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【解析版】2014届高三名校物理试题汇编专题21 电学实验1


专题 21

电学实验 1(解析版)

1.【2013·西工大附中第四次适应性训练】(8 分)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流 的关系。 可用的器材如下: 电源 (电动势 3V, 内阻 1Ω ) 、 电键、 滑动变阻器 (最大阻值 20Ω ) 、 电压表、电流表、小灯泡、导线若干。 (1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的 U-I

图象如图 a 所示,则可知小灯泡的 电阻随电压增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”) 。

(2)根据图 a,在图 b 中把缺少的导线补全,连接成实验电路(其中电流表和电压表分 别测量小灯泡的电流和电压) 。

(3)若某次连接时,把 AB 间的导线误接在 AC 之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能 使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是 ___________W(本小题若需要作图,可画在图 a 中,结果保留两位有效数字) 。 【答案】(1)增大 (2)如图

(3)0.32W(0.30~0.34 都对)? 【解析】 试题分析:(1)由 图 a 可知,图线斜率逐渐变大,所以小灯泡的电阻随电压增大而增大; (3)当滑片滑到变阻器中点时,小灯泡可能获得的功率最小,此进滑动变阻器接入电路的等 效电阻为 5Ω , 将此时变阻器看作电源内阻一部分, 电源内阻将为 6Ω , 在图中画出电源 U-I 图象,如图所示,小灯泡此进的功率为错误!未找到引用源。

考点:伏安特性曲线 2.【2014·山西高三四校联考】某兴趣小组在一次实验中需测量一只量程已知的电压表的内 阻,现提供如下器材: ①待测电压表一只 (量程 3V, 内阻约 3kΩ 待测) ; ②电流表一只 (量程 3A, 内阻 0.01Ω ) ; ③电池组(电动势约为 3V,内阻不计) ; ⑤变阻箱一个(可以读出电阻值,0-9999Ω ) ; 某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: ④滑动变阻器一个; ⑥开关和导线若干。

(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你 认为其中相对比较合理的是 (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键 S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量: 电压表的读数 U 和 (填上文字和符号) ;

(3)为方便计算电压表的内阻,需作出相应的直线图线,请从下面选项中选择适当的坐标 轴, (A) U ? I (B) U ? 1 I (C) 1 U ? R ( D) U ? R

( 4 )设该直线图像的斜率为 k 、截距为 b ,则用 k 、 b 表示出的电压表内阻的表达式

RV =



【答案】 (1) 乙 【解析】

(2)变阻箱的阻值 R

(3) C

(4)

b k

3.【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】某同学要测量一电压表的内阻,实验室提供 如下器材: A.多用电表一个 约为 100 Ω ) D.直流电源一个(电动势 4V,内阻不计) E.开关一个,导线若干 B.待测直流电压表(量程 3 V) C.滑动变阻器一个(最大阻值

为了准确地测量这只电表的内阻,该同学用伏安法进行测量. (1)请用笔画线作为导线,将图中的仪器连接起来. (其中一条线已画出) (2)写出要直接测量的物理量以及它们的字母代号:____________________ (3)用所测物理量表示待测电压表内阻的表达式为 RV=________.

U 【答案】 (1)见解析图 (2)电压表示数 U,多用电表毫安挡读数 I; (3) . I 【解析】 试题分析: (1)连线图如下图; (2)直接测量的物理量以及它们的字母代号:电压表示数 U, U 多用电表毫安挡读数 I; (3)用所测物理量表示待测电压表内阻的表达式为 RV= ; I

考点:伏安法测电压表的内阻。 4.【2014·新余高三上学期期末质检】 某电流表的量程为 50mA,内阻为 50Ω ,其表面的刻 度盘已损坏,要重新通过测量来刻画出刻度值,有下列 器材: A.待测电流表 B.9V 直流电源

C.“0-10Ω ,1A”滑动变阻器 D.“0-100Ω ,50mA”滑动变阻器 E.“0.6A,0.5Ω ”标准电流表 F.“3A,0.01Ω ”标准电流表 G.5Ω 标准电阻 F.20Ω 标准电阻 (1)应选用的器材 (2)画出实验电路图 (3) 待 刻 度 电 流 表 的 电 流 表 刻 度 值 Ix = 义 。 .说明式中各物理量的表示意 I. 开关及导线若干 (填选用器材序号)。

( 3) 由 电 路 图 可 知 , 流 过 待 较 准 电 流 表 的 电 流 为 : I x ?

I ( RE ? RG ) ,I 为标准 R

电 流 表 E 的 读 数 , RE 为 标 准 电 流 表 E 的 内 电 阻 , R 为 待 测 交 电 流 表 的 电 阻 , RG 为 定值电阻阻值. 考点:伏安法测电阻 5.【2014·江西稳派名校学术联盟高三调研】 (8 分)为了探究额定功率为 4W、额定电压为 4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系,提供了如下的实验器材: A. 电压表 V1(0~2V,内阻 2kΩ ) B. 电压表 V2(0~15V,内阻 15kΩ ) C. 电流表 A(0~1A,内阻约 1Ω ) D. 定值电阻 R1=2kΩ E. 定值电阻 R2=16kΩ F. 滑动变阻器 R(15Ω ,2A) G. 学生电源(直流 6V,内阻不计) H. 开关、导线若干 (1)为了减小实验误差,电压表应选用________,定值电阻应选用_________(均用序号字 母填写) ; (2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,画出满足要求 的电路图;

(3)根据设计的电路图,写出电压表读数 UV 与小灯泡两端电压 U 的关系__________。若 小灯泡的电功率为 P,则关系图线可能正确的是__________。

【答案】 (1)A (或 V1) (1 分) D (或 R1) (1 分) (2)电路图如图(3 分)

(3)U=2UV(1 分) C(2 分)

(3) v1 与 R1 串联,电流 I ? 电阻电路电功率 P ?

uv ,而灯泡电压 U ? I ? (2k ? ? 2k ?) ? 2UV 。根据灯泡纯 2k ?

U2 ,图像应是一条倾斜的直线,但考虑到随功率变大温度升高,电阻 RL

变大,所以图像斜率逐渐变小,图 C 正确。 考点:描绘小灯泡伏安特性曲线实验探究 6.【2013·临川二中、上高二中高三联考】 (10 分)现仅有以下器材: A1 表:量程 0.2A V2 表:量程 100V A2 表:量程 0.02A 滑线变阻器 R:0~10Ω V1 表:量程 3V 电阻箱 R0:0~9999.9Ω , 0.1A

蓄电池组 E:ε =6V,r=0.1Ω

电键 S 及导线若干

为较准确地测定一电阻值 Rx 约 1.2Ω 的电阻丝的阻值,已有甲、乙两位同学分别设计了甲、 乙二个电路图来测量 Rx。但甲、乙两电路设计均有不合理之处,请指出存在的问题(各图分 别指出两处即得满分) 。

(1)甲图不合理之处: (2)乙图不合理之处:

, ,

。 (2 分) 。 (2 分)

(3)请设计一个实用的较合理的电路图,画在规定方框内,并写出 Rx 的计算公式。 (说明公 式 中 各 物 理 量 的 意 义 ) Rx= 是: 画图(2 分) 【答案】 ( 1 )① 不 能 多 次 测 量 ,② 超 过 电 流 表 量 程 不 安 全 ,③ 电 压 表 量 程 太 大 ,读 数误差较大. ( 2) ① 电 流 表 量 程 太 小 , ② 电 压 表 量 程 太 大 , ③ 变 阻 器 调 节 作 用 太 小 . ⑶ 见 下 图 , UV 是 电 压 表 V1 表 示 , IA 是 电 流 表 A1 示 数 , R0 是 电 阻 箱 示 数 . 【解析】 试题分析: ( 1 )对 于 甲 图 不 合 理 之 处 :① 不 能 多 次 测 量 ,② 超 过 电 流 表 量 程 不 安 全 , ③电压表量程太大,读数误差较大. ( 2 )对 于 乙 图 不 合 理 之 处 :① 电 流 表 量 程 太 小 ,② 电 压 表 量 程 太 大 ,③ 变 阻 器 调 节作用太小. ( 3 )待 测 电 阻 的 阻 值 较 小 , 宜 使 用 电 流 表 外 接 法 . 滑 动 变 阻 器 的 阻 值 只 有 10 Ω , 宜使用分压接法.较为合理的电路图如图所示. ; (2 分)各量的意义 。 (2 分)

Rx 的 计 算 公 式 : RX= 是电阻箱示数.

UV ? R0 , 其 中 U V 是 电 压 表 V 1 表 示 , I A 是 电 流 表 A 1 示 数 , R 0 IA

考点:本题考查伏安法测电阻。 7.【2013·景德镇高三第二次质检】 (9 分)某待测电阻 Rx 的阻值约为 20Ω ,现要测量其阻 值,实验室提供器材如下: A.电流表 A1(量程 150mA,内阻约为 10Ω ) B.电流表 A2(量程 20mA,内阻 r2=30Ω ) C.电压表 V(量程 15V,内阻 15kΩ ) D.定值电阻 R0=100Ω E.滑动变阻器 R,最大阻值约为 10Ω F.电源 E,电动势 E=9V(内阻不计) G.电键 S 及导线若干 (1) 测量时要求电表读数不得小于其量程的错误!未找到引用源。 ,那应选择的电表 .. 是 。 (填电表前面的字母符号)

(2)请你在虚线框内画出测量 Rx 的实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号 标注) 。 (3)实验时电流表 A1 的读数为错误!未找到引用源。1,电流表 A2 的读数为错误!未找到

引用源。2,用已知的和测得的物理量表示 Rx=__________。 (用字母表示)
【答案】 (1)AB(2 分) (2)如右图所示 (4 分)

(3) Rx ?

I 2 ( R0 ? r2 ) I1 ? I 2

(3 分)

8.【2014·吉安白鹭洲高三上学期期中考试】 用伏安法测量一个定值电阻的电阻值,现有 的器材规格如下: A.待测电阻 Rx(大约 100Ω ) B.直流毫安表 A1(量程 0~10mA,内阻约为 100Ω ) C.直流毫安表 A2(量程 0~40mA,内阻约为 40Ω ) D.直流电压表 V1(量程 0~3V,内阻约为 5kΩ ) E.直流电压表 V2(量程 0~15V,内阻约为 15kΩ ) F.直流电源(输出电压 4V,内阻计) G.滑动变阻器 R1(阻值范围 0~50Ω ,允许最大电流 1A) H.滑动变阻器 R2(阻值范围 0~10kΩ ,允许最大电流 1A) I.开关一个、导线若干 根据器材的规格和实验要求,为使结果更加准确,要求电压和电流的变化范围尽可能大。 (1)直流毫安表应选 ,直流电压表应选 ,滑动变阻器应选 。 (填序号 A、B、C?)

(2)在方框内画出实验电路图。 (3)测量结果误差为:______ _. (填“偏大”或“偏小”) 【答案】(1) C ;D ;G(2)(分压、外接)如图(3)偏小

9.【2013·湖南怀化高三期末】 (10 分)在测电阻的实验中,待测电阻 Rx 大约为 20Ω ,从 实验室找出以下供选择的器材: (要求电压从 0 开始调节,测量数据尽可能精确) A.电池组(电动势 3 V,内阻约 1Ω ) C. 电压表 V(0~3 V,内阻 5kΩ ) E.滑动变阻器 R1(0~20Ω ) G.开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号). (2)将设计的电路图画在下面虚线框内. B.电流表 A1(0~150 mA,内阻 Rg1 约 5Ω ) D.电压表 V(0~15 V,内阻 10 kΩ ) F.滑动变阻器 R2(0~3 000Ω )

(3)根据电路原理图完成下列实物图连接。

【答案】 (1) (3 分)ABCEG(每缺少 1 项扣 1 分;有错误选项不得分。 ) (2) (4 分) 如右图所示。 (分压电路正确给 2 分,测量电路正确给 2 分)

(3) (3 分)如下图所示。 (每根导线各 1 分)

【解析】 试题分析: (1) 实验需要电源 A,电流表 B,电压表,因为电源电压为 3V,为了减小实验误 差,所以选用电压表 C,为了操作方便,所以滑动变阻器选用 E,还需要导线和开关 G,所 以选 ABCEG(每缺少 1 项扣 1 分;有错误选项不得分。 ) (2)实验要求电压从零开始,所以采用滑动变阻器的分压解法,被测电阻阻值很小,所以 需要电流表的外接法,故如右图所示。

(分压电路正确给 2 分,测量电路正确给 2 分) (3)如下图所示。 (每根导线各 1 分)

考点:考查了伏安法侧电阻实验, 做此类型题目时, 仪器的选择和电路图的画法是难点, 所以要按照题目的要求以及给出的仪 器进行选择,

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