2018版高考物理二轮专题限时集训：14 电学实验 Word版含解析

专题限时集训(十四) 电学实验

(对应学生用书第143页)

(限时：40分钟)

1．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R x约为3 Ω，实验室备有下列实验器材：

A．电压表V(量程3 V，内阻约为3 kΩ)

B．电流表A(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)

C．滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流0.5 A)

D．电源E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)

E．开关S，导线若干

甲乙

丙丁

图14-14

(1)为减小实验误差，应选用图14-14中________(选填“甲”或“乙”)为

该实验的电路原理图．

(2)现用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数

如图23丙，则直径为______mm.图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为______Ω·m.(结果保留三位有效数字)

【解析】(1)因R V

R x＝

3 000

3＝1 000，

R x

R A＝

3

1＝3，

则有R V

R x>

R x

R A，电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙．

(2)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01×10.8 mm ＝0.108 mm，所以最终读数为0.608 mm.

由图示电压表可知，其量程为3 V ，分度值为0.1 V ，示数为1.20 V ，由图示电流表可知，其量程为0.6 A ，分度值为0.02 A ，示数为0.50 A ，电阻阻

值：R x ＝U I ＝1.200.50 Ω＝2.4 Ω；由R x ＝ρL S 可知，电阻率：ρ＝R x S L ＝

2.4×

3.14×? ????12×0.608×10－320.6

Ω·m ≈1.16×10－6 Ω·m. 【答案】 (1)乙 (2)0.608(0.606～0.609均正确)

1．16×10－6(1.15×10－6～1.17×10－6均正确)

2．(8分)(2017·“超级全能生”26省联考)某同学用下列器材组装的简易欧姆表，

如图14-15所示．

a ．干电池一节：电动势为1.5 V 且其内电阻可忽略；

b ．电流计一块：量程为0至1 mA ，最小刻度0.1 mA ，内电阻20 Ω；

c ．可变电阻一只：阻值范围为100 Ω至2 500 Ω.

(1)测量电阻前，先进行欧姆调零．将可变电阻P 的阻值调节为R ＝________，此时电流计指针指到最大刻度；

(2)欧姆表正确调零后，将待测电阻的两端分别连至红、黑表笔，若电流计的示数为0.5 mA ，待测电阻的阻值R x ＝________；

(3)若将电流计示数范围限制在0.1 mA 到0.9 mA 之间，欧姆表可测量的电阻范围为________；

(4)如果将r ＝20 Ω的电阻与电流计并联，重新调零后，与第(3)问相比，可测量的电阻范围将如何变化？

图14-15

【解析】 (1)电流计的读数为1 mA 时，全电路的电阻为 1.5 V 1×10－3A

＝1 500 Ω.所以，可变电阻的阻值为1 500 Ω－20 Ω＝1 480 Ω.

(2)调零后，可变电阻的阻值为1 480 Ω，电流计的示数为0.5 mA 时，待测

电阻的阻值为

1.5 V

0.5×10－3 A

－1 480 Ω－20 Ω＝1 500 Ω(即欧姆表内阻等于中

值电阻)．

(3)电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为1.5 V

0.1×10－3 A

－1 480 Ω－20 Ω＝

13 500 Ω；电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为

1.5 V

0.9×10－3 A

－1 480 Ω－

20 Ω≈167 Ω.欧姆表可量测的电阻范围167 Ω～13 500 Ω.

(4)可测量的电阻范围将变小，因电流计两端并联与电流计内阻相同的电阻后，电路中的总电流变为原来的两倍，而电池的电动势仍为1.5 V，故可测量的电阻范围将变小．

或者：电阻与电流计并联后，调零时，通过电流计的最大电流为1 mA，

通过干路的电流为2 mA，全电路的电阻为

1.5 V

2×10－3 A

＝750 Ω.

所以，可变电阻的阻值为750 Ω－10 Ω＝740 Ω.

电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为

1.5 V

0.2×10－3 A

－740 Ω－10 Ω＝6 750

Ω，

电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为

1.5 V

1.8×10－3 A

－740 Ω－10 Ω≈83 Ω，

欧姆表可量测的电阻范围83 Ω～6 750 Ω.

【答案】(1)1 480 Ω(2)1 500 Ω(3)167 Ω～13 500 Ω

(4)可测量的电阻范围将变小或者83 Ω～6 750 Ω

3．(9分)(2017·海淀期末)利用如图14-16所示的电路测量一个满偏电流为300 μA，内阻r g约为100 Ω的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：

图14-16

A．滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω)

B．滑动变阻器(阻值范围0～1 750 Ω)

C．滑动变阻器(阻值范围0～30 kΩ)

D．电源(电动势1.5 V，内阻0.5 Ω)

E．电源(电动势8 V，内阻2 Ω)

F．电源(电动势12 V，内阻3 Ω)

(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用________，电源E应选用________．(选填器材前面的字母序号)

(2)实验时要进行的主要步骤有：

A．断开S2，闭合S1

B．调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度

C．闭合S2

D．调节R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二

E．记下此时R′的阻值为190 Ω

则待测电流表的内阻r g的测量值为________ Ω，该测量值________此电流表内阻的真实值．(选填“大于”“小于”或“等于”)

【导学号：19624169】【解析】(1)在半偏法测电流表的电阻实验中，两次步骤的干路电流为了保持不变，即滑动变阻器尽量选择较大的，电源电压尽量选择较大的，故滑动变阻器R应选用C；电源E应选用E，为什么不选F呢？因为如果选择了F，由于它的电压太大，当变阻器的电阻达到最大时电路中的最小电

流I＝

12 V

30 000 Ω＝400 μA，故不能使电流表满偏；(2)当电流表满偏时，说

明干路电流为300 μA，若使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，即200 μA时，通过电阻箱R′的电流就为100 μA，由于电流表与电阻箱的电流之比为2∶1，则它们的电阻之比为1∶2，所以电流表的电阻为190 Ω/2＝95 Ω；该测量值小于电流表的真实值，因为实际干路的电流会比300 μA 稍大一些，故电阻箱的电流会比100 μA稍大一些，所以它的电阻就会稍小一些．

【答案】(1)C E(2)95小于

4．(9分)(2017·福州一中模拟)为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5 V、内阻约500 Ω)，现提供下列器材：

A．待测电源

B．电压表V(0～3 V，内阻约几千欧)

C．电流表A(10 mA，R A＝10 Ω)

D．电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)

E．滑动变阻器R1(0～20 Ω)

F．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω)

G．开关及导线

H．干电池若干节(内阻很小)

(1)实验中需要将电压表改装．首先测定其内阻，某同学采用图14-17甲所示的电路，电源为干电池组．开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到________(选填“零”或“最大”)．闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R01＝2 950 Ω；当电压表指针半偏时，阻值为R02＝8 900 Ω，则电压表内阻R V＝________Ω.

图14-17

(2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻．电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V的电压表，则R0＝________Ω；滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)．

(3)根据实验测得数据，作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知E＝________V，r＝________Ω.

【解析】(1)开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到最大．

由U ＋U R V ·R 01＝0.5 U ＋0.5 U R V

·R 02解得R V ＝3 000 Ω. (2)根据扩大电压表量程原理，电阻箱R 0与电压表串联构成量程为6 V 的电压表，则R 0＝3 000 Ω；滑动变阻器应选阻值范围大的R 2.

(3)由闭合电路欧姆定律，E ＝U ＋Ir ，结合图线解得E ＝5.0 V ，图线斜率的绝对值等于内阻r ＝500 Ω，所以电源的内阻为490 Ω.

【答案】 (1)最大 3 000 (2)3 000 R 2 (3)5.0 490

5．(8分)(2017·揭阳市揭东一中检测)回答下列问题：(1)如图14-18甲，是多用电

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________(填“A ”或“B ”)端流入多用电表．

(2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙，调节电

阻箱，记录多组电阻箱示数R 和多用电表示数I ，作出R -1I 的图线如图丙．

由图丙可求得电动势E ＝________V ，内限r ＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)忽略偶然误差，本实验测得的E 测、r 测与真实值比较：E 测________E 真，r 测________r 真(选填“<”“＝”或“>”).

【导学号：19624170】

图14-18

【解析】 (1)由图所示可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3；作为欧姆表使用时，选择开关应接2，内部电源被接通，构成欧姆表，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入，即从A 端流入．

(2)根据闭合电路欧姆定律得：E ＝IR ＋Ir ，解得：R ＝1I E －r ，