2014年高考物理一轮复习专项训练：专题十三 电学实验

1. （2013连云港摸底）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某

同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。

（1）实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0~10Ω）、

滑动变阻器B（阻值范围0~100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 （选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。

（2）如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动

势为3V。则此时小灯泡的电功率为 W，电源的内阻为 Ω。

1.答案：（1）A 电路如图。（2）0.66~0.72 2~2.67

解析：由于小灯泡电阻较小，电路应该设计成电流传感器外接。描绘小灯泡伏安特性曲线，

设计成滑动变阻器分压接法。将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V，在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为0.3A的点，该点纵横坐标的乘积0.3A×2.3V=0.69W.，为此时小灯泡的电功率。过该点和纵轴上3V的点作一直线，该直线的斜率绝对值等于电源的内阻为2.5Ω。

2．（2013安徽江南十校摸底）在“测定电池的电动势和内阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致。

（1）由实验数据来分析，他所连接的电路可能是下列电路图中的（ ）

（2）如图为某同学根据正确的电路图做出的U—I图线，由该图线可得被测干电池的电动势E= V，内阻r= Ω。 答案：（1）B（2）1.49V 1.75

解析：从表中实验数据可知所测电流随电压的增大而增大，且电压与电流的比值近似相等，因此，电压表电流表测量的是定值电阻R1的电压和电流，电路图正确的是B。由作出的U—I图线在纵轴的截距可知被测干电池的电动势E=1.49V，由图线的斜率可得电池内阻r=1.75Ω。 3．(10分) （2013江苏徐州摸底）某同学准备探究一未知元件Q的伏安特性曲线，他设计了

如图甲所示的电路图．请回答下列问题：

(1)清将图乙中的实物连线按电路图补充完整。

(2)该同学正确连接实验电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头P，发现电流表和电压

表的指针始终不发生偏转．在不断开电路的情况下，他使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“+”、“-”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是 ．

(3)排除故障后，该同学测得实验数据如下表所示，请在坐标纸上作出该元件的U-I图线。

(4)通过实验可以得出，该元件的阻值随所加电压的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不

变”)。

、答案：（1）如图。 （2）电流表断路 （3）如图 （4）减小

解析：使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“+”、

“-”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明多用电表与电源构成通路，电路故障是电流表断路。根据画出的图象，由欧姆定律可知，该元件的阻值随所加电压的增大而减小。

4．（10分）（2013浙江重点中学协作体高三摸底）现有如下所示的实验器材（示意图），要完

成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验。

（1）请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接。

（2）若测得的实验数据如下表，请用作图法求出干电池的电动势和内阻。

（3）若上图中所给的电流表已被损坏，用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻？如能的

话，请选定器材并给出电路图。 （10分）答案：(1) 如图（3分）

(2) 如图（3分）

E=1.52V，r=0.86Ω.

(3) 能，选择图中○1电池、○2电键、○4电压表和○5电阻箱等实验器材。（4分）

解析：根据测得的实验数据，用描点法画出电源的伏安特性曲线，曲线与纵轴的交点纵坐标

值等于电源电动势；曲线斜率的绝对值等于电源内阻。若所给的电流表已被损坏，可采用电阻箱和电压表测量电源电动势和内阻。

5．（8分）（2013届江西省重点中学高三联考）某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：

电流表A（量程为0～5mA．内阻约为10Ω）；

电压表V (量程为0～3V．内阻约为3kΩ)； 最大阻值约为50Ω的滑动变阻器； 电源E(电动势约3V)； 开关S、导线若干。

(l)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图电路试测，读得电压表示数大约为2.0V．电流表示数大约为4.0mA，则未知电阻阻值Rx大约为 Ω；

(2)经分析，该电路测量误差较大，需要作改进。请在方框内画出改进后的测量原理图； (3)用改进后的电路进行测量，其测量值 （填“等于”、“小于”、“大于”）真实值。

．（8分）答案： (1)500 （2分）

(2)如图所示 (4分)

(3) 大于 (2分)

解析：由欧姆定律，未知电阻阻值Rx大约为R=U/I=500Ω；该电路为电流表外接，测量误差较大，应该改为电流表内接。用改进后的电路进行测量，其测量值大于真实值。

6．（1）(2013广东二校联考摸底)一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详。用欧姆表粗测

其阻值，其结果如图所示。现有下列器材，试选择合适的器材及适当的 电路，较精确地测定该电阻的阻值。 A．电流表，量程0～500μA，内阻约150Ω B．电流表，量程0～10mA，内阻约10Ω

C．电压表，量程0～3V，内阻约5KΩ

〔第34题

D．电压表，量程0～15V，内阻约10KΩ E．干电池两节，每节电动势为1.5V

F．直流稳压电源，输出电压12V，额定电流1A G．滑动变阻器，0～50Ω，0.5A H．电键一只，导线若干

① 欧姆表测得的电阻值约为 Ω；

② 电流表应该选择 ，电压表应该选 择 ，电源应该选择 ，（填字母代号）；

③ 请在下列实验电路图中选择合适的电路图（ ）

答案：（1）①1k（或1000） ②BDF ③B

解析：① 欧姆表测得的电阻值约为100Ω×10=1000Ω；

②根据额定功率为0.1W，由P=IR可得最大电流为0.01A， 电流表应该选择量程0～10mA的电流表B；电压表应该选择量程0～15V的电压表D；电源应该选择输出电压12V的直流稳压电源F。

③由于待测电阻较大，选择电流表内接；由于滑动变阻器阻值范围0～50Ω，需要设计成分压电路，合适的电路图时B。

7. （2013温州八校联考）某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为 ≥200Ω·m）。如图16所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。容器内表面长

a

图16

2

A

D

B

C

〔第34

＝40cm，宽b＝20cm，高c＝10cm。将水样注满容器后，进行以下操作：

（1）分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档 粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图17所示，则所测 水样的电阻约为 Ω。

（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实 验室中找到如下实验器材：

图17

A.电流表(量程3mA，电阻RA为5Ω) B.电压表(量程6V，电阻RV约为10 kΩ) C.滑动变阻器(0~20Ω，额定电流1 A) D.电源(6V，内阻约1Ω) E.开关一只、导线若干

请在答题卷相应位置的实物图中完成电路连接。 （3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数 据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出

一系列数据如表所示，请在在答题卷相应位置的坐标纸中作出U-I关系图线。

18 图

（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 Ω·m。据此可知，所测水样在电阻率这一指标上

(选填“达标”或 “不达标”) .答案：（1）1750Ω （2）电路连接如图a所示。 （3）如图b所示。 （4）不达标。

解析：（1）根据多用电表测量电阻时要尽可能使指针指在中间附近，所以按照左图读数，读数为17.5×100Ω=1750Ω。

（2）因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又因为电流表内阻已知，则采用电流表内接法，电路连接如图a所示。

图a 图b

（3）让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧，如图b所示。 （4）由图线斜率可知，总电阻为2200 5Ω，（理论上R =R总－R A=2195Ω，但由于实验的偶然误差可能比5Ω还要大，因此，电流表电阻可以忽略），根据电阻定律R 据得ρ=110.0 0.3Ω·m，由于ρ<200Ω·m，因此，不达标。

8.（11分）（2013安徽师大摸底）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，

所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：

电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表A1（量程0～100mA，内阻约5 ）； 电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）； 电阻箱R（0～999.9 ）； 开关、导线若干。 小明的实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

L

，代入数S

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 F．断开开关。

①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________ mm；

②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；

③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。

④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求写出分析的过程，只回答出分析结果即可）答： 。

答案：. （11分）（2）①0.730 （3分） ②A1 （2分）

③

甲

L0 R

乙 丙

d2R0

4L0

（3分） ④不产生影响 （3分）

解析：①根据螺旋测微器读数规则，该电阻丝直径的测量值d=0.5mm+0.230mm=0.730 mm； ②由于电阻丝的电阻约为20Ω，电池组E的电动势为3.0V ，电路中电流小于0.15A，所以实

验中电流表应选择A1。

③由电阻丝接入电路部分电阻R’=ρL/S，S=

d2

4

，根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+R’+r),

联立解得：R=E/I-r-

4

d

2

L，对照R-L关系图线，可得

4

d

2

=R0/L0，可求出这种电阻丝

材料的电阻率ρ=

d2R0

4L0

。

④由于电流表内阻的存在不影响图线斜率，所以对电阻率的测量结果不会产生影响。 9．（1）(2013广东二校联考摸底)一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详。用欧姆表粗测

其阻值，其结果如图所示。现有下列器材，试选择合适的器材及适当的 电路，较精确地测定该电阻的阻值。 A．电流表，量程0～500μA，内阻约150Ω B．电流表，量程0～10mA，内阻约10Ω

C．电压表，量程0～3V，内阻约5KΩ D．电压表，量程0～15V，内阻约10KΩ E．干电池两节，每节电动势为1.5V

F．直流稳压电源，输出电压12V，额定电流1A G．滑动变阻器，0～50Ω，0.5A H．电键一只，导线若干

① 欧姆表测得的电阻值约为 Ω；

② 电流表应该选择 ，电压表应该选 择 ，电源应该选择 ，（填字母代号）；

③ 请在下列实验电路图中选择合适的电路图（ ）

答案：（1）①1k（或1000） ②BDF ③B

解析：① 欧姆表测得的电阻值约为100Ω×10=1000Ω；

②根据额定功率为0.1W，由P=IR可得最大电流为0.01A， 电流表应该选择量程0～10mA的电流表B；电压表应该选择量程0～15V的电压表D；电源应该选择输出电压12V的直

2

〔第34题（1）图〕

D

A

B

C

〔第34

流稳压电源F。

③由于待测电阻较大，选择电流表内接；由于滑动变阻器阻值范围0～50Ω，需要设计成分压电路，合适的电路图时B。

10（11分）（2013唐山摸底）某电阻R的额定电压3V，阻值约为100Ω，为准确测量其阻值，

提供实验器材如下：

A．电源：电动势4V，内阻约1Ω B．电压表V1：0~3V，电阻约10kΩ C．电压表V2：0~15V，电阻约50kΩ D．电流表A1：0~30mA，电阻约10Ω E．电流表A2：0~0.6A，电阻约0.5Ω F．滑动变阻器R1：0~10Ω，额定电流1A G．滑动变阻器R2：0~100Ω，额定电流30mA H．电键、导线若干

请按要求回答下列问题

（1）为较准确测量电阻R的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，电压表应

选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（填器材前面的序号）。 （2）在方框中画出实验电路图。 10.答案：（1）B、D、F （2）如图。

解析：根据待测电阻的规格，电压表应选量程0~3V电压表V1，

电流表应选量程0~30mA电流表A1，由于题目要求各电表指针能有较大的变化范围，电路应该设计成滑动变阻器分压接法，电流表外接法，滑动变阻器应选阻值范围0~10Ω的滑动变阻器R1。

11.（8分）（2013年南京学情调研）现需测量一个电池的电动势E和内电阻r。器材有：电流表（量程60mA，内阻约为10Ω）；电压表（量程10V，内阻约为20kΩ）；热敏电阻（80Ω~200Ω）；一杯水；一个开关；酒精灯；温度计；导线若干。

（1）一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物。如图所示，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路。

（2）用酒精灯对水加热，下表为该同学在不同水温小测得的电流和电压数据，并在U—I图中标出，由该图可得电池的电动势E= V，内电阻r= Ω（保留二位有效数字）

（3）利用以上数据还可以粗略算出热敏电阻的阻值，发现随着温度的升高，热敏电阻的阻值将会变 （填“小”或“大”）。

答案：（1）所画电路如图。（2）6.0V 20（3）小 解析：由于是测量电池电动势和内电阻，采用电流表内接。 在U—I图中标出数据点，过尽可能多的点画出倾斜直线，直线与纵轴的交点坐标值等于电池的电动势，斜率的绝对值等于电池内电阻。

12（2013武汉摸底）在实验室，某同学用多用电表粗测一段样品的电阻。经正确操作后，用“×100Ω”档时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用______档(填“×10Ω”档或“×1kΩ”)重新测量。换档后，在测量前应

_______________

答案：×1k 重新调零

解析：用“×100Ω”档时发现指针偏转较小，说明待测电阻阻值较大，他应该换用“×1kΩ”

档重新测量。换档后，在测量前应重新调零。

13.（7分）（2013成都摸底）欲用伏安法测定一个阻值约为5Ω左右的未知电阻，要求测量结

果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻1Ω） B．电流表(0～3 A，内阻0.0125Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125Ω) D．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ) F．待测电阻 G．开关、导线

H.滑动变阻器(0～20Ω，额定电流1 A) I．滑动变阻器(0～2 000Ω，额定电流0.3 A)

(1)上述器材中应选用的是____（填写各器材的字母代号）。

(2)为使通过待测电阻的电流能在0～0.5 A范围内改变，请在答题卡的虚线框中画出测

量待测电阻R的原理电路图，然后根据你设计的电路将给定的器材连成实验电路。

13.答案：（1）A、C、D、F、G、H （2）如图所示。

解析：由于待测电阻阻值小，所以采用电流表外接电路；由于题中要求“为使通过待测电阻

的电流能在0～0.5 A范围内改变”，所以需要设计成分压电路。

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