2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《电学实验》

2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《电学实验》

1.现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：电流表A，内阻为1.00 Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1，R2，R3，R4，R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干．某同学设计的测量电路如图(a)所示．

(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线，并标出导线1和其P端．

(2)测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1，R2，R3，R4，R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I. 数据如下表所示．根据表中数据，在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U－I图线．

(3)根据U－I图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留2位有效数字)

2.实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图1所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．

可供使用的器材有：

电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；

电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；

滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；

滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；

定值电阻：R0＝3 Ω；

电源：电动势6 V，内阻可不计；

开关，导线若干．

回答下列问题：

(1) 实验中滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至______端(填“a”或“b”)．

(2)在图2所示实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图1甲电路完成剩余部分的连接．

(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图3所示，读数为______ V.

(4)导线实际长度为________ m(保留2位有效数字)．

3.在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，内阻为R V的电压表一个（量程略大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干。为了测量得更加准确，多

次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，R为横坐标，画出与R的

关系图象,如图所示。由图象可得到直线在纵轴上的截距为m，直线的斜率为k,试根据以上信息

(1)在虚线框内画出实验电路图。

(2)写出E，r的表达式，E= ___________ ；r=_______________

4.图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．

在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：

(ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；

(ⅱ)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；

(ⅲ)重复步骤(ⅱ)，再测量6组R1和I2的值；

(ⅳ)将实验测得的7组数据在下图所示坐标纸上描点．

根据实验回答以下问题：

①现有四只供选用的电流表

A．电流表(0～3 mA，内阻为2.0 Ω)

B．电流表(0～3 mA，内阻未知)

C．电流表(0～0.3 A，内阻为5.0 Ω)

D．电流表(0～0.3 A，内阻未知)

A1应选用________，A2应选用________．

②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”，“变大”或“变小”)．

③在坐标纸上画出R1与I2的关系图．

④根据以上实验得出Rx＝________ Ω.

5.要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R L，实验室提供以下器材：

A．待测线圈L:阻值约为2Ω，额定电流为2A

B．电流表A1量程为0．6A，内阻为r1=0．2Ω

C．电流表A2量程为3．0A，内阻r2约为0．2Ω

D．变阻器R1值为0—10Ω

E．变阻器R2值为0—lkΩ

F．定值电阻R3=10Ω

G．定值电阻R4=100Ω

H．电源E:电动势E约为9V，内阻很小

I．单刀单掷开关两个S l和S2，导线若干。

要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组A1表，A2表的读数I l，I2，然

后利用I l—I2图像求出线圈的电阻R L。

（1）实验中定值电阻应该选________ ，滑动变阻器应选择________。（请填器材序号）

（2）请在方框内补全实验电路原理图（器材用适当的符号表示）。

（3）实验结束时应先断开开关__________ 。

（4）实验测得的数据作出I2-I1：图像，如图所示，

则线圈的直流电阻值为R L=_______ 。

6.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动．盘边缘上固定一竖直的小挡光片．盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示．图乙为光电数字计时器的示意图．光源A中射出的光可照到B中的接收器上．若A，B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间．

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丙所示．圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图丁所示．由图可知：①挡光片的宽度d为_________mm；

②圆盘的直径D为___________cm；

若光电数字计时器所显示的时间为t，则圆盘转动的角速度的计算式ω=________（用以上字母）

7.二极管具有单向导电性，现要测绘二极管正向导通时的伏安特性曲线。已知实验使用的二极管正向导通时允许通过的电流最大为5. 0× 10一2A。

（1)若二极管的标识看不清了，我们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正，负极：当将红表笔接触二极管左端，黑表笔接触二极管右端时，发现指针的偏角比较大，当交换表笔再次测量时，发现指针偏转很小。由此可判断二极管的＿＿＿＿（填“左”或“右”）端为正极。

（2）为了描绘该二极管的伏安特性曲线，测量数据如下表

实验探究中可选器材如下：

A.直流电源（电动势3V，内阻不计）；

B.滑动变阻器（0一20）；

C.电压表（量程3 V,内阻约30 K)

D.电压表（量程15 V，内阻约80 K）；

E.电流表（量程50 mA,内阻约50）；

F.电流表（量程0.6 A，内阻约1）；

G.待测二极管；

H．导线，开关。

为了提高测量精度，电压表应选用＿＿＿，电流表应选用＿＿＿＿。（填序号字母）

(3)依据实验中测量数据在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线如图所示，我们将该二极管与阻值为50的定值电阻串联后接到电压为3V的恒压电源两端，使二极管正向导通，则二极管导通时的功率为＿＿＿＿＿W。

8.某同学为描绘某元件的伏安特性曲线，在实验室中做了以下实验：

①用多用电表欧姆档粗略测量该元件的电阻，选用×10档，测量结果如图所示，则测得的电阻为Ω；

②实验室中有如下器材：

A．电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.6Ω)

B．电流表A2(量程30mA，内阻约2Ω)

C．电压表V(量程3 V，内阻约3kΩ)

D．滑动变阻器R1(10Ω，0.3A)

E．滑动变阻器R2(1000Ω，0.1A)

F．电源E(电动势3V，内阻约0.1Ω)

G．开关S及导线若干

请同学们选择合适的仪器，在虚线框内画出实验电路图，要求闭合开关前滑动变阻器放置在合适位置；

③如图中Ⅰ，Ⅱ图线，一条为元件真实的U—I图线，另一条是本次实验中测得的U—I图线，其中是本次实验中测得的图线．

9.电池的内阻很小，不便于直接测量．某探究小组的同学将一只2.5 Ω的保护电阻R0与电池串联后再用电流表和电压表测电池的电动势和内阻，实验电路如图1所示．

图1

(1)按电路原理图把如图2所示实物电路补画完整；

图2

(2)实验中测定出了下列数据：

请根据数据在图3所示坐标系上画出U－I图象．连线时，有一组数据是弃之不用的，原因是____________________________________________．

图3

(3)由U－I图象得出电池的电动势为________V，内阻为________ Ω.

10.如图甲，是一个简易的多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接；作为欧姆表使用时，选择开关应接（填“1”，“2”或“3”）；使用时，电流一定从端流入多用电表（填“A”或“B”）．

答案

1.【答案】(1)连接如图所示．

(2)U－I图线

(3)2.90(在2.89～2.91之间均给分) 1.03(在0.93～1.13之间均给分)

【解析】(1)实物连线要注意连接主干电路，最后再连接电压表．(2)根据坐标纸上描出的各点，连接成一条直线，尽量使得各点对称分布在直线两旁．

(3)图像直线纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示电源内电阻．

2.【答案】(1)R2a(2)见解析图(3)2.30(4)94

【解析】(1)根据R＝ρ，得铜导线的阻值约为Rx＝1.7 Ω，即Rx＋R0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选R1，则当滑动变阻器滑片移至a端时，电压表的示数约为3 V，若滑动变阻器滑片向右移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选R2.闭合开关S前应使电路中的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a端．

(2)连线如图所示

(3)电压表的示数为2.30 V.

(4)根据欧姆定律，铜导线与R0的串联的总电阻的阻值R＝＝Ω＝4.6 Ω，所以铜导线的电阻Rx＝R－R0＝1.6 Ω.

根据R＝ρ得导线长度l＝＝m≈94 m.

3.【答案】①电路图如右图所示②（3分）

【解析】（1）由题意知电压表不是理想电压表不是理想电压表，电路图如图所示

（2）根据闭合电路的欧姆定律，整理得，斜率得电动势；截距整理得：

4.【答案】①D C②变大③关系图线如图所示④31

【解析】①该实验测Rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，其中r1，r2分别为A1，A2两表的内阻．又因为Rx的阻值约几十欧，与R0＋R1在同一数量级，A1示数为I1＝0.15 A，表示电流表A1只能从C，D中选择，A2电流值的数量级与A1相同．由测量原理可知：(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，因Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选D，A2选C.

②因A1示数I1＝0.15 A不变，R1变小，(R0＋R1＋r1)I1变小，滑动变阻器所分电压变大，R应变大．

③该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧．

④由实验原理得：(R0＋R1＋r1)I1＝(Rx＋r2)I2

其中R0＝10 Ω，r2＝5.0 Ω，I1＝0.15 A，从图线上选择两组R1，I2代入不同数值可解得Rx约为31 Ω.

5.【答案】（1）R3，R1；（2）如图所示；（3）S2；（4）2.0Ω．

【解析】（1）采用已知内阻的小量程电流表A1替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于R= =6.7Ω的定值电阻．所以实验中定值电阻应选用阻值为10Ω的R3，滑动变阻器应选用阻值为1～10Ω的R1．（2）测量线圈的电阻一般采用伏安法，为了防止测量自感系数很大的线圈断电产生的大自感电流烧坏电表，可与电表串联一个开关．由于待测线圈L的阻值约为2Ω，额定电流为2A，最大电压为4V，而电源电动势为9V，所以必须采用分压电路，电流表外接电路进行测量，

电路如图所示．（3）实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关S2

6.【答案】①10.242 mm②24.220 cm．③

【解析】①挡光片的宽度d为：d＝10 mm＋24.2×0.01 mm＝10.242 mm

②圆盘的直径D为：D＝242 mm＋4×0.05 mm＝242.20 mm＝24.220 cm．

③圆盘角速度为，而，综合两式并代入数据可得：．

7.【答案】（1）右（2）C E（3）0.04．

8.【答案】①130

②如图

③Ⅰ

9.【答案】(1)连线见解析图(2)见解析图数据存在严重错误(3)1.50(1.48～1.52) 0.50(0.43～0.57)

【解析】(1)对照电路图连线即可，要注意电表的极性；实物图连线如图

(2)根据描点法作出U－I图象，如图所示．有一组数据是弃之不用的，原因是数据存在严重错误．

③U－I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E＝1.50 V，内阻和定值电阻之和等于图线的斜率，故r＋R0＝ΔU/ΔI＝3.0 Ω.

所以r＝3.0 Ω－2.5 Ω＝0.50 Ω.

10.【答案】①3；2；A

【解析】据题意，电流表电阻R2串联，由于电阻R2具有分压作用，则与电流表一起构成了电压表，所以应接开关3；电流表与电源和电阻R1构成欧姆表，所以应选择开关2；电流一般都是红表笔进而黑表笔出，所以电流一定从A端流入。