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2021届高考物理：电学实验含答案
专题：电学实验
1、某同学准备测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，实验室提供的器材有：
A．电流表G(内阻Rg＝120
Ω，满偏电流Ig＝6
mA)
B．电压表V(量程为0～6
V，内阻约为1
000
Ω)
C．螺旋测微器，毫米刻度尺
D．电阻箱R0(0～99.99
Ω)
E．滑动变阻器R(最大阻值为5
Ω)
F．电池组E(电动势为6
V，内阻约为0.05
Ω)
G．一个开关S和若干导线
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为________Ω.
(2)把电流表G与电阻箱并联，改装成量程为0～0.6
A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω.
(3)改装好的电流表用符号“A”表示，内阻RA已知，用该电流表和所提供的实验器材较准确地测量电阻丝Rx的阻值，请在图乙中画出实验电路图．
(4)测得电阻丝的长度为L，直径为D，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表和电流表的示数，计算出电阻丝的电阻为Rx.写出计算电阻率的表达式ρ＝________(用L、D、Rx表示)．
2、用下列器材组装一个电路：
A．待测电池组
B．待测小灯泡(2
A,2.5
V)
C．电流表A(量程3
A，内阻非常小)
D．电压表V1(量程6
V，内阻非常大)
E．电压表V2(量程1
V，内阻1
500
Ω)
F．滑动变阻器R(最大阻值10
Ω，额定电流4
A)
G．定值电阻R1(3
000
Ω)
H．开关一只，导线若干
要求：既能测定电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的U?I曲线
(1)请在上图甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；
(2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，经过多次测量换算，最后在U?I坐标系中，描绘出两条图线，且在P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为__________
Ω；电池组的效率为________。(计算结果保留两位有效数字)
3、为了精确测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池组E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验的主要步骤如下：
a．闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表的示数适当，记下两表示数分别为I1、U1；
b．保持S1闭合、RP阻值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.
(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路．
(2)被测电阻的阻值Rx＝________(用两电表的示数表示)．
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的阻值Rx的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．
4、某型号电池的电动势约3.7
V，内阻约2
Ω，现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：
待测电池E
滑动变阻器R(0～15
Ω，1
A)
直流电压表V(量程3
V，内阻约为6
kΩ)
直流毫安表mA(量程100
mA，内阻Rg＝5
Ω)
开关S一个；导线若干。
(1)为了把毫安表改装成量程为0.6
A的电流表，需要给毫安表并联一个阻值R0＝________
Ω的定值电阻。
(2)按图8－2－26甲所示连接好电路，实验过程中要使电压表读数变大，则滑动变阻器滑片应________移动(选填“向左”或“向右”)。
图8－2－26
(3)用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的U－I图象(I为毫安表示数)，横坐标截距为a，纵坐标截距为b，则待测电池电动势E＝________，内阻r＝____________(用a、b表示)。
5、某实验小组要描绘小灯泡(2.5
V　0.5
W)的伏安特性曲线，实验室提供以下器材可供选择：
A．直流电源3
V(内阻不计)
B．直流电流表0～300
mA(内阻约为5
Ω))
C．直流电流表0～600
mA(内阻约为1
Ω)
D．直流电压表0～3
V(内阻约为3
kΩ)
E．滑动变阻器0～100
Ω(允许通过的最大电流为0.5
A)
F．滑动变阻器0～10
Ω(允许通过的最大电流为2
A)
G．导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用______．(填器材前的字母标号)
(2)图中已将可能用到的仪器画出，请根据实验要求，将图中各器材连接成完整的电路．
(3)根据实验数据，作出的小灯泡I－U图线如图所示．由此可知，当电压为1.5
V时，小灯泡的灯丝电阻为______Ω(结果保留两位有效数字〉．
(4)如果将该小灯泡直接与电动势为2
V、内阻为10
Ω的电池连接，此时小灯泡的功率为______W(结果保留两位有效数字)．
6、如图所示为多用电表的原理示意图，已知表头G的满偏电流为2
mA、内阻为150
Ω，刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”。选择开关S旋到“2”时量程为0～10
mA，旋到“3”“4”“5”“6”时的量程未知，但测得R6＝570
Ω，R7＝900
Ω，E为两节新的干电池，内阻忽略。请回答下列问题：
(1)选择开关S旋到“6”时的量程为________。
A．0～15
A
B．0～3
V
C．0～12
V
D．0～15
V
(2)正确使用欧姆挡测量电阻时，滑动变阻器R3连入的阻值为________
Ω。
(3)电池用久后，电动势变小了，内阻变大了，但仍能欧姆调零，用此表去测电阻，则其测量值比真实值________。(填“偏小”“偏大”或“不变”)
2021届高考物理：电学实验含答案
专题：电学实验
1、某同学准备测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，实验室提供的器材有：
A．电流表G(内阻Rg＝120
Ω，满偏电流Ig＝6
mA)
B．电压表V(量程为0～6
V，内阻约为1
000
Ω)
C．螺旋测微器，毫米刻度尺
D．电阻箱R0(0～99.99
Ω)
E．滑动变阻器R(最大阻值为5
Ω)
F．电池组E(电动势为6
V，内阻约为0.05
Ω)
G．一个开关S和若干导线
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为________Ω.
(2)把电流表G与电阻箱并联，改装成量程为0～0.6
A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω.
(3)改装好的电流表用符号“A”表示，内阻RA已知，用该电流表和所提供的实验器材较准确地测量电阻丝Rx的阻值，请在图乙中画出实验电路图．
(4)测得电阻丝的长度为L，直径为D，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表和电流表的示数，计算出电阻丝的电阻为Rx.写出计算电阻率的表达式ρ＝________(用L、D、Rx表示)．
【答案】(1)×1　14　(2)1.21　(3)如图所示　(4)
解析：(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值较小，应该换用较小的挡，即应该换用“×1”挡．根据多用电表的读数规则，其读数为14
Ω.(2)把电流表G与电阻箱并联，改装成量程为0～0.6
A的电流表使用，由RgIg＝R0(I－Ig)，其中I＝0.6
A，解得R0＝1.21
Ω.(3)由于改装好的电流表内阻已知，所以可以设计成电流表内接电路．为了多测几组数据，可设计成滑动变阻器分压接法．(4)测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为D，由电阻定律有Rx＝ρ，电阻丝的横截面积S＝，联立解得电阻率的表达式为ρ＝.
2、用下列器材组装一个电路：
A．待测电池组
B．待测小灯泡(2
A,2.5
V)
C．电流表A(量程3
A，内阻非常小)
D．电压表V1(量程6
V，内阻非常大)
E．电压表V2(量程1
V，内阻1
500
Ω)
F．滑动变阻器R(最大阻值10
Ω，额定电流4
A)
G．定值电阻R1(3
000
Ω)
H．开关一只，导线若干
要求：既能测定电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的U?I曲线
(1)请在上图甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；
(2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，经过多次测量换算，最后在U?I坐标系中，描绘出两条图线，且在P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为__________
Ω；电池组的效率为________。(计算结果保留两位有效数字)
解析　(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表V1测路端电压，电流表A测量电流；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表A测流过灯泡的电流，考虑到电压表V2量程偏小，可与定值电阻R1串联增大量程；此时电压表V2的内阻与R1之和远大于灯泡内阻，可用电流表外接法，则电路如图所示。
(2)电源的U?I图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源电动势E＝4.5
V，电源内阻r＝＝
Ω＝1.0
Ω。两图像的交点坐标，即灯泡两端电压UL＝2.5
V，电路电流I＝2.0
A，此时电源电动势E＝Ir＋UL＋IR滑，即4.5
V＝2.0
A×1.0
Ω＋2.5
V＋2.0
A×R滑，则R滑＝0；电池组的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈56%。
答案　(1)如图所示　(2)0　56%
3、为了精确测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池组E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验的主要步骤如下：
a．闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表的示数适当，记下两表示数分别为I1、U1；
b．保持S1闭合、RP阻值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.
(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路．
(2)被测电阻的阻值Rx＝________(用两电表的示数表示)．
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的阻值Rx的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．
解析：(1)如图所示．
(2)由题意易知RP＝，又RP、Rx并联的阻值为R并＝，又＋＝，联立解得Rx＝.
(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表，则在分析时应考虑电压表的内阻，即在第(2)问的分析中表示的就是RP和RV并联时的总电阻，结合后面的分析可知此时Rx的测量值仍等于真实值．
答案：(1)见解析图　(2)　(3)等于
4、某型号电池的电动势约3.7
V，内阻约2
Ω，现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：
待测电池E
滑动变阻器R(0～15
Ω，1
A)
直流电压表V(量程3
V，内阻约为6
kΩ)
直流毫安表mA(量程100
mA，内阻Rg＝5
Ω)
开关S一个；导线若干。
(1)为了把毫安表改装成量程为0.6
A的电流表，需要给毫安表并联一个阻值R0＝________
Ω的定值电阻。
(2)按图8－2－26甲所示连接好电路，实验过程中要使电压表读数变大，则滑动变阻器滑片应________移动(选填“向左”或“向右”)。
图8－2－26
(3)用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的U－I图象(I为毫安表示数)，横坐标截距为a，纵坐标截距为b，则待测电池电动势E＝________，内阻r＝____________(用a、b表示)。
【解析】　(1)电流表扩大量程时，需要并联一个小电阻，根据并联电路规律可知：R0＝＝
Ω＝1
Ω。
(2)要使电压表示数增大应增大外电阻，因此应将滑动变阻器滑片向右移动。
(3)根据闭合电路欧姆定律以及电表的改装原理可知：U＝E－，代入数据并变形可得：U＝E－I(6r＋5)，根据图象可知：E＝b；(6r＋5)＝，解得：r＝＝－。
【答案】　(1)1　(2)向右　(3)b　－
5、某实验小组要描绘小灯泡(2.5
V　0.5
W)的伏安特性曲线，实验室提供以下器材可供选择：
A．直流电源3
V(内阻不计)
B．直流电流表0～300
mA(内阻约为5
Ω))
C．直流电流表0～600
mA(内阻约为1
Ω)
D．直流电压表0～3
V(内阻约为3
kΩ)
E．滑动变阻器0～100
Ω(允许通过的最大电流为0.5
A)
F．滑动变阻器0～10
Ω(允许通过的最大电流为2
A)
G．导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用______．(填器材前的字母标号)
(2)图中已将可能用到的仪器画出，请根据实验要求，将图中各器材连接成完整的电路．
(3)根据实验数据，作出的小灯泡I－U图线如图所示．由此可知，当电压为1.5
V时，小灯泡的灯丝电阻为______Ω(结果保留两位有效数字〉．
(4)如果将该小灯泡直接与电动势为2
V、内阻为10
Ω的电池连接，此时小灯泡的功率为______W(结果保留两位有效数字)．
【答案】(1)B　F　(2)如图所示　(3)8.6　(4)0.094
【解析】(1)已知小灯泡的额定电压为2.5
V，额定功率为0.5
W，可知额定电流I＝＝
A＝0.2
A，为了保证电流表读数的准确性，所以选择B；实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化，并能进行多次测量，应该采用分压式接法，滑动变阻器最大阻值较小的，采用分压式能使小灯泡两端电压变化更加均匀，作出的图象更加准确，所以选择F；
(2)根据实验要求，将图中各器材连接成完整的电路，如图所示．
(3)根据图线可知，当电压为1.5
V时，电流为0.175
A，根据欧姆定律可知小灯泡的内阻为
Ω≈8.6
Ω
(4)如果将该小灯泡与电动势为2
V，内阻为10
Ω的电池连接，在小灯泡的I－U图中画出电池的I－U图线，如图所示，两图线的交点I＝0.125
A，U＝0.75
V，表示流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压，所以其功率P＝UI≈0.094
W.
6、如图所示为多用电表的原理示意图，已知表头G的满偏电流为2
mA、内阻为150
Ω，刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”。选择开关S旋到“2”时量程为0～10
mA，旋到“3”“4”“5”“6”时的量程未知，但测得R6＝570
Ω，R7＝900
Ω，E为两节新的干电池，内阻忽略。请回答下列问题：
(1)选择开关S旋到“6”时的量程为________。
A．0～15
A
B．0～3
V
C．0～12
V
D．0～15
V
(2)正确使用欧姆挡测量电阻时，滑动变阻器R3连入的阻值为________
Ω。
(3)电池用久后，电动势变小了，内阻变大了，但仍能欧姆调零，用此表去测电阻，则其测量值比真实值________。(填“偏小”“偏大”或“不变”)
解析　(1)开关S旋到“6”时为电压表，量程为：U＝IgRg＋I(R6＋R7)＝10×10－3×(570＋900)
V＋2×10－3×150
V＝15
V，故选D项。
(2)由闭合电路欧姆定律可得：R3＝＝
Ω＝270
Ω。
(3)电池用久了，电源电动势E变小内阻增大，欧姆表调零时，内阻变小，应用欧姆表测电阻时，I＝＝＝，由于R内偏小，则电流I偏小，欧姆表指针偏转角度较小，电阻测量值偏大。
答案　(1)D　(2)270　(3)偏大

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