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高中物理一轮复习专题:电学实验专题

更新时间:2021-07-26 浏览次数:119 类型:一轮复习
一、实验探究题
  • 1. (2021高二下·安康期末) 物理实验小组想要测量某电压表V(量程为3V)的内阻(大约为几千欧)
    1. (1) 先通过一个多用电表的欧姆挡直接测量此电压表的内阻:

      A.欧姆挡的选择开关拨至×100挡,先将红、黑表笔短接调零后,选用图中(选填“A”或“B”)方式连接;

      B.欧姆表表盘如图所示,某同学读出欧姆表的读数为Ω;

    2. (2) 为了准确测量电压表V的内阻,某同学利用提供的实验器材设计了如图所示的实验电路请用已知量(定值电阻的阻值R0和电流表、电压表的示数I、U),表示出电压表V的内阻RV=

  • 2. (2021高二下·衢州期末) 小王同学在做“测量某节干电池的电动势和内阻的实验”中。
    1. (1) 首先直接利用多用电表 电压档测量该干电池的电动势,根据图1中所给信息,其电动势大小为

    2. (2) 然后根据电路图连接好电路,如图2所示,闭合开关前,滑动变阻器滑片应打到最端。(填“左”或“右”)
    3. (3) 将连接电压表右端的导线分别接在 位置后,改变滑动变阻器的阻值,得到两组不同的电流表、电压表数据,如下列表格所示,根据表格信息可以判断第二次实验是接在(填“ ”或“ ”)位置获得的数据。
       

      电流

      0.10

      0.20

      0.30

      0.40

      0.50

      第一次实验

      电压

      1.29

      1.17

      1.04

      0.92

      0.81

      第二次实验

      电压

      1.10

      0.95

      0.80

      0.69

      0.52

    4. (4) 小王根据实验数据画出 图像,如图3所示,可知该电池的内阻约为(结果保留两位有效数字)

  • 3. (2021高二下·嘉兴期末) 实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:

    干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);

    电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);

    电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);

    滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);

    定值电阻R1(阻值2Ω);

    定值电阻R2(阻值5Ω);

    开关一个,导线若干。

    ①小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据作出U-I图像,如图乙所示。结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是

    A.电压表分流                                    B.干电池内阻较小

    C.滑动变阻器最大阻值较小                        D.电流表内阻较小

    ②针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量,根据实验数据做出U—I图像,如图丙所示。根据图像可知,所选的定值电阻为(填“R1”或“R2”),干电池内阻r=Ω。(保留两位有效数字)

  • 4. (2021高二下·杭州期末) 甲、乙两个小组的同学欲测量如图1所示的1号干电池的电动势和内阻。

    1. (1) 甲组同学准备了量程为0~3V的学生用电压表、量程为0~0.6A的学生用电流表、滑动变阻器以及导线、开关。若电流表内阻和电池内阻阻值接近,请在答题卡上虚线框中为甲组同学画出正确的测量电路图。
    2. (2) 乙组同学准备用如图2所示的多用电表进行探究。

      ①乙组同学想粗测这节干电池的电动势,那么他们应该把多用电表的选择开关旋转到

      A.“ACV10”    B.“ ”   C.“DCmA2.5”    D.“DCV2.5”

      ②乙组同学选择了合适的挡位,并将红表笔接入了多用电表的“+”孔,黑表笔接入多用电表的“–”孔。则关于该干电池电动势的测量下列说法正确的是

      A.红、黑表笔已经正确接入

      B.测量时应该把红表笔与干电池的正极相连

      C.若测量结果如图3所示,则该干电池的电动势测量值为1.64V

      D.本方案中电动势的测量值略大于其真实值

  • 5. (2021高二下·深圳期末) 为测量一电源的电动势及内阻,某小组设计了如下实验方案。
    1. (1) 先利用多用电表直流电压挡位粗测电源的电动势。如图甲,1号接线柱应接表笔(选填“红”或“黑”)。选用“直流电压5V”挡时,表盘如图乙所示,读出该电源的电动势为V;

    2. (2) 设计如图丙所示电路,若实验中电压表V1读数为U1 , 电压表V2读数为U2 , 电表为理想电表,R0为定值电阻。改变滑动变阻器R得到多组实验数据。作出的丁图像为直线,且与纵轴的截距等于b,斜率的绝对值为k,则电源电动势E=,电源内阻r=;(用题目中的已知量表示)

    3. (3) 若考虑电表内阻,(2)中电源电动势的测量值真实值(选填“>”、“<”、“=”)。
  • 6. (2020高二上·天津期中)          

    1. (1) 用游标卡尺测量某些工件的外径时,示数如图甲所示,则读数为mm;
    2. (2) 用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图乙所示,则合金丝的直径为mm。
    3. (3) 某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:

      用多用电表(图丙)粗测:多用电表电阻档有4个倍率:分别为 ,该同学选择 倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太小。

      ①为了较准确地进行测量,应该选择倍率(选填“ ”、“ ”、“ ”),并重新欧姆调零,正确操作测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是

      ②该同学用伏安法继续较精确地测定这只电阻的阻值,使用器材如下:

      A.直流电源(电压3V,内阻不计)

      B.电压表V(量程: ,内阻约为

      C.电流表A(量程: 、内电阻约

      D.滑动变阻器一只,阻值

      F.电键一只,导线若干

      若要求实验过程电压表的读数能够从零开始调节,以下电路图应该选择电路。

      A.         B.    

      C.               D.

    4. (4) 测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻 。调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了 图象如图乙所示。

      ①由图乙求得电池的电动势E=V,内阻r=Ω。

      ②实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值其真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

      ③根据实验数据可绘出 图象,如图丙所示。图象斜率为k,纵轴截距为b,测得电阻丝直径为D,可求得电阻丝的电阻率ρ=,电流表的内阻为

  • 7. (2017高三上·绥化模拟) 在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:

    待测金属丝:Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5 A);

    电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);

    电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);

    A2(量程3 A,内阻约0.05Ω);

    电源:E1(电动势3 V,内阻不计);

    E2(电动势12 V,内阻不计);

    滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω);

    螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.

    若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选、电源应选(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图

  • 8. (2017·沈阳模拟) 测一节干电池的电动势E和内阻r.某同学设计了如图a所示的实验电路,已知电流表内阻与电源内阻相差不大.

    ⑴连接好实验电路,开始测量之前,滑动变阻器R的滑片P应调到(选填“a”或“b”)端.

    ⑵闭合开关S1 , S2接位置1,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.

    ⑶重复(1)操作,闭合开关S1 , S2接位置2,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.

    ⑷建立U﹣I坐标系,在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时图象如图b所示.

    ①S2接1时的U﹣I图线是图b中的(选填“A”或“B”)线.

    ②每次测量操作都正确,读数都准确.由于S2接位置1,电压表的分流作用,S2接位置2,电流表的分压作用,分别测得的电动势和内阻与真实值不相等.则由图b中的A和B图线,可得电动势和内阻的真实值,E=V,r=Ω.

  • 9. (2017·银川模拟) 常用无线话筒所用的电池电动势 E 约为 9V,内阻 r 约为 40Ω,最大允许电流为 100mA.

    1. (1) 为测定该电池的电动势和内阻,某同学先利用多用电表直流电压 10V 档粗测电源电动势如图甲所示,测得值为V
    2. (2) 接着该同学利用图乙的电路进行实验.图中电压表为理想电表,R 为电阻箱(阻值范围为 0~999.9Ω),R0为定值电阻,目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时,通过电源的电流大于其承受范围,起保护电路的作用;实验室备有的定值电阻 R0 的规格有以下几种,则本实验应选用     
      A . 50Ω,1.0W B . 500Ω,2.5W C . 1500Ω,15W D . 2500Ω,25W
    3. (3) 接入符合要求的 R0后,闭合开关 S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数 U,再改变电阻箱阻值 R,取得多组数据,作出了如图丙的图线.由图线求得该电池的电动势 E=V,内阻 r=Ω.(结果保留三位有效数字)
  • 10. (2017·淄博模拟) 某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路,通过控制电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率.所用器材如下:

    A.干电池:电动势E=l.5V,内阻r=0.5Ω

    B.电流表 G:满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=150Ω

    C.定值电阻R1=1200Ω

    D.电阻箱R2和R3:最大阻值都为999.9Ω

    E.电阻箱R4:最大阻值9999Ω

    F.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干

    1. (1) 该实验小组按图a正确连接好电路.当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R , 则R=Ω,欧姆表的倍率是(选填“×1”、“×10”).
    2. (2) 闭合电键S:

      第一步:调节电阻箱R2和R3 , 当R2=Ω且R3=Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;

      第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4 , 调节R4 , 当电流表指针指向图b所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为Ω.

  • 11. (2017·锦州模拟) 硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.

    1. (1) 若电压表V2的读数为U0 , 则I=
    2. (2) 实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a,见图2,由此可知电池内阻(填“是”或“不是”)常数,短路电流为mA,电动势为V.
    3. (3) 实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U﹣I曲线b,见下图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为mW(计算结果保留两位有效数字).
  • 12. (2017·山西模拟) 用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.

    A.电压表V1(量程6V、内阻很大)

    B.电压表V2(量程3V、内阻很大)

    C.电流表A(量程3A、内阻很小)

    D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)

    E.小灯泡(2A、5W)       

    F.电池组(电动势E、内阻r)

    G.开关一只,导线若干

    实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.

    1. (1) 请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整.
    2. (2) 每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1 , U1)、(I2 , U2),标到U﹣I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω.(结果保留两位有效数字)
    3. (3) 在U﹣I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为Ω(结果保留两位有效数字).
  • 13. (2017·溧水模拟) 在“测定电源电动势和内阻”的实验中,实验室仅提供下列实验器材:

    A.两节旧干电池,每节电动势约1.5V

    B.直流电压表Vl、V2 , 量程均为0~3V,内阻约3kΩ

    C.电流表,量程0~0.6A,内阻小于1Ω

    D.定值电阻R0 , 阻值2Ω

    E.滑动变阻器R,最大阻值15Ω

    F.导线和开关若干

    1. (1) 请根据连接的实物图甲,在图乙虚线框中画出对应的电路图;
    2. (2) 根据图甲电路进行实验,测得多组U、I数据,作出U﹣I图象,求出电动势和内阻的值均小于真实值,其产生误差的原因是
    3. (3) 实验过程中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻,实验中移动滑动变阻器触头,记录Vl和V2的值如表所示,用测出的数据在图丁中绘出U1﹣U2图线.

      组数

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      电压U1/V

      0.80

      1.25

      1.53

      1.72

      1.87

      1.98

      电压U2/V

      1.60

      1.87

      2.04

      2.15

      2.24

      2.31

    4. (4) 由图线可得被测电池组的电动势E=V,内阻r=Ω.(结果保留两位有效数字)
  • 14. (2017·岳阳模拟)

    在“测量电源电动势”的实验中,实验室提供的器材如下:待测电源E(放电电流不能太大),电压表(量程大于待测电源的电动势),标有长度的均匀电阻丝ab电阻约15Ω,开关S,一端连有鳄鱼夹P的导线1,其它导线若干.

    1. (1) 实验中,用导线1、2、3、4、5和6按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,闭合开关之前,鳄鱼夹P应置于(填“a”或“b”)端.

    2. (2) 闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但不变,则断路的导线为(填数字代号)

    3. (3) 排除故障后,闭合开关,改变鳄鱼夹P的位置,读出多组电压表读数U,和对应aP间的电阻丝长度L,由测得的数据,绘出了如图2所示的图线,则电源电动势E=V,(计算结果保留三位有效数字).应用该实验中的数据(填“能”或“不能”)测出该电源的内阻r.

  • 15. (2017高二上·晋江期末)

    LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.

    实验室提供的器材有:

    A.电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1约为3Ω)

    B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)

    C.定值电阻R1=697Ω

    D.定值电阻R2=1985Ω

    E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只

    F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)

    G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)

    F.开关S一只

    1. (1) 如图所示,请选择合适的器材,电表1为,电表2为,定值电阻为填写器材前的字母编号)

    2. (2) 将采用的电路图补充完整.

    3. (3) 写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=(填字母),当表达式中的(填字母)达到,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻.

  • 16. (2017高二上·重庆期中) 有一个小灯泡上标有“2V,3W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的I﹣U图线,有下列器材供选用:

    A.电源(电动势3V,内阻约1Ω)

    B.电流表(0~0.6A,内阻约1Ω)

    C.电流表(0~2A,内阻约0.4Ω)

    D.电压表(0~3V,内阻约10kΩ)

    E.电压表(0~10V,内阻约20kΩ)

    F.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流3A)

    G.滑动变阻器(0~500Ω,额定电流2A)H.开关、导线

    1. (1) 实验中电流表应选用,电压表应选用.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用(用序号字母表示).
    2. (2) 实验中,电压表的示数如图1,图中U=V.
    3. (3) 实验中调节滑动变阻器,得到了小灯泡的I﹣U图象如图2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”).
    4. (4) 请根据实验要求,在图3方框内画出电路图.
  • 17. (2017高二上·鄂尔多斯期中) LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约为500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.

    实验室提供的器材有:

    A.电流表A1(量程为50mA,内阻r1约为3Ω)

    B.电流表A2(量程为2mA,内阻r2=15Ω)

    C.电压表V(量程0~12V,内阻R=1kΩ)

    D.滑动变阻器R1 (0~20Ω)

    E.定值电阻R2=1 985Ω

    F.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)

    G.开关S

    1. (1)

      部分电路原理图如图所示,请选择合适的器材,电表1为,电表2为.(填写器材前的字母编号)


    2. (2) 将电路图补充完整(画出连接导线、电表的符号).

    3. (3) 闭合开关S,调节滑动变阻器R1 , 当电表2的示数达到时,记下电表1的示数,即可确定LED灯正常工作时的电阻.

  • 18. (2017高二上·绵阳期中) 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:

    A.电流表A1(量程0~3A,内阻约为0.3Ω)

    B.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)

    C.电压表V1(量程0~3V,内阻约为2000Ω )

    D.电压表V2(量程0~15V,内阻约为5000Ω)

    E.滑动变阻器R1(10~10Ω,2A)

    F.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)

    G.被测干电池一节

    H.开关、导线若干

    伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.

    1. (1) 在上述器材中应选用的实验器材有 G、H(填仪器前的字母序号),实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”);

    2. (2) 根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U﹣I图象,则干电池的电动势E=V,内电阻r=Ω.

    3. (3) 实验测出的内阻值真实的内阻值(选填“大于”、“等于”或“小于”)
  • 19. (2017高二上·成安期中) 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻(二极管具有单向导电性,电流正向通过时几乎没有电阻,电流反向时,电阻很大).完成下列测量步骤:

    ⑴检查多用电表的机械零点.

    ⑵将红、黑表等分别插入正、负表笔插孔,二极管的两个极分别记作a和b,将红表笔接a端时,表针几乎不偏转,接b端时偏转角度很大,则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二极管的(填“a”或“b”)端.

    ⑶将选择开关拨至电阻“×100”挡位,进行正确的测量步骤后,发现表针偏角较小.为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,应重新选择量程进行测量.则该同学应选择(“×10”或“×1k”)挡,然后,再进行测量.测量后示数如图所示,则测量结果为

    ⑷测量完成后,将选择开关拨向挡位置.

  • 20.

    某欧姆表的内部结构如图甲所示电路,欧姆表开关拨至“ ”,并进行了必要的调零。一同学准备用一个电阻箱Rx较精确地测出欧姆表的电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻 ,他的操作步骤是:

    a将欧姆表与电阻箱Rx连成图甲所示的闭合电路;

    b调节电阻箱阻值,记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数I

    c将记录的各组RxI的数据描点在图乙中,得到 图象;

    d根据图乙作得 的图象,求出电源的电动势E和欧姆表内阻R

    1. (1)

      图甲中,a表笔颜色是 ,电源的电动势E V,欧姆表内阻R

        ,电流表的量程 。

    2. (2) 若该同学将图甲中电流表G并联一个定值电阻,组成一个新的欧姆表,这个新欧姆表的倍率较之改装前欧姆表的倍率  (填“变大”“变小”或“相同”)。

  • 21.

    图甲是利用两个电流表A1A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图.图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1A1内阻之和为10000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),A2为理想电流表.

    1. (1) 按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线.

    2. (2) 在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至 (填“a端”、“中央”或“b端”).

    3. (3)

      闭合开关S , 移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置, 读出电流表A1A2的示数I1I2 , 多次改变滑动端c的位置,得到的数据为

      I1(mA)

      0.120

      0.125

      0.130

      0.135

      0.140

      0.145

      I2(mA)

      480

      400

      320

      232

      140

      68

      在下图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线.

    4. (4) 利用所得曲线求得电源的电动势EV,内阻rΩ.(保留两位小数)

    5. (5) 该电路中电源输出的短路电流ImA.

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