1、专题限时集训(十六)电学实验与创新(限时：45分钟)1(2014天津高考)现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(020 ，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻Rg1 000 ，满偏电流Ig100 A)；两个标准电阻(R129 000 ，R20.1 )；一个电键S、导线若干。(1)多选为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。A这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值
2、很大，估计有几千欧姆C如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。2(2014广东高考)某同学设计的可调电源电路如图甲所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。(1)用电压表测量A、B两端的电压：将电压表调零，选择03 V挡，示数如图乙所示，电压值为_ V。(2)在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于_端。(3)要使输出电压U变大，滑片P应向_端滑动。(4)若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在
3、_的风险(填“断路”或“短路”)。3(2014四川高考)如图甲所示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 )，R1 是电阻箱(099.9 )，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)。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：甲连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；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I10.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；重复步骤，再测量6组R1和I2值；将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题：(1)现有四只
4、供选用的电流表：A电流表(03 mA，内阻为2.0 )B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00.3 A，内阻为5.0 )D电流表(00.3 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I10.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值_(填“不变”、“变大”或“变小”)。(3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图。乙(4)根据以上实验得出Rx_ 。4(2014江苏高考)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件_(填“A”、“B”、“C
5、”或“D”)。从图甲中的示数可读出合金丝的直径为_ mm。(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_(填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(填“短路”或“断路”)。(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。5(2014浙江高考)小明对2B铅笔芯的
6、导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。(1)图甲是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图乙所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的。(3)请你选择一组数据点，在图乙上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ 。6(2014全国新课标)利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表(量程为200 mA
7、，内阻为RA6.0 )，开关S。实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_。(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答：_；_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0(3)在图(c)的坐
8、标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_ A11，截距b_ A1。(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。7(2014福建高考)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G 改装的电流表A ，V 为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻。(1)已知灵敏电流计G 的满偏电流Ig100 A、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只_ (保留一位小数)的定值电阻R1。(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。(3)某次实验的数据
9、如下表所示：测量次数12345678电压表V读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_ (保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_。(4)多选该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_。(
10、填选项前的字母)A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小DR0的实际阻值比标称值偏大参考答案1解析：(1)用欧姆表“10”挡测电阻时，指针几乎满偏，说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A正确，B错误；要进一步测量应换用“1”挡，欧姆调零后再进行测量，C正确，D错误。(2)实验中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采用限流接法，用两个电流计和两个定值电阻改装成一个量程UIg(RgR1)3 V的电压表，一个量程为IIg1 A的电流表。由于改装后的电压表的分流可以直接测出，因此电流表采用外接法。答案：(1)AC(2)见解析图2解析：(1)电压表量程为3 V，因此精度为0.1
11、V，指针所指示数为13.00.1 V1.30 V。(2)在接通电路前，为了保护用电器，可调电路的输出电压开始时应为零，因此滑动变阻器滑片P应先置于A端。(3)要使输出电压变大，滑片P应向B端滑动。(4)若电源电路中不接入R0，当滑片滑到B端且外电路出现短路时，电源会出现短路，因此存在短路的风险。答案：(1)1.30(2)A(3)B (4)短路3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(Rxr2)I2(R0R1r1)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R0R1在同一数量级，A1示数为I10.15 A，表示电流表A1只能从C、D中选择，
12、A2电流数量级与A1相同。由测量原理可知(Rxr2)I2(R0R1r1)I1，因Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选D，A2选C。(2)因A1示数I10.15 A不变，R1变小，(R0R1r1)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(R0R1r1)I1(Rxr2)I2其中R010 ，r25 ，I10.15 A，从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得Rx约为31 。答案：(1)DC(2)变大(3)见解析图(4)314解析：(1)读数前先旋紧B，示数为0.01 mm41.00.4
13、10 mm。(2)电压表的示数接近电源的电动势，电流表的示数很小，说明电压表串联在电路中，由此推断：合金丝没有接入电路中，即电路中的7、9之间出现了断路。(3)由于，可将电流表改为内接；多次测量求平均值，可以让测量误差更小；或者用UI图象的斜率求出电阻。答案：(1)B0.410(2)7、9断路 (3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)5解析：(1)电路图如图甲所示。(2)由图象可知用“”表示的数据点测得的电阻比较大，说明电流表内接，所以电流表外接对应的数据点用“”表示。(3)连线作图如图乙所示，由图象斜率可知用“”连线时可得R
14、1.2 ；用“”连线时可得R1.6 。答案：(1)见解析图甲(2) (3)见解析图乙；用“”表示的数据连线时：1.2(1.11.3均正确)；用“”表示的数据连线时：1.6(1.51.7均正确)6解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，可得E，可得R。(2)根据电流表读数原理可得：其读数为0.110 A，其倒数为9.09 A1。(3)根据图线可知，斜率k1.0 A11，截距 b6.0 A1。(4)根据图线，1.0 A11，电动势E3.0 V，6.0 A1，内阻r1.0 。答案：(1)R或写成R(5.0r)(2)0.1109.09(3)见解析图1.06.0(4)3.01.07解析：(1)根据并联分流规律
15、可知，Igrg(IIg)R1，代入解得R11.0 。(2)连接实物电路图时，注意按照电流的方向依次连接各用电器，最后将电压表和电流计分别并入电路。(3)根据电源的伏安特性曲线可知，电源的内阻rR0，结合逐差法可得，rR045.66 ，所以r1.66 ；逐差法处理实验数据时能够充分利用已测得的数据，以减小实验的偶然误差。(4)电动势测量值误差很小，说明电压表分流产生的误差可以忽略不计，而内阻测量值偏大，根据(3)中计算式可知，其可能原因是R0标称值比实际值小，D正确；或者通过电源的电流的测量值小于真实值，即与电流计并联的电阻R1的实际值小于计算值，C正确。答案：(1)1.0(2)见解析图 (3)1.66充分利用已测得的数据(4)CD
