圓學子夢想 鑄金字品牌溫馨提示： 此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調節合適的觀看比例，關閉Word文檔返回原板塊。 考點13 電學實驗1.(2014新課標全國卷)利用如圖甲所示電路,可以測量電源的電動勢和內阻,所用的實驗器材有:待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9),電阻R0(阻值為3.0),電阻R1(阻值為3.0),電流表(量程為200 mA,內阻為RA=6.0),開關S。實驗步驟如下:將電阻箱阻值調到最大,閉合開關S;多次調節電阻箱,記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R;以為縱坐標,R為橫坐標,作圖線(用直線擬合);求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。回答下列問題:(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻,則與R的關系式為。(2)實驗得到的部分數據如下表所示,其中電阻R =3.0時電流表的示數如圖乙所示,讀出數據,完成下表。答:,。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.913.0(3)在圖丙的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖,根據圖線求得斜率k=A-1-1,截距b=A-1。(4)根據圖線求得電源電動勢E=V,內阻r=?！窘忸}指南】本題要首先利用閉合電路歐姆定律得出I與R的函數關系,然后變形成y=kx+b這樣的一次函數?！窘馕觥勘绢}考查了測量電源電動勢和內電阻。(1)電流表電阻是R1的2倍,所以干路電流為3I,根據閉合電路歐姆定律代入數據,化簡得。(2)電流表每小格表示2 mA,因此電流表讀數是0.110 A,倒數是9.09 A-1。(3)根據坐標紙上給出的點,畫出一條直線,得出斜率k=1.0A-1-1,截距b=6.0A-1。(4)斜率,因此V,截距,。答案:(1) (2)0.1109.09(3)1.0(或在0.961.04之間)6.0(或在5.96.1之間)(4)3.0(或在2.73.3之間)1.0(或在0.61.4之間)2.(2014北京高考)利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內電阻。要求盡量減小實驗誤差。(1)應該選擇的實驗電路是圖1中的(選填“甲”或“乙”)。(2)現有電流表(00.6A)、開關和導線若干以及以下器材:A.電壓表(015 V)B.電壓表(03 V)C.滑動變阻器(050)D.滑動變阻器(0500)實驗中電壓表應選用;滑動變阻器應選用。(選填相應器材前的字母)(3)某位同學記錄的6組數據如下表所示,其中5組數據的對應點已經標在圖2的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=V,內電阻r=。(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關系的是?！窘馕觥?1)干電池的內阻較小,電壓表的分流作用可以忽略,所以選甲圖電路。(2)依據安全、精確、方便的原則:電源電壓為一節干電池,大約為1.5 V,所以電壓表應選B;滑動變阻器串聯在電路中,其阻值應選與待測電阻阻值(大約幾歐)相當的,應該選C。(3)先描點,再作圖,第四個點誤差較大,應該舍去,如圖所示。(4)U軸的截距為電動勢,為1.50V,直線的斜率為內阻r=0.83。(5)隨著U的增大,外電阻是不斷增大的,當滑動變阻器的阻值等于電源內阻時,電源的輸出功率最大;當U與E相等時,則意味著外電阻為無窮大,處于斷路狀態,電路中電流為零,此時電源輸出功率P為零,C正確。答案:(1)甲(2)BC(3)見解析(4)1.500.83(5)C【誤區警示】本題計算斜率時容易寫成r= 而出錯,原因是沒有看清U軸起點并不是0,應該寫成r=才可;判斷P-U關系時容易錯選D,原因是沒有考慮到U=E時外電路已斷路,輸出功率P一定為零。3. (2014安徽高考)某同學為了測量一個量程為3V的電壓表的內阻,進行了如下實驗。(1)他先用多用表進行了正確的測量,測量時指針位置如圖甲所示,得出電壓表的內阻為3.00103,此時電壓表的指針也偏轉了。已知多用表歐姆擋表盤中央刻度值為“15”,表內電池電動勢為1.5 V,則電壓表的示數應為V(結果保留兩位有效數字)。(2)為了更準確地測量該電壓表的內阻RV,該同學設計了圖乙所示的電路圖,實驗步驟如下:A.斷開開關S,按圖乙連接好電路;B.把滑動變阻器R的滑片P滑到b端;C.將電阻箱R0的阻值調到零;D.閉合開關S;E.移動滑動變阻器R的滑片P的位置,使電壓表的指針指到3V的位置;F.保持滑動變阻器R的滑片P位置不變,調節電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5V位置,讀出此時電阻箱R0的阻值,此值即為電壓表內阻RV的測量值;G.斷開開關S。實驗中可供選擇的實驗器材有:a.待測電壓表b.滑動變阻器:最大阻值2 000c.滑動變阻器:最大阻值10d.電阻箱:最大阻值9 999.9,阻值最小改變量為0.1e.電阻箱:最大阻值999.9,阻值最小改變量為0.1f.電池組:電動勢約6 V,內阻可忽略g.開關,導線若干按照這位同學設計的實驗方法,回答下列問題:要使測量更精確,除了選用電池組、導線、開關和待測電壓表外,還應從提供的滑動變阻器中選用(選填“b”或“c”),電阻箱中選用(選填“d”或“e”)。電壓表內阻的測量值R測和真實值R真相比,R測R真(選填“”或“R真。RV越大,外電阻越大,干路電流越小,外電阻變化時,外電壓的變化量越小,故R測誤差越小,從而越小。答案:(1)1.0(2)cd小【誤區警示】本題中電壓表半偏時,電阻箱的電壓與電壓表電壓大小關系不清楚,導致答案錯誤。4.(2014浙江高考)小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣,于是用伏安法測量其電阻值。(1)圖甲是部分連接好的實物電路圖,請用電流表外接法完成接線并在圖甲中畫出。(2)小明用電流表內接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數據描到U-I圖上,如圖乙所示。在圖中,由電流表外接法得到的數據點是用(選填“”或“”)表示的。(3)請你選擇一組數據點,在圖乙上用作圖法作圖,并求出這段鉛筆芯的電阻為。【解題指南】解答本題時應從以下兩點進行分析:(1)知道內接法和外接法的連接方式;(2)知道物理作圖方式?！窘馕觥?1)根據外接法的連接方式連接實物圖。(2)用“”表示的數據點是由電流表外接法得到的,R=(1.11.3)。(3)用“”數據點連線,R=(1.51.7)。答案:見解析5.(2014福建高考)某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻,實驗原理如圖甲所示,其中,虛線框內為用靈敏電流計改裝的電流表,為標準電壓表,E為待測電池組,S為開關,R為滑動變阻器,R0是標稱值為4.0的定值電阻。已知靈敏電流計的滿偏電流Ig=100A、內阻rg=2.0k,若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA,應并聯一只(保留一位小數)的定值電阻R1;根據圖甲,用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路;某次實驗的數據如下表所示:測量次數12345678電壓表讀數U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表讀數I/mA20406080100120140160該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法),計算出電池組的內阻r=(保留兩位小數);為減小偶然誤差,逐差法在數據處理方面體現出的主要優點是 。該小組在前面實驗的基礎上,為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響,用一已知電動勢和內阻的標準電池組,通過上述方法多次測量后發現:電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內阻測量值總是偏大的原因是。(填選項前的字母)A.電壓表內阻的影響B.滑動變阻器的最大阻值偏小C.R1的實際阻值比計算值偏小D.R0的實際阻值比標稱值偏大【解題指南】解答本題時應明確以下三點:(1)電表的改裝原理;(2)“逐差法”的理解與遷移;(3)等效內阻與誤差分析?！窘馕觥繐?I-Ig)R1=Igrg可得R1=1.0。依電路圖連接實物圖如圖所示借鑒逐差法有r內+R0=,電池組的內阻r內=r-R0=5.66-4.0=1.66,逐差法的優點是充分利用已測得的數據,減小偶然誤差。若考慮電壓表內阻的影響,則內阻的測量值比真實值小,滑動變阻器的最大值對測量結果無影響,A、B錯誤;據r內=r-R0可知R0的實際阻值比標稱值大,則內阻的測量值總是偏大,D正確;R1的實際阻值比計算值小,則實際通過電流表的電流大于示數,據可知內阻的測量值偏大,C正確。答案:1.0見解析圖1.66充分利用已測得的數據,減小偶然誤差C、D6.(2014四川高考)如圖是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖,圖中R0是保護電阻(10),R1是電阻箱(099.9),R是滑動變阻器,A1和A2是電流表,E是電源(電動勢10V,內阻很小)。在保證安全和滿足要求的情況下,使測量范圍盡可能大。實驗具體步驟如下:()連接好電路,將滑動變阻器R調到最大;()閉合S,從最大值開始調節電阻箱R1,先調R1為適當值,再調節滑動變阻器R,使A1示數I1=0.15A,記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數I2;()重復步驟(),再測量6組R1和I2值;()將實驗測得的7組數據在坐標紙上描點。根據實驗回答以下問題:現有四只供選用的電流表:A.電流表(03mA,內阻為2.0)B.電流表(03mA,內阻未知)C.電流表(00.3A,內阻為5.0)D.電流表(00.3A,內阻未知)A1應選用,A2應選用。測得一組R1和I2值后,調整電阻箱R1,使其阻值變小,要使A1示數I1=0.15A,應讓滑動變阻器R接入電路的阻值(選填“不變”“變大”或“變小”)。在坐標紙上畫出R1與I2的關系圖。根據以上實驗得出Rx=?！窘馕觥考僭ORx約為20,則流過A2的電流約為,則電流表的量程應選00.3A,若已知A2的內阻,R1與I2可組成一次函數圖像,便于求出Rx。R1阻值變小,并聯部分電阻變小,不計電源內阻,若保持I1不變,應使R接入電路的阻值變大。如圖所示由題意知,即,由圖像的斜率可求得=240,代入數據解得Rx=31。答案:DC變大見解析圖317.(2014廣東高考)某同學設計的可調電源電路如圖甲所示,R0為保護電阻,P為滑動變阻器的滑片,閉合電鍵S。用電壓表測量A、B兩端的電壓:將電壓表調零,選擇03V擋,示數如圖乙,電壓值為V。在接通外電路之前,為了保證外電路的安全,滑片P應先置于端。要使輸出電壓U變大,滑片P應向端滑動。若電源電路中不接入R0,則在使用過程中,存在(選填“斷路”或“短路”)的風險。【解題指南】解答本題時應從以下三點進行分析:(1)電壓表如何進行讀數。(2)如何保證外電路的安全,即讓外電路的初始電壓最小。(3)滑動變阻器分壓式接法的特點?！窘馕觥窟x擇03V擋,則讀下面的數據,再估讀一位,電壓值為1.30V;為了保證外電路的安全,接通電路后應讓輸出電壓為最小,當滑片P置于A端時,接通外電路之后輸出電壓為0,這樣能保證外電路的安全;要增大外電路電壓,需要使滑片滑向B端;保護電阻的作用是防止電流過大,如果電路中不接入保護電阻,可能會存在短路的風險。答案:1.30AB短路8.(2014山東高考)實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線,某同學想通過實驗測定其實際長度。該同學首先測得導線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為1.710-8m,再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx,從而確定導線的實際長度。可供使用的器材有:電流表:量程0.6A,內阻約0.2;電壓表:量程3V,內阻約9k;滑動變阻器R1:最大阻值5;滑動變阻器R2:最大阻值20;定值電阻:R0=3電源:電動勢6V,內阻可不計;開關、導線若干?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中滑動變阻器應選(選填“R1”或“R2”),閉合開關S前應將滑片移至(選填“a”或“b”)端。(2)在實物圖丙中,已正確連接了部分導線,請根據圖甲電路完成剩余部分的連接。(3)調節滑動變阻器,當電流表的讀數為0.50A時,電壓表示數如圖乙所示,讀數為V。(4)導線實際長度為m(保留2位有效數字)?！窘馕觥?1)被測電阻的阻值約為,而電路中最大電流為Im=0.6A,所以電路中總電阻的最小值為,則滑動變阻器的阻值最小為R動=R-Rx-R0=5.3,故滑動變阻器應選擇R2;在電路中滑動變阻器為限流接法,閉合開關之前,其阻值應置于最大值處,即a處。(2)電路連接如圖所示(3)電壓表的讀數為2.30V。(4)被測電阻的測量值為,代入數據,解得導線的實際長度為l=94m。答案:(1)R2a(2)見解析(3)2.30(4)94【誤區警示】本題中滑動變阻器容易誤選阻值較小的R1,原因在于沒有考慮電路中電表的安全問題,如果選擇R1,則電路中的最小電流就會大于電流表的量程,電表將被燒壞。9.(2014江蘇高考)某同學通過實驗測量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數時測微螺桿發生轉動,讀數前應先旋緊如圖所示的部件(選填“A”“B”“C”或“D”)。從圖中的示數可讀出合金絲的直徑mm。(2)如圖所示是測量合金絲電阻的電路,相關器材的規格已在圖中標出。合上開關,將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中,發現電壓表和電流表的指針只在圖示位置發生很小的變化。由此可以推斷:電路中(選填圖中表示接線柱的數字)之間出現了(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后,調節滑動變阻器,讀出電壓表和電流表的示數分別為2.23V和38mA,由此,該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7。為了更準確地測出合金絲的阻值,在不更換實驗器材的條件下,對實驗應做怎樣的改進?請寫出兩條建議。 ?！窘馕觥?1)為防止讀數時測微螺桿發生轉動,讀數前應先旋緊部件B。圖中螺旋測微器的讀數為0.410mm。(2)圖示位置發生很小的變化即電壓表讀數3V左右,電流表讀數幾乎為0。7、9間斷路會出現這個情況。(3)根據電壓表和電流表的內阻,計算電阻值,因為Rx30,所以要用電流表內接。故改進方面為改用電流表內接;測量多組電流和電壓值,計算出電阻的平均值。(或測量多組電流和電壓值,用圖像法求電阻)答案:(1)B0.410(2)7、9斷路(3)見解析【誤區警示】螺旋測微器一般考查讀數,但是第(1)問考查了旋鈕的功能,很多同學可能選擇D導致錯誤;另外估讀部分漏掉致錯。第(2)問中的問題是判斷8、9斷路致錯,第(3)問主要是不能根據數據回答完整。10.(2014重慶高考)某照明電路出現故障,其電路如圖甲所示,該電路用標稱值12V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調好的多用表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示,讀數為V,說明正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合開關后,多用表指示仍然和圖乙相同,可判定發生故障的器件是(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)?！窘忸}指南】解答本題需注意以下三點:(1)多用電表直流50V的刻度值為1V,讀數時需估讀到0.1V。(2)電壓表有示數,則電壓表與電源組成的電路為通路,該部分電路無故障。(3)電壓表無示數,則電壓表與電源組成的電路為斷路,該部分電路有故障。【解析】多用電表直流50V的量程讀中間均勻部分,共50格,每格1V,應該估讀到0.1V,指針在1112之間,讀數為11.5V。開關斷開,相當于電壓表并聯在蓄電池兩端,讀出了蓄電池的電壓,故蓄電池是正常的。兩表筆接b、c之間并閉合開關,測得相同電壓,說明a、b之間是通路,b、c之間是斷路,故障器件是小燈。答案:11.5(11.211.8)蓄電池小燈11.(2014新課標全國卷)在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200,電壓表的內阻約為2k,電流表的內阻約為10,測量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示,結果由公式Rx=計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數。若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值?！窘忸}指南】解答本題時應注意理解以下兩點:(1)當時采用內接法,當時采用外接法;(2)內接法測量值大于電阻的真實值,外接法測量值小于電阻的真實值。【解析】由于,所以采取電流表內接法測量更準確,即題圖甲電路測量,Rx1更接近待測電阻真實值;題圖甲電路測量由于電流表的分壓使測量值大于真實值;題圖乙電路測量由于電壓表的分流使測量值小于真實值。答案:Rx1大于小于12.(2014天津高考)現要測量一個未知電阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:多用電表(僅可使用歐姆擋);一個電池組E(電動勢6 V);一個滑動變阻器R(020,額定電流1 A);兩個相同的電流表G(內阻Rg=1000,滿偏電流Ig=100A);兩個標準電阻(R1=29000,R2=0.1);一個電鍵S、導線若干。為了設計電路,先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻,采用“10”擋,調零后測量該電阻,發現指針偏轉非常大,最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來,下列判斷和做法正確的是(填字母代號)。A.這個電阻阻值很小,估計只有幾歐姆B.這個電阻阻值很大,估計有幾千歐姆C.如需進一步測量可換“1”擋,調零后測量D.如需進一步測量可換“1 k”擋,調零后測量根據粗測的判斷,設計一個測量電路,要求測量盡量準確并使電路能耗較小,畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁。【解析】因為多用電表指針幾乎滿偏,故可知所測電阻很小,只有幾歐姆,A對,B錯;根據歐姆表的特點,若要進一步精確測量,應換用小倍率,并進行歐姆調零,C對,D錯。根據伏安法測電阻原理和串、并聯電路規律,可將一個電流表串聯電阻R1后測量電壓,另一個電流表并聯R2后測量電流,題目要求能耗較小,故滑動變阻器采用限流式,所以電路設計如圖所示:答案:A、C見解析13.(2014上海高考)在“用DIS測電源的電動勢和內阻”的實驗中(1)將待測電池組、滑動變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻、電鍵及若干導線連接成電路如圖甲所示。圖中未接導線的A端應接在點(選填“B”“C”“D”或“E”)。(2)實驗得到的U-I關系如圖乙中的直線所示,則電池組的電動勢為V,內電阻阻值為。(3)為了測量定值電阻的阻值,應在圖甲中將“A”端重新連接到點(選填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I關系如圖乙中的直線所示,則定值電阻的阻值為?！窘忸}指南】解答本題注意以下兩點:(1)在路端電壓的U-I關系圖像中,縱截距為電池組的電動勢,斜率的絕對值為內電阻阻值;(2)圖乙中的直線的斜率的絕對值為內電阻阻值與定值電阻阻值之和。【解析】(1)電壓傳感器測的是路端電壓,且開關打開,電壓傳感器示數應為零,故導線的A端應接在C點。(2)由圖乙中的直線可知U-I關系圖線的縱截距為2.8V,即為電池組的電動勢,斜率的絕對值為=2,即內電阻阻值為2。(3)為了測量定值電阻的阻值,應將A端接到D點,由圖乙中的直線可知,斜率的絕對值為=5,即內電阻阻值與定值電阻阻值之和為5,所以定值電阻的阻值為5-2=3。答案:(1)C(2)2.82(3)D314.(2014海南高考)現有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率,現用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻,用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖甲和圖乙所示。(1)由圖讀得圓柱體的直徑為mm,長度為cm。(2)若流經圓柱體的電流為I,圓柱體兩端之間的電壓為U,圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示,則用D、L、I、U表示的電阻率的關系式為=?！窘忸}指南】解答此題應明確以下兩點:(1)掌握游標卡尺、螺旋測微器的讀數規則,特別是有效數字的位數;(2)理解歐姆定律和電阻定律?！窘馕觥?1)圓柱體的直徑為1.5mm+34.50.01 mm=1.845 mm;長度為42mm+80.05 mm=42.40 mm=4.240 cm;(2)由歐姆定律和電阻定律聯立得。答案:(1)1.845(1.8421.846均可)4.240(2) 15.(2014海南高考)用伏安法測量一電池的內阻。已知該待測電池的電動勢E約為9V,內阻約數十歐,允許輸出的最大電流為50mA。可選用的實驗器材有:電壓表(量程5 V);電壓表(量程10 V);電流表(量程50 mA);電流表(量程100 mA);滑動變阻器R(最大電阻300);定值電阻R1(阻值為200,額定功率為W);定值電阻R2(阻值為200,額定功率為1 W);開關S;導線若干。測量數據如坐標紙上U-I圖線所示。