèi)阻為r=
Q,電動勢為£=Vo(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
3.(2022?遼寧)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250HA,內(nèi)阻為1.2kC)改裝成有兩個量程的電
流表,設(shè)計電路如圖(a)所示,其中定值電阻Ri=40Q,R2=360OO
<Yb
改裝
電表
乙
(圖a)(圖b)
(1)當開關(guān)S接A端時,該電流表的量程為。?mA;
(2)當開關(guān)S接B端時,該電流表的量程比接在A端時(填“大”或“小”);
(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值,設(shè)計了圖(b)
中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差,則使用(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表
內(nèi)阻引起的實驗誤差。
4.(2022?福建)在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時,因為電壓表和電流表的影響,不論使用何種接法,都會
產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實驗電路進行測量。
已知Ro=2C°
(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實物連線補充完整。
(2)實驗操作步驟如下:
①將滑動變阻器滑到最左端位置
②接法I:單刀雙擲開關(guān)S與1接通,閉合開關(guān)So,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)Ui-h的
值,斷開開關(guān)So
③將滑動變阻器滑到最左端位置
④接法II:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合,閉合開關(guān)So,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U2?12的
值,斷開開關(guān)So
⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的Ui-Ii和U2-12圖像
(3)單刀雙擲開關(guān)接I時,某次讀取電表數(shù)據(jù)時,電壓表指針如圖丙所示,此時Ui=V。
(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出Ui-li和U2-12圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢E=,
內(nèi)阻r=o(結(jié)果均保留兩位小數(shù))
(5)由圖丁可知(填“接法I”或“接法H”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實值。
(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇(填“接法I”或“接法H”)測量更合適。
5.(2022?天津)實驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池
圖1圖2
(1)圖1的電路圖為圖3中的o(選填"A"或"B”)
(2)如果實驗中所用電表均視為理想電表,根據(jù)圖2得到該電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r
___________
(3)實驗后進行反思,發(fā)現(xiàn)上述實驗方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響,對測得的實驗數(shù)
據(jù)進行修正,在圖2中重新繪制U-I圖線,與原圖線比較,新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數(shù)值
金屬夾A
導(dǎo)電繩金屬夾B
I
木板
-0
-----□---------------
定值電阻
凝最WQ
----------
SiR
(b)
(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量
①將導(dǎo)電繩拉伸后,用刻度尺測量并記錄A、B間的距離,即為導(dǎo)電繩拉伸后的長度L。
②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)Si,調(diào)節(jié)R,使電壓表和電流表的指針
偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和h。
③閉合S2,電壓表的示數(shù)(選填“變大"或''變小")。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U,記
錄電流表的示數(shù)12,則此時導(dǎo)電繩的電阻R、=(用1屋12和U表示]
④斷開Si,增大導(dǎo)電繩拉伸量,測量并記錄A、B間的距離,重復(fù)步驟②和③。
(3)該電壓表內(nèi)阻對導(dǎo)電繩電阻的測量值(選填“有”或“無”)影響。
(4)圖(c)是根據(jù)部分實驗數(shù)據(jù)描繪的Rx-L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機械臂上,當機械
臂彎曲后,測得導(dǎo)電繩的電阻Rx為1.33k。,則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長度為cm,
即為機械臂彎曲后的長度。
8.(2022?乙卷)一同學(xué)探究阻值約為550。的待測電阻Rx在0-5mA范圍內(nèi)的伏安特性??捎闷鞑挠校?/p>
電壓表?(量程為3V,內(nèi)阻很大),電流表0(量程為1mA,內(nèi)阻為300C),電源E(電動勢約為4V,
內(nèi)阻不計),滑動變阻器R(最大阻值可選1011或1.5kQ),定值電阻Ro(阻值可選75Q或1500),開
關(guān)S,導(dǎo)線若干。
(1)要求通過Rx的電流可在。?5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),在答題卡上將圖(a)所示的器材符號連線,
畫出實驗電路的原理圖;
(2)實驗時,圖(a)中的R應(yīng)選最人限值為(填“10IT或“L5kC”)的滑動變阻器,
Ro應(yīng)選阻值為(填“75C”或“I50C”)的定值電阻;
(3)測量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)
和圖(c)所示,則此時Rx兩端的電壓為V,流過Rx的電流為mA,此組
數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為O(保留3位有效數(shù)字)。
9.(2022?重慶)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時,其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實驗電路如圖1
所示,實驗設(shè)定恒定電流為50.0pA,主要實驗器材有:恒壓直流電源E、加熱器、測溫儀、熱敏電阻
RT>可變電阻RI、電流表A、電壓表V。
(1)用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后,為使電流表的示數(shù)仍為50.0pA,須調(diào)節(jié)(選填一種
給定的實驗器材)。當RT兩端未連接電壓表時,電流表示數(shù)為50.0pA:連接電壓表后,電流表示數(shù)顯
著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻(選填“遠大于”“接近”“遠小于”)RT阻值的電壓表。
(2)測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示,由圖2可得溫度從35.0C變化到40.0C的過程中,
RT的阻值隨溫度的平均變化率是kQ?℃r(保留2位有效數(shù)字)。
AJ/N
2.5
2
1.5
0
2025303540455055606570
圖2
10.(2022?浙江)小明同學(xué)根據(jù)圖I的電路連接器材來“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”。實驗
時多次改變合金絲甲接入電路的長度1、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,使電流表的讀數(shù)I達到某一相同值時
記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個彳的值,作出亨-1圖像,如圖2中圖線a所示。
(1)在實驗中使用的是(選填“0?20Q”或“0-2002”)的滑動變阻器。
(2)在某次測量時,電壓表的指針位置如圖3所示,量程為3V,則讀數(shù)U=Vo
(3)己知合金絲甲的橫截面積為7.0X108m2,則合金絲甲的電阻率為c?m(結(jié)果
保留2位有效數(shù)字)。
(4)圖2中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的方法獲得的
u
y-1圖像,由圖可知合金絲甲的橫截面積(選填“大于”、“等于”或“小于”)合金絲乙
的橫截面積。
II.(2022?湖南)小夢同學(xué)自制了一個兩擋位(“Xl”“XI0”)的歐姆表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,Ro為調(diào)
零電阻(最大阻值為Rom),Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+ROmVRm<Rn),電流計?的內(nèi)阻為RG(RS
<<RG)O用此歐姆表測量一待測電阻的阻值,回答下列問題:
(1)短接①②,將單刀雙擲7T關(guān)S與山接通,電流沖?示數(shù)為hn;保持電阻Ru滑片位置不變,將單
刀雙擲開關(guān)S與n接通,電流計?示數(shù)變?yōu)镮n,則ImIn(填“大于”或“小于”);
(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通,此時歐姆表的擋位為(填“X1”或“X10”);
(3)若從“XI”擋位換成“XI0”擋位,調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流計?滿偏刻度處)時,調(diào)零
電阻R。的滑片應(yīng)該調(diào)節(jié)(填“向上”或“向下”);
(4)在“X10”擋位調(diào)整歐姆零點后,在①②間接入阻值為100C的定值電阻Ri,穩(wěn)定后電流計。的
2
指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的了取走Ri,在①@間接入待測電阻Rx,穩(wěn)定后電流計?的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻
1
度的則Rx=Q。
12.(2022?甲卷)某同學(xué)要測量微安表內(nèi)阻,可利用的實驗器材有:電源E(電動勢1.5V,內(nèi)阻很?。?,
電流表0(量程10mA,內(nèi)阻約10Q),微安表@(量程lOOpA,內(nèi)阻Rg待測,約IkC),滑動變阻器R
(最大阻值I0C),定值電阻Ro(阻值I0C),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
(1)在答題卡上將圖中所示的器材符號連線,畫出實驗電路原理圖;
(2)某次測量中,微安表的示數(shù)為90.0PA,電流表的示數(shù)為9.00mA,由此計算出微安表內(nèi)阻Rg=
13.(2022?海南)現(xiàn)要測量一個滿偏電流Ig=50pA的表頭內(nèi)阻并改裝成量程為1mA的電流表,如圖所示。
①先閉合開關(guān),再調(diào)整滑動變阻器,使電流表A的示數(shù)為84mA,電流表G的示數(shù)如圖所示,則流過G
的電流是o若電流表內(nèi)阻rA=1.0C,則表頭內(nèi)阻rg=o
4
②給G并聯(lián)一個R1的電阻進行校準時,當電流表G的示數(shù)為一0時,標準電流表A的示數(shù)為0.76mA,
5J
則改裝之后的電流表實際量程是;
③若要把它改裝成量程為1mA的電流表,還需要在R1兩邊并聯(lián)一個R2=Ri的電阻。
14.(2022?浙江)(1)探究滑動變阻器的分壓特性,采用圖1所示的電路,探究滑片P從A移到B的過
程中,負載電阻R兩端的電壓變化。
①圖2為實驗器材部分連線圖,還需要(選填af、bf、fd、fc、ce或eg)連線(多
選)。
②圖3所示電壓表的示數(shù)為Vo
③已知滑動變阻器的最大阻值Ro=10。,額定電流I=1.0A。選擇負載電阻R=I0C,以R兩端電壓U
為縱軸,;為橫軸(x為AP的長度,L為AB的長度),得到分壓特性曲線為圖4中的“I”;當
Lb
R=ioon,分壓特性曲線對應(yīng)組4中的(選填“【I"或"【【【”);則滑動變阻器最大阻值的選
擇依據(jù)是。
(2)兩個相同的電流表Gi和G2如圖5所示連接,晃動G|表,當指針向左偏時,靜止的5表的指針
也向左偏轉(zhuǎn),原因是(多選)。
A.兩表都是“發(fā)電機”
B.Gi表是“發(fā)電機”,G2表是“電動機”
C.G1表和G2表之間存在互感現(xiàn)象
D.Gi表產(chǎn)生的電流流入G2表,產(chǎn)生的安培力使G2表指針偏轉(zhuǎn)
圖5
15.(2021?遼寧)某同學(xué)將一量程為250RA的微安表改裝成量程為1.5V的電壓表。先將電阻箱Ri與該微
安表串聯(lián)進行改裝,然后選用合適的電源E、滑動變阻器R2、定值電阻R3、開關(guān)S和標準電壓表對改
裝后的電表進行檢測,設(shè)計電路如圖所示。
(1)微安表銘牌標示內(nèi)阻為0.8kC,據(jù)此計算R1的阻值應(yīng)為kC。按照電路圖連接電路,
并將Ri調(diào)為該阻值。
(2)開關(guān)閉合前,R2的滑片應(yīng)移動到端。
(3)開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)R2的滑片位置,微安表有示數(shù),但變化不顯著,故障原因可能是。
(填選項前的字母)
A.1、2間斷路
B.3、4間斷路
C.3、5間短路
(4)排除故障后,調(diào)節(jié)R2的滑片位置,當標準電壓表的示數(shù)為0.60V時,微安表的示數(shù)為9即A,此
時需要(填“增大”或“減小”)R1的阻值,以使改裝電表的量程達到預(yù)期值。
5
202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之電學(xué)實驗(三)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共1小題)
題號
答案D
一.選擇題(共1小題)
1.(2021?浙江)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中,可拆變壓器如圖所示。為了減
小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量,鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。硅鋼片應(yīng)平行于()
A.平面abedB.平面abfeC.平面abghD.平面achd
【考點】探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系;變壓器的構(gòu)造與原理.
【專題】定性思想;推理法;交流電專題;分析綜合能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則分析出渦旋電流的方句,再判斷硅鋼片的位置。
【解答】解:磁感線環(huán)繞的方向沿著閉合鐵芯,根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則,產(chǎn)生的渦旋電流的方向
垂直于圖示變壓器鐵芯的正面,即與圖示abed面平行,為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量,相互絕緣
的硅鋼片應(yīng)垂直abed面,形狀相同的回形硅鋼片疊加在一起形成鐵芯,硅鋼片應(yīng)平行于平面achd。故
ABC錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】解答本題的關(guān)鍵是對渦流的理解與認識。
二,實驗題(共14小題)
2.(2023?全國)現(xiàn)要利用圖(a)中電路測量一電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。圖中Ro為固定電阻(阻值為
4.0C),R為電阻箱(阻值。?999.9Q),①為電壓表(量程為5V,內(nèi)阻很大),S為開關(guān).
圖(c)
(1)根據(jù)圖(a)中的電路,在圖(b)給出的實物圖中畫出連線。
(2)若電阻箱阻值分別取為R1和R2時,電壓表的示數(shù)分別為Ui和U2,分別用11和匕表示兩種情況
下流過電池組的電流,則電池組的內(nèi)阻可由Ui、U2、11和12表示為r=。
(3)測量中,當電阻箱阻值取值Ri=3.6。時,電壓表的示數(shù)Ui如圖(c)所示;則Ui=3.50V
(保留3位有效數(shù)字)。計算可得此時流過電池組的電流為0.46A(保留2位有效數(shù)字)。
(4)若當電阻箱阻值取值為R2=60C時,電壓表的示數(shù)為U2=3.72V,則所測得的電池組內(nèi)阻為r=
0.55C,電動勢為£=3.8V.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
【考?點】測量普通電源的電動勢和內(nèi)阻.
【專題】實驗題;定量思想;推理法;恒定電流專題;推理論證能力.
U-Ut
【答案】(1)見解析;(2)—7~~-:(3)3.50,0.46:(4)0.55,3.8。
A-“
【分析】(1)根據(jù)電路圖畫實物圖即可;
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解即可;
(3)根據(jù)圖片讀電壓表示數(shù)即可,根據(jù)歐姆定律求解流過電池組的電流;
(4)根據(jù)歐姆定律求解電路中的電流,根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電池組的內(nèi)阻和電動勢。
【解答】解:(1)實物圖如圖
(2)由閉合電路歐姆定律得:E=Ui+Iir,E=U2+hr
聯(lián)立解得:「二牛半
Zl-72
(3)電壓表的讀數(shù)為Ui=3.50V
此時通過電池組的電流為11=君&=U,AQO.46A
AQ+Aj,.U十,O
(4)當電阻箱阻值取值為R2=6OC時,電壓表的示數(shù)為U2=3.72V
電路中的電流為12=萬與k=熹&AQ().058A
/\2?AQOU+4,.U
電池組內(nèi)阻r=空二夫=需脩需。?0.55。
/1—/2U.4o-U.Ubo
電動勢為E=U2+l2r=3.72V+0.058X0.55V*3.8V
Uz-Ui
故答案為:(1)見解析;(2)——L;(3)3.50,0.46;(4)0.55,3.8。
/172
【點評】本題考查電源電動勢和內(nèi)阻的測量,解題關(guān)鍵是分析好電路圖,結(jié)合閉合電路歐姆定律列式求
解即可。
3.(2022?遼寧)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250RA,內(nèi)阻為1.2kO)改裝成有兩個量程的電
流表,設(shè)計電路如圖(a)所示,其中定值電阻Ri=40C,R2=36()C°
(1)當開關(guān)S接A端時,該電流表的量程為01!mA:
(2)當開美S接B端時,該電流表的量程比接在A端時人(填“人”或“小
(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值,設(shè)計了圖(b)
中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差,則使用乙(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表
內(nèi)阻引起的實驗誤差。
【考點】電表的改裝和應(yīng)用(實驗).
【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;推理論證能力.
【答案】(1)1;(2)大;(3)乙
【分析】(1)根據(jù)歐姆定律結(jié)合電路構(gòu)造分析出甩表的量程;
(2)根據(jù)電阻的變化結(jié)合電路構(gòu)造分析出電流表量程的變化;
(3)根據(jù)實驗原理分析出實驗誤差的產(chǎn)生和消除。
【解答】解:(1)由圖可知當S接A時,Ri和R2串聯(lián)接入電路,和電流表并聯(lián),滿偏時電流表兩端的
電壓為
3
Um=Imr=250x10-6x1.2x10IZ=0.3V
此時Ri和R2的電流為
/=磊=40^60^=675x1。3=。.75*
所以總電流為
I=—0.75mA+0.25mA—1mA
印量程為0?1mA。
(2)當開關(guān)S接B端時,由圖可知Ri和電流表串聯(lián)再和R2并聯(lián),由于和電流表并聯(lián)的電阻變小,當
電流表滿偏時,流過R2的電流變大,干路電流變大,即量程變大,所以比接在A端時大。
(3)圖甲是電流表的外接法,誤差是由于電壓表的分流引起的;圖乙是電流表的內(nèi)接法,誤差是由于
電流表的分壓引起的,因為題目中電壓表電阻未知,故采用圖乙的方法可以修正由電表內(nèi)阻引起的實驗
誤差。
故答案為:(1)I;(2)大:(3)乙
【點評】本題主要考查了電表改裝的相關(guān)知識,理解電路構(gòu)造,根據(jù)歐姆定律和實驗原理即可完成分析。
4.(2022?福建)在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時,因為電壓表和電流表的影響,不論使用何種接法,都會
產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實驗電路進行測最。
已知Ro=2C0
(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實物連線補充完整。
(2)實驗操作步驟如下:
①將滑動變阻器滑到最左端位置
②接法I:單刀雙擲開關(guān)S與1接通,閉合開關(guān)%,調(diào)刃淮動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)Ui-h的
值,斷開開關(guān)So
③將滑動變阻器滑到最左端位置
④接法II:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合,閉合開關(guān)So,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U2-12的
值,斷開開關(guān)So
⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的Ul-Il和U2-12圖像
(3)單刀雙擲開關(guān)接1時,某次讀取電表數(shù)據(jù)時,電壓表指針如圖丙所示,此時U尸1.30V。
(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出U)-I!和U2-12圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢E=1.80,
內(nèi)阻r=2.50。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))
(5)由圖丁可知接法0(填“接法I”或“接法H”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實值。
(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇接法II(填“接法I”或“接法H”)測量更合適。
【考點】測量普通電源的電動勢和內(nèi)阻.
【專題】定量思想;實驗分析法:恒定電流專題;實驗探究能力.
【答案】(1)實物圖連接見解析;(3)1.30:(4)1.80;2.50;(5)接法II;(5)接法H。
【分析】(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖連接實物圖;
(3)電流表接0?3V的量程,根據(jù)圖內(nèi)指針的位置讀出電壓表的讀數(shù);
(4)根據(jù)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時斷路時電壓表的示數(shù)得到電源電動勢,單刀雙擲開關(guān)S與2接通
時,外接電路短路時得到電流表的示數(shù),根據(jù)閉合電路歐姆定律進行解答;
(5)根據(jù)U?I圖像的斜率表示電源內(nèi)電阻,求出兩種情況下得到的電源內(nèi)電阻的值進行分析;
(6)根據(jù)(5)的分析進行選擇。
【解答】解:(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,連接圖乙中的器材實物如圖所示:
段
(3)根據(jù)圖像可知,電流表接。?3V的量程,根據(jù)圖內(nèi)可知電壓表的讀數(shù)為Ui=1.3()V;
(4)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時,根據(jù)圖丁可知,當電流表的示數(shù)為零時,相對于外接電路斷路,電
壓表的示數(shù)為電源電動勢,即E=1.80V:
單刀雙擲開關(guān)S與2接通時,根據(jù)圖丁可知,當電壓表的示數(shù)為零時,相對于外接電路短路,電流表的
示數(shù)為外電路短路時的電流,則有:Im=0.40A
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:Ro+r=£
代入數(shù)據(jù)解得:r=2.50C;
(5)根據(jù)U-I圖像的斜率表示電源內(nèi)電阻,根據(jù)接法I可知電源內(nèi)電阻為:門=|等|2C
=30
根據(jù)接法II可知電源內(nèi)電阻為:「2=1愛卜Ro=擺。-20=2.2511
可見接法II測得的電源內(nèi)阻更接近真實值;
(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇接法H測量更合適。
故答案為:(1)實物圖連接見解析;(3)1.30;(4)1.80;2.50:(5)接法H;(5)接法
【點評】對于實驗題,要弄清楚實驗H的、實驗原理以及數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問題,一般的實驗設(shè)計、
實驗方法都是根據(jù)教材上給出的實驗方法進行拓展,延伸,所以一定要熟練掌握教材中的重要實驗。
5.(2022?天津)實驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池
等器材組成如圖1所示實驗電路,由測得的實驗數(shù)據(jù)繪制成的U-I圖像如圖2所示。
圖1圖2
(1)圖1的電路圖為圖3中的Bo(選填"A”或"B”)
A
圖3
(2)如果實驗中所用電表均視為理想電表,根據(jù)圖2得到該電池的電動勢E=JV,內(nèi)阻r=1.8
(3)實驗后進行反思,發(fā)現(xiàn)上述實驗方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響,對測得的實驗數(shù)
據(jù)進行修正,在圖2中重新繪制U-I圖線,與原圖線比較,新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數(shù)值將
變,與縱坐標軸交點的數(shù)值將變大o(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)
【考點】測量普通電源的電動勢和內(nèi)阻.
【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗探究能力.
【答案】(1)B;(2)4.5,1.8;(3)不變,變大。
【分析】(1)根據(jù)實物圖連接分析判斷;
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律和圖像分析計算;
(3)分析電表造成的誤差判斷。
【解答】解:(1)由實物圖連接可知電壓表和電源并聯(lián),故國1的電路圖為圖3中的B:
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律有:U=E-Ir,可知圖像縱軸的截距表示電源電動勢E,圖像斜率的絕對
值表示電源內(nèi)阻r,根據(jù)圖像可知
45
E=4.5V,r=堤。=1.8/2
(3)圖像與橫軸交點表示短路電流,當電源短路時,電表內(nèi)阻的不影響短路電流,與橫坐標軸交點的
數(shù)值不變;
電壓表和電源并聯(lián),測量的內(nèi)阻是電壓表和電源并聯(lián)后的電阻,比電源內(nèi)阻的真實值小,圖像斜率偏小,
修正后圖像斜率變大,與縱坐標軸交點的數(shù)值將變大。
故答案為:(1)B;(2)4.5,1.8;(3)不變,變大。
【點評】本題考查測定電源電動勢和內(nèi)阻實驗,要求掌握實驗原理、實驗電路、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。
6.(2022?山東)某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材,設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗,實驗器材:
干電池E(電動勢I.5V,內(nèi)阻未知);
電流表Ai(量程10mA,內(nèi)阻為90H);
電流表A2(量程30mA,內(nèi)阻為30C);
定值電阻Ro(阻值為150C);
滑動變阻器R(最大阻值為100C);
待測電阻Rx:
開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
測量電路如圖所示。
(1)斷開開關(guān),連接電路,籽滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端,將定值電阻Ro接入電路;閉
合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,使電流表指針指在滿刻度的;處,該同學(xué)選用電流表為Ai(填“Ai”或
“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻,此時滑動變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為60
3
(2)斷開開關(guān),保持滑片的位置不變,用Rx替換Ro,閉合開關(guān)后,電流表指針指在滿刻度的£處,則
Rx的測量值為1000,
(3)本實驗中未考慮電池內(nèi)阻,對Rx的測量值無(填“有”或“無”)影響。
E
Rx
----------1I----------
【考點】伏安法測電阻.
【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;實驗探究能力.
【答案】(1)Ai,60;(2)100;(3)無
【分析】(1)根據(jù)實驗要求選擇合適器材,根據(jù)閉合電路歐姆定律解得;
(2)(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律解得R、,并分析實驗誤差。
【解答】解:(1)若不考慮電源內(nèi)阻,且在電源兩端只接R。時,電路中的電流約為1=^=蓋A=10mA
由題知,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,要使電流表指針指在滿刻度的£處,則該同學(xué)選到的電流表應(yīng)為Ai.
當不考慮電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E=與(R+RO+RAI)
代入數(shù)據(jù)解得:R=60C
(2)斷開開關(guān),保持滑片的位置不變,用R、替換R。,閉合開關(guān)后,有
E=^(R+RX+RAI)
J
代入數(shù)據(jù)有
Rx=i(x)n
(3)若考慮電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有:
E=%(R+r)+R0+RAI]
E=^[(R+r)+RX+RAI]
將R+r作為一個整體,聯(lián)立計算可知Rx不受影響;
故答案為:(1)Ai,60;(2)100;(3)無
【點評】本題考查半偏法測內(nèi)阻,解題關(guān)鍵掌握實驗原理,注意閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,
7.(2022?廣東)彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件。某同學(xué)測量彈性導(dǎo)電繩的
電阻與拉伸后繩長之間的關(guān)系,實驗過程如下:
(1)裝置安裝和電路連接
如圖(a)所示,導(dǎo)電繩的一端固定,另一端作為拉伸端,兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如
圖(b)所示的電路中。
(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量
①將導(dǎo)電繩拉伸后,用刻度尺測量并記錄A、B間的距離,即為導(dǎo)電繩拉伸后的長度L。
②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)Si,調(diào)節(jié)R,使電壓表和電流表的指針
偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和
③閉合S2,電壓表的示數(shù)變小(選填“變大”或“變小”)。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U,記
U
家電流表的示數(shù)12,則此時導(dǎo)電繩的電阻Rx-;~~7(用11、12和U表示)。
―72-/1-
④斷開S1,增大導(dǎo)電繩拉伸量,測量并記錄A、B間的距離,重復(fù)步驟②和③。
(3)該電壓表內(nèi)阻對導(dǎo)電繩電阻的測量值無(選填“有”或“無”)影響。
(4)圖(c)是根據(jù)部分實驗數(shù)據(jù)描繪的Rx-L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機械臂上,當機械
臂彎曲后,測得導(dǎo)電繩的電阻R、為L33kC,則由圖線可透出導(dǎo)電繩拉伸后的長度為51.8()cm,
即為機械臂彎曲后的長度。
【考點】伏安法測電阻;歐姆定律的簡單應(yīng)用.
【專題】實驗題:推理論證能力;實驗探究能力.
U
【答案】變小、-無、51.80
與一。
【分析】閉合S2,電路總電阻減小,總電流增加,內(nèi)電壓增加,外電壓減??;根據(jù)歐姆定律即可求解。
【解答】解:閉合S2,電路總電阻減小,總電流增加,內(nèi)電阻與滑動變阻器上電壓增加,所以電壓表
示數(shù)減小;由于電壓表示數(shù)為U,所以閉合S2后,定值電阻上電流仍為h,那么流過R、上電流為12-
Il
根據(jù)歐姆定律得:根據(jù)R、電阻測量值表達式'所以該電壓表內(nèi)阻對導(dǎo)電繩電阻的測量值無
關(guān),根據(jù)圖c可知導(dǎo)電繩拉伸后的長度為51.80cm。
U
故:變小、-----、無、51.80
/2一/1
【點評】本題考查電路的動態(tài)分析,伏安法測電阻,注意對實驗原理的理解。
8.(2022?乙卷)一同學(xué)探究阻值約為550。的待測電阻Rx在0?5mA范圍內(nèi)的伏安特性。可用器材有:
電壓表。(量程為3V,內(nèi)阻很大),電流表③(量程為1mA,內(nèi)阻為300。),電源E(電動勢約為4V,
內(nèi)阻不計),滑動變阻器R(最大阻值可選lOfi或1.5kC),定值電阻Ro(阻值可選75c或150Q),開
關(guān)S,導(dǎo)線若干。
(1)要求通過Rx的電流可在。?5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),在答題卡上將圖(a)所示的器材符號連線,
畫出實驗電路的原理圖;
(2)實驗時,圖(a)中的R應(yīng)選最大阻值為10C(演“10Q”或“1.5kQ”)的滑動變阻器,Ro
應(yīng)選阻值為75C(填“75?!被颉?50C”)的定值電阻;
(3)測量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)
和圖(c)所示,則此時Rx兩端的電壓為2.30V,流過Rx的電流為4.20mA,此組數(shù)據(jù)得
到的Rx的阻值為548。(保留3位有效數(shù)字)。
【考點】伏安法測電阻.
【專題】定顯思想;實驗分析法;恒定電流專題;實險探究能力.
【答案】(I)電路圖見解析;(2)10D,750;(3)2.30;4.20;548。
【分析】(1)電流表需要改裝,滑動變阻器采用分壓器接法,由此連圖;
(2)根據(jù)“方便性原則”選取滑動變阻器;通過Rx的電流最大為5mA,需要將電流表量程擴大為原
來的5倍,根據(jù)并聯(lián)分流特點進行解答:
(3)根據(jù)電壓表和電流表的讀數(shù)方法進行讀數(shù),根據(jù)歐姆定律求解電阻阻值。
【解答】解:(1)電流表內(nèi)阻已知,電流表與Ro并聯(lián)擴大電流表量程。當電流最大為5mA時,待測電
阻Rx的電壓大約為2.75V,電流表滿偏電壓為0.3V,若電沆表采用內(nèi)接,被測最大電壓有可能超過電
壓表的量程,故采用外接法?;瑒幼冏杵鞑捎梅謮菏浇臃?,電表從0開始測量,滿足題中通過Rx的電
流從。?5mA連續(xù)可調(diào),電路圖如圖1所示:
圖1
(2)電路中R應(yīng)選最大阻值為10C的滑動變阻器,方便電路的調(diào)節(jié),測量效率高、實驗誤差小;
通過Rx的電流最大為5mA,需要將電流表量程擴大為原來的5倍,根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)律示意圖如圖2
所示:
Ro
圖2
4nM30012
根據(jù)并聯(lián)分流,即并聯(lián)電路中電流之比等于電阻的反比,可知:
1mARo
解得:Ro=75Q;
(3)電壓表每小格表示0.1V,向后估讀一位,即U=2.30V;
電流表每小格表示0.02mA,本位估讀,即0.84mA,電流表顯程擴大5倍,所以通過Rx的電流為I=4.20mA;
根據(jù)歐姆定律可知:Rx=§=230548—
14.20x10'
故答案為:(1)電路圖見解析;(2)10。,75ft;(3)2.30;4.20;548。
【點評】對于實驗題,要弄清楚實驗H的、實驗原理以及數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問題,一般的實驗設(shè)計、
實驗方法都是根據(jù)教材I?.給制的實驗方法進行拓展,延伸,所以?定要熟練掌握教材中的重要實驗。對
于實驗儀器的選取一般要求滿足安全性原則、準確性原則和操作方便原則。
9.(2022?重慶)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時,其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實驗電路如圖I
所示,實驗設(shè)定恒定電流為50.0HA,主要實驗器材有:恒壓直流電源E、加熱器、測溫儀、熱敏電阻
RT>可變電阻RI、電流表A、電壓表V。
(1)用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后,為使電流表的示數(shù)仍為50.0UA,須調(diào)節(jié)可變電阻Ri(選填一
種給定的實驗器材)。當RT兩端未連接電壓表時,電流表示數(shù)為50.0卬\;連接電壓表后,電流表示數(shù)
顯著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻遠大于(選填“遠大于”“接近”“遠小于”)RT阻值的電壓
表。
(2)測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示,由圖2可得溫度從35OC變化到40OC的過程中,
位有效數(shù)字)。
圖2
【考點】伏安法測電阻.
【專題】定量思想;圖析法;恒定電流專題;推理論證能力.
【答案】(1)可變電阻Ri;遠大于;(2)-1.2
【分析】(1)根據(jù)電路構(gòu)造和歐姆定律得出需要調(diào)節(jié)的儀器;
根據(jù)并聯(lián)電路電限的特點得出電壓表更換后內(nèi)阻的人小關(guān)系;
(2)根據(jù)圖片結(jié)合歐姆定律得出阻值隨著溫度的平均變化率。
【解答】解:(1)由題可知直流電源E的電動勢不變,而用加熱器調(diào)節(jié)Ri的溫度后,導(dǎo)致整個I可路的
總電阻改變。而要確保電流表的示數(shù)仍為50.0pA,則需控制整個回路的總電阻不變,故需要調(diào)節(jié)的器
材是可變電阻R1:
連接電壓表后,電流表示數(shù)顯著增大,則說明電壓表與RT并聯(lián)后總電阻減小,則根據(jù)并聯(lián)電阻的關(guān)系
有
要保證總甩阻不變,需要將原電壓表更換為內(nèi)阻遠大于RT內(nèi)阻的電壓表;
(2)圖可得溫度為35.0C時電壓表的電壓為1.6V,且實驗設(shè)定恒定電流為50.0pA,則根據(jù)歐姆定律可
知此時熱敏電阻RTi=32kO,溫度為40.0C時的電壓表的電壓為1.3V,且實驗設(shè)定恒定電流為50.0RA,
則根據(jù)歐姆定律可.知此時熱敏電阻RT2=26kC,則溫度從35.CTC變化到40.0℃的過程中,RT的阻值隨
溫度的平均變化率為
k-"場_26.0kC—32.0k。_?℃-1
K~At~40.0℃-35.0℃一
負值表示隨著溫度升高電阻的阻值減小。
故答案為:(1)可變電阻Ri;遠大于;(2)-1.2
【點評】本題主要考查了伏安法測電阻的相關(guān)實驗,根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作,結(jié)合電路構(gòu)造
和圖像的特點即可完成分析。
10.(2022?浙江)小明同學(xué)根據(jù)圖1的電路連接器材來“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”。實驗
時多次改變合金絲甲接入電路的長度1、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,使電流表的讀數(shù)I達到某一相同值時
記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個亍的值,作出01圖像,如圖2中圖線a所示。
圖2
(1)在實驗中使用的是0?20。(選填“0?20Q”或“0?200Q”)的滑動變阻器。
(2)在某次測量時,電壓表的指針位置如圖3所示,量程為3V,則讀數(shù)U=1.30V。
(3)已知合金絲甲的橫截面積為7.0X10-8m2,則合金絲甲的電阻率為1.0X10"Q?m(結(jié)果保
留2位有效數(shù)字)。
(4)圖2中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的方法獲得的
亍-I圖像,由圖可知合金絲甲的橫截面積小于(選填“大于”、“等于”或“小于”)合金絲乙的
橫截面積。
【考點】導(dǎo)體甩阻率的測量.
【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;推理法;恒定電流專題;實驗探究能力.
【答案】(1)0?20c(2)1.30;(3)1.0X10-6:(4)小于。
【分析】(1)為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器。
(2)根據(jù)電壓表量程確定其分度值,根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)。
(3)應(yīng)用電阻定律求出合金絲的電阻率。
(4)根據(jù)圖示圖象比較兩合金絲電阻大小,然后與電阻定律比較電阻率大小關(guān)系。
【解答】解:(1)為方便實驗操作,在實驗中使用的是0?20。的滑動變阻器。
(2)電壓表量程是3V,由圖3所示表盤可知,其分度值為0.1V,示數(shù)為1.30V。
(3)由歐姆定律與電阻定律得:R+R/\=pR=pg則
由圖2所示:/-1圖象可知,圖象、的斜U.率4Ik—=II.€I4=Uap/m,
代入數(shù)據(jù)解得:p^l.0X10-6n-m
(4)另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后,電阻率不變,橫截面積變?yōu)椋篠'=
S+S乙
由圖2中圖線b可得:S'=+=嚙弊?m2=2.8XI0-7m2
b0.43-0A5
S「S'-S=2.8X10'7m2-7.0X10'8m2=2.1X107m2,故合金絲甲的橫截面積小于乙的橫截面積。
故答案為:(1)0-200(2)1.30;(3)1.0X106;<4)小丁。
【點評】理解實驗原理是解題的前提,應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出圖象的函數(shù)表達式,根據(jù)圖示圖象
可以解題。
II.(2022?湖南)小夢同學(xué)自制了一個兩擋位(“Xl”“X10”)的歐姆表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,Ro為調(diào)
零電阻(最大阻值為Rom),Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+ROm<RmVRn),電流計?的內(nèi)阻為RG(RS
<<RG),用此歐姆表測量一待測電阻的阻值,回答下列問題:
(1)短接①②,將單刀雙擲開關(guān)S與m接通,電流計?示數(shù)為hn;保持電阻R?;恢貌蛔?,將單
刀雙擲開關(guān)S與n接通,電流計?示數(shù)變?yōu)镮n,則刀大于In(填“大于”或“小于”;;
(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通,此時歐姆表的擋位為義10(填“XI”或“X10”);
(3)若從“XI”擋位換成“XIO”擋位,調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流計?滿偏刻度處)時,調(diào)零
電阻R。的滑片應(yīng)該向上調(diào)節(jié)(填“向上”或“向下”);
(4)在“X10”擋位調(diào)整歐姆零點后,在①②間接入阻值為100。的定值電阻Ri,穩(wěn)定后電流計。的
指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的芻取走Ri,在①?間接入待測
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