1、专题十一电学实验 【测控导航】考点题号(难易度)1.基本仪器的使用及选择2(易)、8(中)2.实验原理与步骤1(易)、7(中)3.实验数据处理3(易)、4(易)4.实物图连接5(易)、9(难)5.创新、探究性实验6(难)1.(2013天津市河西区二模)图(1)为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的IU关系曲线图.为了得到图(1)所示IU关系的完整曲线,在图(2)、图(3)两个电路中应选择的是图;理由是:.(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0100 ).解析:题图(2)中,滑动变阻器采用的是分压式接法,题图(3)中,滑动变阻器采用的是限流式接法,从本实验的实
2、验目的看,题图(2)中滑动变阻器的滑片从最左端逐渐向右端移动时,加在热敏电阻两端的电压可以从0逐渐增加,电压的调节范围较大,故应选择题图(2)作为实验电路.答案:(2)图(2)中加在热敏电阻两端的电压可以从0调节,读数范围大2.(2013成都三模)某实验小组在做“测定金属电阻率”的实验过程中,测量某金属丝的电阻(阻值510 ),实验室提供了下列器材.A.电压表(03 V,内阻RV约1 k)B.电压表(015 V,内阻RV约5 k)C.电流表(00.6 A,内阻RA=2 )D.电流表(03 A,内阻RA=0.5 )E.滑动变阻器(5 ,1.2 A)F.直流电源(6 V,内阻不计)另有开关一个,导
3、线若干.实验中有两种电路可供选择,如图(甲)和(乙)所示.(1)为了较准确地计算金属丝的电阻,本次实验中电路应选(选填“(甲)”或“(乙)”),电压表应选,电流表应选.(只填器材前的字母代号即可).(2)若用米尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝直径为d,此时测得电流为I、电压为U,则该金属丝的电阻率=(用、d、L、U、I、RA表示).解析:(1)由于直流电源电压为6 V,所以电压表应选A,电流表选C,由于电流表内阻为精确值,电压表内阻为近似值,所以电流表采用内接法,因此实验电路选(甲).(2)由于=RA+Rx,Rx=,所以=(-RA).答案:(1)(甲)AC(2)=-RA3.(20
4、13山东省烟台市高三5月适应性练习)某科技小组要测量一未知电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材:A.待测电阻RxB.电池组(电动势3 V,内阻约5 )C.电压表(量程3 V,内阻约3 000 )D.电流表(量程5 mA,内阻约10 )E.滑动变阻器(最大阻值50 ,额定电流1.0 A)F.开关、导线若干该小组使用完全相同的器材用不同的测量电路(电流表内接或外接)进行测量,并将其测量数据绘成UI图像,如图(甲)和图(乙)所示.(1)由测量结果判定图测量结果较为准确,其测量值Rx= (结果保留3位有效数字),Rx的测量值真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”).(2)请把正确的测量电路图画在方框
5、内.解析:(1)根据欧姆定律表达式I=计算可知,图(甲)中,电压为2.8 V时待测电阻的阻值比电压为1.5 V时的阻值稍大,几乎相等,而图(乙)中,电压为2.8 V时待测电阻的阻值比电压为1.5 V时的阻值还小,因此图(甲)测量结果较为准确,其测量值为Rx= 1.08103 .因Rx= = 173.2 ,因此电流表应采用内接法,Rx的测量值大于真实值.(2)测量电路图如图所示.答案:(1)(甲)1.08103大于(2)见解析4.(2013山东师大附中高三押题)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,
6、测得的数据如下表所示. 实验次数12345R()2.04.06.08.010.0U(V)1.001.191.271.311.35U/R(A)0.500.300.210.160.13(1)根据表中提供的数据,若利用图像确定电池的电动势和内阻,则应作图像;A.UB.RUC.RD.U(2)根据(1),利用测得的数据,在坐标纸上画出适当的图线,由作出的图像可知,该电池的电动势E= V,内阻r= .解析:(1)根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+r,解得U=-r+E,因此,若利用图像确定电池的电动势和内阻,则应作U图像,选项A正确.(2)利用测得的数据,作出U图像如图所示.由表达式U=-r+E可知,U图像
7、斜率的绝对值等于电源内阻,故r= =0.94 ;在纵轴上的截距等于电源电动势大小,故E=1.47 V.答案:(1)A(2)1.47(1.461.48均可)0.94(0.901.00均可)5.(2013山东省临沂市二模)某小组用如图所示的电路实物装置,测绘额定电压为4.0 V的小灯泡的伏安特性曲线,其中小灯泡的电阻约为几欧,电压表和电流表均为常用的普通电表.(1)根据实际情况,你认为完成该实验所对应的电路图应该是.(填“(甲)”“(乙)”或“(丙)”)(2)根椐选择的电路图,用笔画线代替导线将实物电路图连接完整.(3)已知小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k (273+t),k
8、为比例常数.小灯泡灯丝在27 时的电阻是6.0 .根据IU 图像估算该灯丝的温度为227 时灯丝的瞬时功率约为 W.解析:(1)小灯泡的电阻约为几欧,电流表需采用外接法,加在小灯泡两端的电压需从零开始逐渐增加,滑动变阻器采用分压式接法,因此电路图选用图(甲).(2)实物图连接如图所示.(3)将t1=27 、R1=6.0 代入R=k(273+t),解得k=0.02,将t2=227 、k=0.02代入R=k(273+t),解得R2=10 ,由题给IU图像看出,加在小灯泡两端电压为4.0 V时,流过小灯泡的电流为0.4 A,此时小灯泡的电阻阻值为10 ,故灯丝的温度为227 时灯丝的瞬时功率约为P=
9、UI=4.00.4 W=1.6 W.答案:(1)(甲)(2)见解析图(3)1.66.某课外活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(电动势约2 V,内阻一千多欧姆).实验室现有如下器材:多用电表:欧姆挡(1,10,100,1 k)直流电流挡(00.5 mA,01 mA,010 mA,0100 mA)直流电压挡(00.5 V,02.5 V,010 V,050 V,0250 V,0500 V)电压表(03 V,015 V)电流表(00.6 A,03 A)滑动变阻器:R1=10 ,R2=2 000 开关及导线.(1)该小组同学先用多用电表直流电压“02.5 V”挡(表盘上的
10、标识为“mAV”)粗测了西红柿电池组的电动势,指针稳定时如图(甲)所示,其示数为V(保留两位有效数字);(2)为了更精确地测量西红柿电池组的电动势和电阻,应选测电压,选测电流(填电表名称和所选量程);滑动变阻器应选(填电阻符号);(3)请设计方案,在与图(乙)上进行实物连接.解析:(1)用02.5 V挡测量时,每小格为0.05 V,故示数为1.6 V.(2)由于西红柿电池组的电动势约为2 V,所以电压表应选03 V,电路中最大电流约为I=2 mA,所以多用电表应选直流电流挡01 mA,由于西红柿电池组内阻约为一千多欧姆,所以滑动变阻器应选R2.(3)实物连接如图所示.答案:(1)1.6(2)电
11、压表03 V多用电表直流电流1 mA挡R2(3)见解析7.(2013湖北省高三模拟及适应性考试)(1)在练习使用多用电表时,某同学将选择开关拨至“10 ”挡时,欧姆表的内部结构可简化成图(甲)中虚线框内的电路,欧姆表已经进行了必要的调零.该同学想用一个电阻箱Rx 较精确地测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R内(即Rg+R0+r),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.改变电阻箱阻值,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Rx 、I的数据描点在(乙)图中,得到Rx图线;d.根据(乙)图作得的Rx图线,求出电源的电
12、动势E和欧姆表内阻R内.图(甲)中,a表笔和b表笔的颜色分别是和,电源的电动势E为 V,欧姆表内阻R内为 ,电流表G的量程是 A.(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”)解析:(1)根据多用电表的构造可知,a表笔和b表笔分别是黑表笔和红表笔.根据闭合电路的欧姆定律可得I=,解得=Rx+(r+Rg+R0),可见,Rx图线斜率的倒数等于电源电动势E,故E= V=8 V;Rx图像在纵轴上截距等于(r+Rg+R0),故欧姆表内阻R内=r+Rg+R0=20E=208 =160 ;电流表的量程Ig=
13、A=0.05 A.(2)将图(甲)中的电流表并联一个定值电阻时,流经电流表的电流变小,指针偏转角度变小,因此新欧姆表的倍率变小.答案:(1)黑红81600.05(2)变小8.(2013四川成都七中二模)为了测定某电池的电动势(约10 V11 V)和内阻(小于2 ),需要把一个量程为5 V的直流电压表接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15 V的电压表,然后用伏安法测电源的电动势和内电阻,以下是该实验的操作过程:(1)把电压表量程扩大,实验电路如图(甲)所示,请完成第五步的填空.第一步:把滑动变阻器滑动片移至最右端;第二步:把电阻箱阻值调到零;第三步:闭合开关S;第四步:把滑动变阻器滑动片
14、调到适当位置,使电压表读数为4.5 V;第五步:把电阻箱阻值调到适当值,(电阻箱的电阻变化过程中,A、P间的电压可视为不变)使电压表读数为 V;第六步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15 V的电压表(2)上述实验可供选择的器材有:A.某电池(电动势约1011 V,内阻小于2 )B.电压表(量程为5 V,内阻约5 k)C.电阻箱(阻值范围09 999 )D.电阻箱(阻值范围099 999 )E.滑动变阻器(阻值为020 ,额定电流2 A)F.滑动变阻器(阻值为020 k,额定电流0.2 A)电阻箱应选,滑动变阻器应选(填选项前的字母)(3)用该扩大了量程的电
15、压表(电压表的表盘没变),测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图(乙)所示,得到多组电压表读数U和电流表读数I,并作出UI图线如图(丙)所示,可知电池的电动势为 V,内电阻为 .(所有结果保留3位有效数字).解析:(1)由于电压表量程由5 V扩大为15 V,因此电压表的示数应为电阻箱电压的一半,当P、A间电压为4.5 V时,通过调整电阻箱使电压表示数为1.5 V.(2)由于电压表内阻约为5 k,电阻箱电阻应不小于10 k,故电阻箱应选D.图(甲)中滑动变阻器为分压式连接,而电源电动势为1011 V,因此滑动变阻器选用E则可,既能方便操作又可确保仪器安全.(3)由UI图像可得电压表的“最大”示数
16、为3.5 V,则对应电池的电动势为10.5 V,电源内阻r= =1.71 .答案:(1)1.50(2)DE(3)10.51.719.为了测量某电池的电动势 E(约为3 V)和内阻 r,可供选择的器材如下:A.电流表G1(2 mA100 )B.电流表G2(1 mA内阻未知)C.电阻箱R1(0999.9 )D.电阻箱R2(09 999)E.滑动变阻器R3(010 1 A)F.滑动变阻器R4(01 000 10 mA)G.定值电阻R0(800 0.1 A)H.待测电池I.导线、开关若干(1)采用如图(甲)所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:I1
17、/mA0.400.811.201.592.00I2/mA0.200.400.600.801.00根据测量数据,请在图(乙)坐标中描点作出I1I2图线.由图得到电流表G2的内阻等于 .(2)在现有器材的条件下,测量该电池电动势和内阻,采用如图(丙)所示的电路.在给定的器材中,图中滑动变阻器应该选用,电阻箱应该选用.(均填写器材后面的代号)(3)根据图(丙)所示电路,请在图(丁)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.解析:(1)将测量得到的表格中的I1、I2数据在I1I2坐标中描点连线得到I1I2图像如图所示.I1I2图线的斜率为k=2故电流表G2的内阻为=RG1=2100 =200 .(2)图(丙)中,当滑动变阻器的阻值调至R0时,通过它的电流为I A=0.03 A10 mA故滑动变阻器应该选R3从图(丙)看出,电阻箱和电流表G2串联,其目的是将电流表G2改装成电压表测量路端电压.待测电池的电动势约为3 V,因此,需串联的分压电阻的阻值约为R= =2.8103 故电阻箱选用R2(3)实物图连接如图所示.答案:(1)见解析200(2)R3R2(3)见解析