课时跟踪检测(二十八) 电学实验综合训练
高考常考题型：实验题
1．(2012·潍坊模拟)某同学用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图1甲所示，读数是________ mm；用多用电表“×1”挡测该金属丝的电阻，如图乙所示，读数是________ Ω。
图1
2.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图2所示。
(1)根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)。
(2)画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图。 图2
3．某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图3所示。
图3
读得直径d＝________ mm。
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
电阻R(Ω)
121.0
50.0
23.9
10.0
3.1
导线直径d(mm)
0.801
0.999
1.201
1.494
1.998
导线截面积S(mm2)
0.504
0.784
1.133
1.753
3.135
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？
若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。
________________________________________________________________________
(3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7 Ω·m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l＝________ m(结果保留两位有效数字)。[中&教&网z&z&s&tep]
4．(2011·四川高考)为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A．量程为1、内阻大约为1 kΩ的电压表
B．量程为2、内阻大约为2 kΩ的电压表
C．量程为3、内阻为3 kΩ的电压表
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表。
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。
(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。
5．(2013·广东调研)2010年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目，还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施，处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500 Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有：
电流表A1(量程为0至50 mA，内阻RA1约为3 Ω)
电流表A2(量程为0至3 mA，内阻RA2＝15 Ω)
定值电阻R1＝697 Ω
定值电阻R2＝1 985 Ω
滑动变阻器R(0至20 Ω)一只
电压表V(量程为0至12 V，内阻RV＝1 kΩ)[
蓄电池E(电动势为12 V，内阻很小)
电键S一只
(1)在下边方框中画出应采用的电路图
[ ]
(2)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝________，当表达式中的________(填字母)达到________，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻。
6．某电压表的内阻在20～50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：
待测电压表V(量程3 V)；
电流表A1(量程200 μA)；
电流表A2(量程5 mA)；
电流表A3(量程0.6 A)；
滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)；
电源E(电动势4 V)；
电键K，导线若干。
(1)所提供的电流表中，应选用________(填写字母代号)。[z,zs,tep.com]
(2)为了尽量减少误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图。(其中电源和电键及其连线已画出)
图4
7．(2012·潍坊模拟)为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图5甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示。请回答下列问题：
图5
(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；
(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是________(选填“a”或“b”)；
(3)根据图乙可以求得电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为________ W。
8．(2012·深圳模拟)在测定一根粗细均匀的合金丝Rx的电阻率的实验中。
(1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图6所示，则可读得合金丝的直径为________ mm。 图6
(2)待测合金丝Rx的电阻约为5 Ω。提供的仪器有：
A．电压表V(内阻约为10 kΩ，量程为3 V)
B．电流表A1(内阻约为3 Ω，量程为0.6 A)
C．电流表A2(内阻约为0.1 Ω，量程为3 A)
D．滑动变阻器R(阻值为0～5 Ω，额定电流为2 A)
E．电源E(电动势为5 V，内电阻为1 Ω)
F．一个开关、若干导线
①要求较准确地测出其阻值，电流表应选________。(选填序号)
②某同学根据以上仪器，按图7连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图乙中画一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽。
③修改后的电路其测量结果比真实值偏________(选填“大”或“小”)。 图7
9．(2012·南京模拟)某学习小组在研究小灯泡灯丝电阻和温度的关系时，描绘了一只小灯泡(3.6 V 0.3 A)的伏安特性曲线。实验中除红外测温仪、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为6.0 V)
B．电压表V1(量程为0～3 V，内阻约为2 kΩ)
C．电压表V2(量程为0～5 V，内阻约为4 kΩ)
D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
E．电流表A2(量程为0～100 mA，内阻约为2 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)
G．滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ，额定电流100 mA)
(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，请你选择合适的电压表、电流表和滑动变阻器________(填所选仪器前的字母序号)，并为该小组设计电路图，画在虚线框内。
(2)根据正确设计的实验电路图，学习小组测得电压、电流、灯丝温度，并求得对应电阻值，如下表：
电压/V
0
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
电流/A
0
0.051
0.105
0.165
0.205
0.235
0.260
0.280
0.300
电阻/Ω[
3.9
4.8
6.1
7.3
8.5
9.6
10.7
12.0
温度/℃
12.0
66.1
144.1
216.3
288.3
354.4
420.4
498.5[z*zs*tep.com]
根据表格中的数据，学习小组的同学在图8中画出了小灯泡的伏安特性曲线。现要知道图线上P点对应的电阻RP，有同学认为可以作出曲线在P点的切线，而RP就等于该切线的斜率的倒数，这样做是否正确？
答：________。(选填“正确”或“不正确”)
图8
(3)请你根据表格中的数据，在图9中画出灯丝的电阻值随温度变化的关系图线。根据图中的R－t图线可知，灯丝的电阻值与温度的关系是：________；0 ℃时灯丝的电阻值约为________ Ω(保留两位有效数字)。
图9
答 案
课时跟踪检测(二十八) 电学实验综合训练
1．解析：螺旋测微器读数时，先读出固定刻度线的分度值，再读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即0.001 mm。本题中的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；欧姆表测电阻本身就不是很精确，只能近似测出电阻值，所以对其读数要求不是很严格，小数点后保留几位是没有多大意义的，到底保留多少，就中学考试来讲，看题目中已知数据的位数而定，但应注意“×挡位”，该题中7.0也是可以的。
答案：0.900 7
2．解析：(1)图线如图所示。
Rx＝＝2.4×103 Ω(2.3×103～2.5×103 Ω)
(2)因满足Rx2>RARV，故采用电流表内接法。
答案：见解析
3．解析：(1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取，读数为(1＋20.0×0.01) mm＝1.200 mm。
(2)由数据可得：R与S不成反比，R与S2成反比(或RS2＝恒量)。
(3)根据电阻定律公式R＝ρ，所以
l＝＝ m＝19 m。
答案：(1)1.200 (2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝恒量) (3)19
4．解析：电压表的改装，须已知待改装电表的内阻，故电压表选择；电压表满偏时，串联电阻两端电压为6 V，根据串联分压原理，串联电阻应为待改装电表内阻的2倍，即6 kΩ，改装后电压表所测电压为其示数的3倍，由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋r，代入已知数据解得：E＝2.5 V，r＝10 Ω。实际电动势E0＝3E＝7.5 V。
答案：(1) 或C 6 (2)如图所示
(3)7.5 10
5．解析：(1)滑动变阻器比待测电阻阻值小很多，故供电电路采用分压式；可估算LED灯正常工作时的电流为：I＝＝6 mA，故电流表A1不能用来测其电流，要精确测定其电阻就要排除电压表与电流表内阻的分流与分压，所以不能用电压表V测其电压与电流表A2测其电流的比值求电阻。由于电流表A2内阻已知，与定值电阻串联可当做量程为0～6 V的电压表与灯泡并联测电压；电压表V内阻已知，可知电流表在干路中测得的电流与电流表A2示数的差值即为通过灯泡的真实电流。
(2)由于灯泡的额定电压为3 V，所以当I2(R2＋RA2)＝3 V，灯泡达到额定电压，此时电流的值为：I2＝1.5 mA。
答案：(1)如图所示
(2) I2 1.5 mA
6．解析：伏安法测电阻需要两块表：电压表和电流表。本题测量的是一个电压表的内阻，和普通定值电阻不同的是，电压表本身两端的电压UV可以通过自身表的示数读取，故不再需要其他的电压表来测其两端电压了，故本题只需一个量程合适的电流表与之串联测出其电流IV即可。经计算，流经待测电压表的最大电流为Imax＝＝150 μA，考虑安全性及准确性，电流表应选A1。
对于本题，因为待测电阻RV>R(待测电压表阻值是滑动变阻器最大阻值的20倍以上)，故滑动变阻器应采用分压式接法，满足题目多测几组数据的要求。
答案：(1)A1
(2)电路图如图所示
[中+国教+育出+版网]
7．解析：(1)首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测路端电压。电阻箱两端电压为U＝U2－U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I＝；
(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线；
(3)图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0 V，图线a的斜率为电源的内阻r＝2.0 Ω，图线a、b的交点表示U1＝U2即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0 W。
答案：(1)I＝ (2)b (3)3.0 2.0 1.0
8．解析：(1)由螺旋测微器的读数规则知该合金丝的直径＝0.5 mm＋10.9×0.01 mm＝0.609 mm。
(2)①由于被测电阻约为5 Ω，电源电动势为5 V，内阻为1 Ω，则电路中出现的最大电流约为0.8 A，如果选择量程为3 A的电流表，误差太大，故电流表应选择量程为0.6 A的。②原电路图中滑动变阻器是限流作用，电路的电流变化范围小，加一条导线连接，让滑动变阻器起分压作用。被测电路中电流变化范围变大。③被测电阻值Rx＝，由于电压表分流，故I>I真，即电阻的测量值比真实值偏小。
答案：(1)0.609(0.607～0.609均对)
(2)①B ②如图所示 ③小
9．解析：(1)小灯泡的额定电压为3.6 V，要描绘其完整的伏安特性曲线，电压表应选“C”；小灯泡的额定电流为0.3 A，故电流表应选“D”；要求小灯泡两端的电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法，在不超滑动变阻器额定电流的情况下，为操作方便，滑动变阻器应选择阻值较小的“F”。
(2)不正确，小灯泡的阻值为非线性关系，图中的横轴表示小灯泡两端的电压U，纵轴表示流经它的电流I，图线上P点对应的阻值为RP＝。
(3)从作出的R－t图可知，0 ℃时灯丝的电阻值约为3.7 Ω(3.6～3.8 Ω都正确)。
答案：(1)CDF 电路如图所示
(2)不正确
(3)如图所示 一次函数关系 3.7
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