1、第2讲电学实验限时45分钟；满分80分1(10分)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图8222甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)。(3)表笔A应为_色(选填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值R1_ ，R2_ 。(结果取三位有效数字)图8222解析(2)开关S闭合时，电阻R1与电流表并联，多用电表用于测量电流；开关S断开时，
2、电阻R2与电流表串联，多用电表用于测量电压。(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进，从负接线柱出，即从表笔A出，表笔A应为黑色，表笔B应为红色。(4)开关S断开时，由串联电路知识知，Ig(R2Rg)U，解得R2880 ；开关S闭合时，由并联电路知识知，Ig(R2Rg)(IIg)R1，解得R11.00 。答案(1)连线如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008802(12分)(2019陕西省部分学校高三联考)某物理小组欲利用如图8223所示的电路测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻且要得到光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源(输出电压为U18.0
3、V，内阻不计)、电阻箱R(最大阻值9 999.9 )、单刀双掷开关一只、导线若干。图8223(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1 700 时，毫安表恰好能够偏转10个格的刻度，将电阻箱的阻值调为800 时，毫安表刚好能偏转20个格的刻度，实验小组据此得到了该毫安表的最大量程为_ mA，内阻Rg_ 。(2)该小组查阅资料得知，光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成最大量程为0.3 A的电流表，则需在毫安表两端_(选填“串联”或“并联”)一个阻值为_ (保留三位有效数字)的电阻。(3)电
4、表改装之后，该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流I(单位：mA)与光照强度E(单位：Lx)之间的大小关系满足IE，由此可得到光敏电阻的阻值R(单位：)与光照强度E(单位：Lx)之间的大小关系为_。解析(1)设毫安表每格刻度表示的电流大小为I0，则当电阻箱的阻值为R11 700 时，由闭合电路欧姆定律可得10I0(R1Rg)U；当电阻箱的阻值为R2800 时，则有20(R2Rg)I0U，两式联立并代入数据可解得：Rg100 ，I01 mA，该毫安表的最大量程为30 mA。(2)要将最大量程为30 mA的毫安表改成最大量程为IA0.3 A的电流表，则需在毫安表两端并联一个电
5、阻，设并联电阻的阻值为R，则有IgRg(IAIg)R，代入数据可解得R 11.1 。(3)由题意可知，改装后电流表的内阻为RA10 ，设通过光敏电阻的电流大小为I(单位：A)，则有(RRA)IU，且II103，即(R10 )10I10318.0 V，又IE，整理可得R10 ()。答案(1)30100(2)并联11.1(3)R103(12分)(2019郑州一模)在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用的测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。图8224(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示，其读数为_mm。(2)用伏安法测金属丝的电
6、阻Rx的阻值(约为15 )，实验提供了如下器材：A电池组E(电动势为3 V，内阻约为1 )B电流表A1(量程为00.6 A，内阻约为0.5 )C电流表A2(量程为03 A，内阻约为0.02 )D电压表V1(量程为03 V，内阻约为5 k)E电压表V2(量程为015 V，内阻约为5 k)F电阻箱R(阻值范围为0999.9 ，额定电流为1 A)G开关S，导线若干为使测量尽可能准确，电流表应选用_，电压表应选用_；(填器材前的字母标号)应采用图2给出的_电路进行测量。(3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U，在坐标纸上作图象如图3所示，根据图象可得金属丝的电阻Rx_(保留两位有效
7、数字)。(4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为_(填选项前的字母标号)。A4102mB4103mC4106m D4108m(5)关于本实验的误差，下列说法中正确的是_(填选项前的字母标号)。A用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差解析(1)由图示螺旋测微器可知，其读数为：0 mm39.90.01 mm0.399 mm。(2)电源电动势为3 V，则电压表选D电压表V1(量程为03 V，内阻约为5 k)；通过电阻丝的最
8、大电流约为：Imax A0.2 A，电流表选择B电流表A1(量程为00.6 A，内阻约为0.5 )；由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应选择外接法；由题意可知，待测电阻阻值约为15 ，电阻箱最大阻值为999.9 ，为测多组实验数据，电阻箱应与待测电阻并联，如果串联所测实验数据太少，应选择图甲所示实验电路。(3)由图甲所示实验电路，根据并联电路特点与欧姆定律得：I，整理得：，图象的截距：b0.06 1，则待测电阻阻值：Rx17 。(4)由电阻定律可知：Rx，则电阻率 m4106 m，故选C。(5)读数引起的误差是由人为因素引起的，属于偶然误差，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读
9、数引起的误差属于偶然误差，故A项错误；由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故B项错误；若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C项正确；用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故D项正确。答案(1)0.399(2)BD甲(3)17(4)C(5)CD4(15分)现有一块电流表A1，量程IA1300 mA，内阻r1约为5 ，要把它改装成较大量程的电流表。首先要测量其内阻的准确值。实验室备有以下器材：电流表A2：量程IA2600 mA，内阻约为r21 电压表V：量程15 V，内阻约为3 k；定值电阻：R05 ；滑动变阻器R1：
10、最大电阻值10 ，额定电流为1 A滑动变阻器R2：最大电阻值250 ，额定电流为0.3 A电源E：电动势为3 V，内阻较小开关和导线若干。(1)有同学根据提供的器材，设想把电压表直接和电流表并联测量电流表A1的内阻，如图8225甲所示，仔细分析后发现是不可行的，其原因是_。图8225(2)请你选择合适的器材，设计一个测量电流表A1内阻的电路原理图，要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减小误差。(3)若测得电流表A1的内阻r15.0 ，就可以将A1改装成0.6 A和3 A两个量程的电流表。如图乙所示，则电阻Ra_ ，Rb_ 。解析(1)电压表的量程为15 V，而电流表的满偏
11、电压只有1.5 V，显然测量误差较大，不能达到测量精确值的目的。(2)测量电流表的内阻的关键是测量电流表两端的电压，定值电阻R0的阻值为5 ，定值电阻R0和电流表A1并联，电流表A2放在干路，利用两电流表示数之差可以间接计算出电流表A1两端的电压；题目中明确要求“电流表A1的示数从零开始变化”，所以采用滑动变阻器的分压接法，选用滑动变阻器R1，故画出电路图，如图所示：(3)当电流表改装在0.6 A的量程时，有：I1IA1，当电流表改装成3 A的量程时，有：I2IA1，代入数据可得：Ra1 ，Rb4 。答案(1)电压表的量程为15 V，而电流表的满偏电压只有1.5 V，指针偏角较小，测量误差较大
12、(2)见解析图(3)145(15分)某型号电池的电动势约3.7 V，内阻约2 ，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(015 ，1 A)直流电压表V(量程3 V，内阻约为6 k)直流毫安表mA(量程100 mA，内阻Rg5 )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_ 的定值电阻。(2)按图8226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8226(3)用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的UI图象(I为毫安表示数)，横坐标截距为a，纵坐标截距为b
13、，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 1 。(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：UE，代入数据并变形可得：UEI(6r5)，根据图象可知：Eb；(6r5)，解得：r。答案(1)1(2)向右(3)b6(16分)某兴趣小组想用伏安法较准确地测定阻值约为1 500 的新型合金材料的电阻率，实验室可供选用的器材有：A电压表V1(量程为3 V，内阻约为3 k)B电压表V2(量程为15 V，内阻约为15 k)C电流表A1(量程为3 mA
14、，内阻约为20 )D电流表A2(量程为10 mA，内阻约为7 )E滑动变阻器R(最大阻值为10 )F电源E(电动势为4.5 V，内阻约为0.5 )G开关S，导线若干(1)要使电流表和电压表的示数都能达到满偏的三分之一以上，在所提供的电流表中就选用_，电压表就选用_。(均选填器材前的字母)(2)在方框中画出测定该电阻丝电阻的实验电路图，并对选用的器材进行标注。(3)若测得电阻丝的长度为l、直径为d和阻值为R，则该新型材料的电阻率_。解析(1)由于用伏安法测量该电阻丝的电阻，根据所给的电源电压大致求出电路中的电流I A0.003 A，所以选择量程较小的电流表C；为使读数更准确，电压表选量程较小的A。(2)电路图采用伏安法如图所示。(3)根据电阻定律R和面积公式S2得到：。答案(1)CA(2)见解析图(3)