高考物理电学实验题模拟题十五含答案与解析.docx
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高考物理电学实验题模拟题十五含答案与解析
4伏安法测电阻(高考物理电学实验)
组卷老师:
莫老师
评卷人
得分
一.实验题(共50小题)
1.现提供以下器材:
电流表:
(满偏电流100μA,内阻100Ω)
电流表:
(量程10mA,内阻40Ω)
滑动变阻器:
(最大电阻值100Ω)
待测电阻:
(约300Ω)
直流电源:
(电动势6V,内阻为几欧姆)
各种已知阻值的电阻
开关
导线若干
①现需要将电流表
改装成一个量程为3V的电压表,需要选用的电阻阻值为 .
②现要求用改装后的电压表(用符号
表示)和电流表
测量待测电阻Rx.
(a)在下面的虚线框中画出电路图.
(b)按电路图在下面的实物图中画出连接导线
③(a)若不能提供电流表
,但还可以提供一块与
完全一样的电流表.一位同学将其改装成量程为10mA的电流表A',改装后仍按原电路连接,则使用改装表A'与使用电流表
比较滑动变阻器滑片的移动范围将 .(填“变大”、“变小”或“不变”)
(b)若使用改装的电流表A'进行测量,为了减小误差,电流表A'应 (填“内接”或“外接”).
2.如图甲所示为测量电阻的电路,Rx为待测电阻,R的阻值已知,R′为保护电阻,阻值未知,电源的电动势E未知,S1、S2均为单刀双掷开关,A为电流表,其内阻不计.
(1)按如图甲所示的电路,在如图乙所示的实物图上连线.
(2)测量Rx的步骤为:
将S2向d闭合,S1向 闭合,记下电流表读数I1,将S2向c闭合,S1向 闭合,记下电流表读数I2;由此可知待测电阻Rx的计算公式是Rx= .
3.利用如图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,其中R1为电阻箱,R2为滑动变阻器.
(1)根据图甲所示的电路,完成图乙实物图的连接.
(2)请完善下列实验步骤:
①闭合开关S1,先将S2拨向1,调节滑动变阻器R2的滑片,使电流表A有适当的读数,并记下其数值I;
②将S2拨向2,保持 不变,调节 ,使电流表A的读数仍为I;
③电阻Rx的值等于 .
(3)电阻Rx的测量值与真实值可能不相等,若不考虑偶然误差的因素,则可能的原因是 .
4.实验室有一标有均匀刻度但没有标示的电压表
,通过测量可知其内阻r1=150k,量程约为13V~16V.现小明为了精确地测量电压表
的量程,选择的实验器材如下:
A.量程为3V的标准电压表
,内阻r2=30k
B.量程为3A的电流表
,内阻r3=0.01
C.滑动变阻器R,总阻值为1k
D.电动势为20V的电源E,内阻可忽略不计
E.开关S、导线若干.
要求方法简捷,尽可能减少误差,并能测出多组数据.
(1)小明设计了图甲所示的三个测量电路,为了精确地测量电压表
的量程,并且能完成多次测量,应选择电路图.(填字母)
(2)根据选择的最合适的电路,将图乙中的实物图用笔画线代替导线连接成完整的电路.
(3)根据所选择的电路从其中的测量数据中选出一组来计算待测电压表
的量程Um,则Um的关系式为,该关系式中各符号的物理意义分别为.
5.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A),开关和导线若干,以及下列电表
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)如图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。
请根据在
(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值Rx=
= Ω(保留两位有效数字)。
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在
(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是 。
(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
6.某实验小组要精确测量一个Rx≈5Ω的电阻,实验室可以提供下列器材:
电流表A1:
量程100mA,内阻r1约为4Ω
电流表A2:
量程0.5mA,内阻r2=750Ω;
电压表V:
量程10V,内阻r3约为10kΩ
变阻器R0:
阻值约10Ω;
电池E:
电动势E=1.5V,内阻很小;
开关K,导线若干。
(1)实验中所需的器材有电阻Rx,电键K、电池E、变阻器R0,电流表A1,还需要的器材有 。
(2)需要测量的物理量是 ,根据所测物理量,求出电阻阻值的表达式Rx= 。
7.①使用多用表测量两个定值电阻(阻值约为R1=200Ω和R2=25kΩ).在下列一系列操作中,选出尽可能准确地测定各阻值,并符合多用表使用规则的各项操作,按合理的顺序填写在横线上:
。
A、转动选择开关置于“×1k”挡
B、转动选择开关置于“×100”挡
C、转动选择开关置于“×10”挡
D、转动选择开关置于“×1”挡
E、转动选择开关置于“OFF”挡
F、将两表笔分别接在R1两端,读出R1的值后断开
G、将两表笔分别接在R2两端,读出R2的值后断开
H、将两表笔短接,调节调零旋扭,使指针指在刻度线右端
②把量程为3mA的电流表改装成欧姆表,其结构如图所示,其中电源电动势E=3V.改装后,将原来电流表3mA的刻度定为电阻的“0”刻度,欧姆表的中值电阻为 Ω,2mA刻度处标 Ω。
8.有一电阻R,其阻值大约在40Ω至50Ω之间,需进一步测定其阻值,现有下列器材:
电池组ε,电动势为9V,内阻忽略不计;
电压表V,量程为0至10V,内阻20kΩ;
电流表A1,量程为0至50mA,内阻约20Ω;
电流表A2,量程为0至300mA,内阻约4Ω;
滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Ω,额定电流1A;
滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Ω,额定电流0.3A,
开关S及导线若干.
实验中要求多测几组电流、电压值.在实验中应选 电流表和 滑动变阻器,并且采用电流表 (填“内接法”或“外接法”).
9.某同学测量一只电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.定值电阻R(阻值为2kΩ,额定电流50mA)
C.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
D.多用电表
E.开关S1、S2,导线若干
(1)首先,用多用电表进行粗测选用“×10”倍率,调零后进行测量,发现指针偏转的角度很小,为了把电阻测量得更准确些,应换用 (选填“×100”或“×1”)挡;重新调零后测量的结果如图甲所示,示数为 Ω
(2)为了更精确地测出此电压表的内阻,该同学设计了如图乙所示的实验电路
①图丙中,根据图乙电路杷实物连接好;
②若S1、S2都闭合时电压表示数为U1,S1闭合,S2断开时电压表的示效为U2,定值电阻的阻值为R.则电压表的内阻RV= 。
10.为了测量阻值在400~500Ω之间的电阻RX的阻值,实验室提供了如下器材:
①电池组E(电动势9V,内阻约0.5Ω)
②电压表V(量程0﹣10V,内阻约20kΩ)
③毫安表A1(量程0﹣30mA,内阻约50Ω)
④毫安表A2(量程0﹣300mA,内阻约10Ω)
⑤滑动变阻器R1(0﹣20Ω,额定电流1A)
⑥滑动变阻器R2(0﹣5Ω,额定电流0.3A)
⑦电键一只,导线若干。
(1)请画出实验电路图;
(2)为了实验能正常进行并减小系统误差,而且要求滑动变阻器要便于调节,在实验中应选代号为 的毫安表和代号为 的滑动变阻器。
该实验的系统误差主要是由 表引起的,这个因素总是使实验的测量值比真实值偏 。
11.如图所示是伏安法测电阻的安培表的外接法,在伏安法测电阻实验中,测得电阻R两端的电压为4.20V,电流表的读数为0.20A,则该电阻的测量值R为 Ω,这个结果比真实值 (填“偏大”或“偏小”)
12.为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率,实验所使用的小灯泡规格为“3.0V,1.8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(1)准备使用的实物电路如图甲所示。
请根据实物图画出相应的电路图 。
(2)现有20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选 Ω的定值电阻。
(3)依据所描绘的P﹣U2的图象,求灯泡在2V电压下的功率为 W,此时的电阻值为 Ω.(结果均保留两位有效数字)
13.有一待测的电阻器Rx,其阻值在40Ω~45Ω之间。
实验室备用的实验器材有:
电压表V(量程0~10V,内电阻20kΩ)
电流表A1(量程0~50mA,内电阻约20Ω)
电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω中,额定电流为1A)
滑动变阻器R2(最大阻值为300Ω中,额定电流为0.1A)
直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω)
开关、导线若干
(1)实验要求电表读数从零开始变化,并多测出几组电流、电压值,请选择合适的器材并在虚线框内画出实验原理图。
(所用器材要用题目中给定的符号标出)
(2)用
(1)中的电路图进行实验时,测量值 真实值(填“大于”、“等于”、或“小于”)。
14.欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,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(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是 ;(填写各器材的字母代号)
(2)设实验中,电流表电压表的某组示数如下图所示,图示中I= A,U= V
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求将下图中给定的器材连成实验电路
15.小明用电学方法测量电线的长度,首先,小明测得电线铜芯的直径为1.00mm,估计其长度不超过50m(已知铜的电阻率为1.75×10﹣8Ω•m)。
现有如下实验器材:
①量程为3V、内阻为3kΩ的电压表;②量程为0.6A,内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为0~20Ω的滑动变阻器;④内阻可以忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻,开关和导线若干。
小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表示数从0开始增加,当示数为0.50时,电压表示数如图1所示,度数为 V,根据小明测量的信息,图2中P点应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),Q点应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),小明测得的电线长度为 m。
16.某同学用伏安法测量待测电阻的阻值.现有器材为:
待测电阻R(阻值约为5Ω)
电源(电动势3V)
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
电流表(量程0.6A,3A
电压表(量程3V,15V)
开关,导线若干.
实验要求在测量电路中将电流表外接,滑动变阻器起限流作用.回答下列问题:
(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图.
(2)若已按实验要求接线,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终约为3V,电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个原因:
.
(3)在连线正确后,闭合开关.电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示.由图可知,电压表读数为 V,电流表读数为 A.由此可得待测电阻的阻值为 Ω(结果保留3位有效数字).
17.某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻.可使用的器材有:
两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2000”)
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待微安表的内阻为 Ω(结果保留到个位).
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
.
18.某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表
的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:
电阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V).开关1个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器使电压表满偏;
④保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为 (填正确答案标号)。
A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA。
19.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警.提供的器材有:
热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过IC时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.
在室温下对系统进行调节,已知U约为18V,IC约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60℃时阻值为650.0Ω.
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
(2)在电路中应选用滑动变阻器 (填“R1”或“R2”).
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一定的阻值,根据实验要求,这一阻值为 Ω;滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 .
②将开关向 (填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 .
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.
20.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;
电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关K,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的
,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.
(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= .
21.某实验小组用图1的电路测量电阻R,的阻值,图中R为电阻箱,R‘为滑动变阻器,电源E的电动势约为6V,S
为单刀双掷开关,电流表量程为0.6A,内阻较小为RA不可忽略
(1)若将滑动变阻器的全部电阻接入电路中对电流表起保护作用,则最适合的总阻值为
A.1ΩB.10ΩC.100ΩD1kΩ
(2)在图2中以笔画线代替导线按实验原理图将实物图补充完整
(3)实验小组测量电阻R,的步骤主要如下,完成步骤中的填空
①将开关S掷于 位置,记下电流表的示数l0。
②将开关S掷于 位置,调节 使电流表示数也达到l0;
③此时电阻箱示数为R0,则Rx阻值为
22.现代奥运会帆船赛场通常采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能。
用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制。
光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0:
照射光较弱(如夜晚)时电阻接近于无穷大。
利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,夜晚打开。
电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。
当励磁线圈中电流大于50mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通。
励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。
(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图。
光敏电阻R1,符号
灯泡L,额定功率40W,额定电压36V,符号
保护电阻R2,符号
电磁开关,符号
蓄电池E,电压36V,内阻很小;开关S,导线若干。
(2)如果励磁线圈的电阻为200Ω,励磁线圈允许加的最大电压为 V,保护电阻R2的阻值范围为 Ω。
23.
(1)某同学先用一个有四个倍率的多用电表粗略测量某合金材料制成的导体的电阻,四个倍率分别是×1、×10、×100、×1000.用×100档测量该导体电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到 档。
(2)用游标卡尺测量该导体的长度如图所示,可知其长度为 mm。
(3)若通过多用电表测得该导体的电阻约为8000Ω,现该同学想通过伏安法测定该导线的阻值Rx.现有电源(3V,内阻可不计),滑动变阻器(0~10Ω,额定电流2A),开关和导线若干以及下列电表:
A.电流表(0~5mA,内阻约0.125Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 (选填“甲”、“乙”、“丙”、或“丁”)。
24.某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ,完成下列部分步骤:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度,如图甲所示,由图可知其长度为 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径,如图乙所示,由图可知其直径为 mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R;
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω);
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);开关S,导线若干。
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
25.实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管的电阻.他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等.
(1)他们使用多用电表粗测螺线管金属丝的电阻,完成下列操作步骤:
①将红表笔插入多用电表的 (填“正”或“负”)插孔、黑表笔插入多用电表的 (填“正”或“负”)插孔;选择电阻挡“×1”;
②将红、黑表笔短接,调整欧姆调零旋钮,使指针指在电阻为0处;
③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用电表的示数如图(甲)所示,读数为 Ω.
(2)根据多用电表示数,再进一步采用伏安法精测螺线管金属丝的电阻,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图(乙)中的A、B、C、D四个电路中选择的电路是 .
26.用伏安法测电阻的实验中提供了如下器材:
①待测电阻Rx(约200Ω);
②直流毫安表(量程0~20mA,内阻约50Ω)
③直流电压表(量程0~3V,内阻约5kΩ);
④直流电源(输出电压3V,内阻可不计);
⑤滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A);
⑥电键一个,导线若干条.
实验要求最大限度的减小误差,则毫安表的连接应选择 (填“内接”或“外接”)的连接方式.滑动变阻器的连接应选择 (填“限流”或“分压”)的连接方式.
27.在练习使用伏安法测电阻的实验中,已知一个待测电阻的阻值大约在500欧左右,现有一块电压表内阻为10千欧,一块电流表内阻为10欧,应采用图中的图 (填“甲”或“乙”)所示的测量电路进行测量.
在实验过程中,电压表的读数为20.0V,电流表读数为0.038A则此待测电阻的测量值为 欧(保留三位有效数字),与真实值比较此测量值偏 (填“大”或“小”)
28.某同学要测量电阻Rx的阻值,采用如下实验步骤:
(1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测,正确操作后欧姆表的读数(图1)为 Ω.
(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,滑动变阻器采用分压接法,可选用的实验器材有:
电压表V(3V,内阻约1kΩ);
电流表A(20mA,内阻约1Ω);
待测电阻Rx;
滑动变阻器R1(0﹣2kΩ);
滑动变阻器R2(0﹣20Ω);
干电池2节;开关、导线若干.
在图2的图甲、图乙电路中,应选用图 (选填“甲”或“乙”),滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”).
(3)根据选择的电路和器材,在图3中用笔画线代替导线完成测量电路的连接.
29.一待测电阻阻值约为100Ω,为了精确测量该电阻的阻值,该同学从实验室找来了下列器材:
电流表A1(0~40mA、内阻r1=10Ω);
电流表A2(0~100mA、内阻r2≈5Ω);
滑动变阻器R(0~10Ω);
定值电阻R0(阻值为100Ω);
电源E(电动势6V、有内阻);
开关、导线若干.
①实验中要求调节范围尽可能大、精确度
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