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同步分层精练（四十二）电学实验专练
1.(2025·滨海模拟)为了精确测量阻值约为120 Ω的待测电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.待测电阻Rx
B.电压表V(量程1 V,内阻RV=300 Ω)
C.电流表A1(量程2 A,内阻RA≈20 Ω)
D.电流表A2(量程30 mA,内阻RA≈5 Ω)
E.滑动变阻器R1
F.滑动变阻器R2
G.电阻箱R0
H.电源(电动势3 V,内阻不计)
I.开关,导线若干
(1)该同学分析实验器材,发现电压表的量程太小,需将该电压表改装成量程为3 V的电压表,应　　　　(填“串联”或“并联”)电阻箱R0,并将R0的阻值调为　　　　Ω;
(2)实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,请将设计的电路画在虚线框中,并标出所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号;
某次测量时,电压表与电流表的示数分别为U、I,则待测电阻的阻值Rx=　　　　(用已知物理量的字母表示)。
2.(2025·广州模拟)掺氧化锡(FTO)玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成,在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d,进行如下操作:
(1)如图甲是一块长度为L、宽度为h的长条形FTO玻璃。
(2)先使用多用电表的电阻挡粗测,选择开关置于“×1 Ω”挡,进行　　　　调零后,将红、黑表笔接在薄膜左右两端面中点处,示数如图乙所示,读得电阻Rx=　　　　Ω。
(3)为进一步测得准确值,设计如图丙所示的电路,器材如下:
A.电源E(电动势为3 V,内阻可忽略)
B.电压表V(量程0~3 V,内阻约1 kΩ)
C.电流表A(量程0~10 mA,内阻RA=9 Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为10 Ω)
E.定值电阻R1=1 Ω
F.定值电阻R2=100 Ω
G.开关一个,导线若干
为较好地完成实验,定值电阻R应选　　　　　(选填“R1”或“R2”)。
(4)实验中,当滑片位于变阻器中间时,电流表示数为I0;若滑片滑到变阻器最右端时,则电流表的示数增加量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)I0;当滑片置于恰当位置时,电压表示数为U,电流表示数为I,则薄膜电阻的表达式Rx=　　　　　(用U、I、RA和R表示)。
(5)为测得该薄膜的厚度d,除了上述测得的物理量和题中的已知量,还需要知道的物理量是该薄膜的　　　　。(用文字表述)
3.(2025·郑州模拟)某实验小组为了测量一金属杆的电阻,设计了如图所示的电路,所用器材如下:
电源(电动势E恒定,内阻r=1.0 Ω);
电阻箱R0(最大阻值为999.9 Ω);
电阻R1(阻值为20.0 Ω);
电阻R2(阻值为15.0 Ω);
毫安表mA(量程30.0 mA,内阻不计);
待测金属杆,开关S,导线若干。
请完成下列实验操作和计算:
(1)根据如图所示实验原理图连接电路,闭合开关S,调节电阻箱R0的阻值为40.0 Ω,此时毫安表示数为24.0 mA,则金属杆中的电流为　　　　mA。
(2)重复以上步骤,调节电阻箱R0的阻值为20.0 Ω,此时毫安表示数为20.0 mA。
(3)断开开关,根据上述测量,计算得到待测金属杆的电阻为Rx=　　　　Ω,同时可得到所用电源电动势为E=　　　　V。
(4)若电源长期使用后,电源电动势不变、内阻增大,则金属杆电阻的测量值将　　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
4.(2025·福建龙岩质检)在“测量电源的电动势与内阻”实验中,某同学设计了如图所示的实验电路,所用的实验器材有:
A.待测电源(电动势约为3 V,内阻约为几欧)
B.半圆形变阻器(总阻值12 Ω,阻值均匀,带有可指示滑片转过角度θ的刻度盘)
C.电流表(量程为0.6 A,内阻不计)
D.定值电阻R0
E.开关、导线若干
(1)实验时定值电阻R0有下列三种阻值,应选用　　　　。
A.4 Ω　　　　 B.20 Ω　　　　 C.40 Ω
(2)实验中,转动半圆形变阻器滑片,改变角度θ的值,测得对应的电流I,根据测得的多组数据,以为纵坐标,θ为横坐标,作出的 θ 图线(用直线拟合)如图所示。
(3)由图可得电源的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　　　Ω。(结果均保留2位有效数字)
同步分层精练（四十二）电学实验专练
1.(2025·滨海模拟)为了精确测量阻值约为120 Ω的待测电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.待测电阻Rx
B.电压表V(量程1 V,内阻RV=300 Ω)
C.电流表A1(量程2 A,内阻RA≈20 Ω)
D.电流表A2(量程30 mA,内阻RA≈5 Ω)
E.滑动变阻器R1
F.滑动变阻器R2
G.电阻箱R0
H.电源(电动势3 V,内阻不计)
I.开关,导线若干
(1)该同学分析实验器材,发现电压表的量程太小,需将该电压表改装成量程为3 V的电压表,应　　　　(填“串联”或“并联”)电阻箱R0,并将R0的阻值调为　　　　Ω;
(2)实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,请将设计的电路画在虚线框中,并标出所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号;
某次测量时,电压表与电流表的示数分别为U、I,则待测电阻的阻值Rx=　　　　(用已知物理量的字母表示)。
解析:(1)把量程为1 V的电压表改装成量程为3 V 的电压表,应串联电阻箱R0,由串联电路的特点可得 =
解得R0=RV=×300 Ω=600 Ω。
(2)实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,则滑动变阻器采用分压式的接法,为了便于调节,滑动变阻器选用R1;电源电动势E=3 V,通过待测电阻的电流约为I== A=25 mA。为了精确测量,所以电流表选A2;由于电压表的内阻已知,可以求出电压表的电流,所以为了减小实验误差,电流表应采用外接法;电路图如图所示
某次测量时,电压表与电流表的示数分别为U、I,通过电压表的电流为IV=
通过Rx的电流为Ix=I-IV
则待测电阻的阻值Rx=
解得Rx=。
答案:(1)串联　600　(2)见解析图　
2.(2025·广州模拟)掺氧化锡(FTO)玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成,在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d,进行如下操作:
(1)如图甲是一块长度为L、宽度为h的长条形FTO玻璃。
(2)先使用多用电表的电阻挡粗测,选择开关置于“×1 Ω”挡,进行　　　　调零后,将红、黑表笔接在薄膜左右两端面中点处,示数如图乙所示,读得电阻Rx=　　　　Ω。
(3)为进一步测得准确值,设计如图丙所示的电路,器材如下:
A.电源E(电动势为3 V,内阻可忽略)
B.电压表V(量程0~3 V,内阻约1 kΩ)
C.电流表A(量程0~10 mA,内阻RA=9 Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为10 Ω)
E.定值电阻R1=1 Ω
F.定值电阻R2=100 Ω
G.开关一个,导线若干
为较好地完成实验,定值电阻R应选　　　　　(选填“R1”或“R2”)。
(4)实验中,当滑片位于变阻器中间时,电流表示数为I0;若滑片滑到变阻器最右端时,则电流表的示数增加量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)I0;当滑片置于恰当位置时,电压表示数为U,电流表示数为I,则薄膜电阻的表达式Rx=　　　　　(用U、I、RA和R表示)。
(5)为测得该薄膜的厚度d,除了上述测得的物理量和题中的已知量,还需要知道的物理量是该薄膜的　　　　。(用文字表述)
解析:(2)先使用多用电表的电阻挡粗测,选择开关置于“×1 Ω”挡,进行欧姆调零后,将红、黑表笔接在薄膜左右两端面中点处,示数如图乙所示,读得电阻Rx=28×1 Ω=28 Ω。
(3)根据欧姆定律Im== A≈0.1 A=100 mA
电流表A的量程为10 mA,需要改装成量程为100 mA的电流表,需要并联的电阻R==1 Ω,故选R1。
(4)实验中,当滑片位于变阻器中间时,由于测量电路与变阻器左半部分并联,并联电阻小于变阻器总阻值的一半,并联部分所分电压也小于电源电动势的一半;若滑片滑到变阻器最右端时,测量电路的电压为电源电动势,所以电流表的示数增加量大于I0。
由欧姆定律,可得Rx==。
(5)根据电阻定律,有Rx=ρ
联立解得d=
可知,为测得该薄膜的厚度d,除了上述测得的物理量和题中的已知量,还需要知道的物理量是该薄膜的电阻率。
答案:(2)欧姆　28　(3)R1　(4)大于　　(5) 电阻率
3.(2025·郑州模拟)某实验小组为了测量一金属杆的电阻,设计了如图所示的电路,所用器材如下:
电源(电动势E恒定,内阻r=1.0 Ω);
电阻箱R0(最大阻值为999.9 Ω);
电阻R1(阻值为20.0 Ω);
电阻R2(阻值为15.0 Ω);
毫安表mA(量程30.0 mA,内阻不计);
待测金属杆,开关S,导线若干。
请完成下列实验操作和计算:
(1)根据如图所示实验原理图连接电路,闭合开关S,调节电阻箱R0的阻值为40.0 Ω,此时毫安表示数为24.0 mA,则金属杆中的电流为　　　　mA。
(2)重复以上步骤,调节电阻箱R0的阻值为20.0 Ω,此时毫安表示数为20.0 mA。
(3)断开开关,根据上述测量,计算得到待测金属杆的电阻为Rx=　　　　Ω,同时可得到所用电源电动势为E=　　　　V。
(4)若电源长期使用后,电源电动势不变、内阻增大,则金属杆电阻的测量值将　　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
解析:(1)由题意可知,通过电阻R1的电流I1=24.0 mA,根据欧姆定律可知,电阻R1两端的电压为U1=I1R1
电阻R1和电阻箱R0并联,电压相等U0=U1
根据欧姆定律,可得通过电阻箱R0的电流为I0=
金属杆在干路上,则通过金属杆的电流为I=I1+I0
联立解得I=36.0 mA。
(3)根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+I总(Rx+r+R2)
其中U=IR1,I总=I+
联立解得Rx=-r-R2
当R0=40.0 Ω时,I=24.0 mA
当R0=20.0 Ω时,I=20.0 mA
分别代入解得Rx=4.0 Ω,E=1.2 V。
(4)根据Rx=-r-R2
可知,若电源长期使用后,电源电动势不变、内阻增大,则金属杆电阻在计算时,减去的电源内阻偏小,计算得到的金属杆的电阻偏大。
答案:(1)36.0　(3)4.0　1.2　(4)大于
4.(2025·福建龙岩质检)在“测量电源的电动势与内阻”实验中,某同学设计了如图所示的实验电路,所用的实验器材有:
A.待测电源(电动势约为3 V,内阻约为几欧)
B.半圆形变阻器(总阻值12 Ω,阻值均匀,带有可指示滑片转过角度θ的刻度盘)
C.电流表(量程为0.6 A,内阻不计)
D.定值电阻R0
E.开关、导线若干
(1)实验时定值电阻R0有下列三种阻值,应选用　　　　。
A.4 Ω　　　　 B.20 Ω　　　　 C.40 Ω
(2)实验中,转动半圆形变阻器滑片,改变角度θ的值,测得对应的电流I,根据测得的多组数据,以为纵坐标,θ为横坐标,作出的 θ 图线(用直线拟合)如图所示。
(3)由图可得电源的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　　　Ω。(结果均保留2位有效数字)
解析:(1)电路连接既要保证安全,又要尽可能减小误差,电动势约为3 V,电流表量程为0.6 A,电路中的最小电阻为R总== Ω=5 Ω
所以选择A选项比较好,B、C接入电路,电流较小,误差较大,A正确。
(3)半圆形变阻器接入电路的阻值为
R=×12 Ω=Ω
根据闭合电路的欧姆定律
E=(R0+r+R)I=I
整理得=-+
由 θ图线的斜率和截距可知E≈2.9 V,r≈2.0 Ω。
答案:(1)A　(3)2.9　2.0
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