届高考一轮人教物理电学实验含答案.docx
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届高考一轮人教物理电学实验含答案
2021届高考一轮(人教)物理:
电学实验含答案
专题:
电学实验
1、某中学为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,准备了如下的实验器材:
A.电压表V1(量程0~1V,内阻2kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(量程0~1A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=6kΩ
E.定值电阻R2=16kΩ
F.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,允许最大电流2A)
G.学生电源(直流5V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选用________,定值电阻应选用________,二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)
(2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,在方框中画出满足要求的电路图;
(3)根据设计的电路图,写出小灯泡两端电压U与电压表读数UV的关系,即U=________.若小灯泡的电功率为P,则关系图线可能正确的是________.
2、物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。
实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的UI图像和如图丙所示的
x图像的数据描点。
则:
(1)电源的电动势E=________V;内阻r=________Ω。
(结果保留两位有效数字)
(2)已知电阻丝的横截面积S=0.12×10-6m2,电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m,电流表内阻为________Ω。
(结果保留两位有效数字)
(3)此实验用了图像法处理数据,优点是直观,但是不能减少或者消除________(填“偶然误差”或“系统误差”)。
3、某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度计,他所选用的器材有:
灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水绝缘材料,标准温度计,PTC热敏电阻RT(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT=a+kt,a>0,k>0).设计电路图如图所示,并按如下步骤进行操作.
(1)按电路图连接好实验器材.
(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端,调节滑片P使电流表________,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路.
(3)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I,然后断开开关.请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式:
I=________(用题目中给定的符号表示).
(4)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表.根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:
低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀?
________(选填“是”或“否”).
4、某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图8-2-22甲所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。
图中R1和R2为定值电阻,S为开关。
回答下列问题:
(1)根据图甲所示的电路,在图乙所示的实物图上连线。
(2)开关S闭合时,多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”)。
(3)表笔A应为________色(选填“红”或“黑”)。
(4)定值电阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω。
(结果取三位有效数字)
图8-2-22
5、某种新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料电阻率,实验室提供了以下实验器材:
图1 图2
2.A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~10Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图1所示,其读数为_______mm;用螺旋测微器测得该样品的外径D,其示数如图2所示,其读数为_______mm.
(2)本次实验的电流表选用的是________,电压表选用的是________(填写所提供器材前的字母).
图3
(3)测量新型圆柱形的导电材料电阻R是采用图3的_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图.
6、一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d.
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm,则所测金属管线外径D=5.167mm.
(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材:
A.电流表(0~0.6A,内阻约0.05Ω);
B.电流表(0~3A,内阻约0.01Ω);
C.电压表(0~3V,内阻约10kΩ);
D.电压表(0~15V,内阻约50kΩ);
E.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流为0.6A);
F.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流为0.3A).
为准确测出金属管线阻值,电流表应选A,电压表应选C,滑动变阻器应选E.(均填器材前的字母)
(3)如下图所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.
2021届高考一轮(人教)物理:
电学实验含答案
专题:
电学实验
1、某中学为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,准备了如下的实验器材:
A.电压表V1(量程0~1V,内阻2kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(量程0~1A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=6kΩ
E.定值电阻R2=16kΩ
F.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,允许最大电流2A)
G.学生电源(直流5V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选用________,定值电阻应选用________,二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)
(2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,在方框中画出满足要求的电路图;
(3)根据设计的电路图,写出小灯泡两端电压U与电压表读数UV的关系,即U=________.若小灯泡的电功率为P,则关系图线可能正确的是________.
【答案】
(1)A D
(2)如图所示 (3)4UV C
解析:
(1)由于小灯泡的额定电压为4V,若选15V量程,则量程太大,所以应选A,并进行改装,使其为Um=4V量程的电压表;根据欧姆定律和串并联规律应有Um=UV1+
R,解得R=6kΩ,所以定值电阻应选D;
(2)实验要求电压从零开始调节,说明滑动变阻器应采用分压式接法;由于改装后电压表内阻已知,所以电流表应采用外接法,电路图如图所示;(3)根据串联电路特点知,灯泡电压与电压表示数间的关系为U=UV+U1=UV+
R1,整理得U=
UV=4UV,由于灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,根据灯泡的功率P=
,在P-U2图象中,斜率逐渐变小,所以只有选项C可能是正确的.
2、物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。
实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的UI图像和如图丙所示的
x图像的数据描点。
则:
(1)电源的电动势E=________V;内阻r=________Ω。
(结果保留两位有效数字)
(2)已知电阻丝的横截面积S=0.12×10-6m2,电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m,电流表内阻为________Ω。
(结果保留两位有效数字)
(3)此实验用了图像法处理数据,优点是直观,但是不能减少或者消除________(填“偶然误差”或“系统误差”)。
解析
(1)UI图线与纵坐标的交点等于电源的电动势,从图上可得E=3.0V。
在图像中找出两个清晰的点,读出对应的数据,然后根据公式r+R0=
≈3.0Ω,得r=1.0Ω。
(2)电阻丝电阻R=
=ρ
+RA,
x图像的斜率k=
=
Ω·m-1=10Ω·m-1,电阻率ρ=kS=10×0.12×10-6Ω·m≈1.2×10-6Ω·m;
由
=
x+RA可知,函数
x图线纵截距为2.0Ω,它表示电流表的内阻为2.0Ω。
(3)图像法可以减小因为读数带来的偶然误差;但是对于由于电路选择等引起的系统误差却不能减小或消除。
答案
(1)3.0 1.0(0.80~1.0均可)
(2)1.2×10-6
2.0 (3)系统误差
3、某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度计,他所选用的器材有:
灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水绝缘材料,标准温度计,PTC热敏电阻RT(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT=a+kt,a>0,k>0).设计电路图如图所示,并按如下步骤进行操作.
(1)按电路图连接好实验器材.
(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端,调节滑片P使电流表________,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路.
(3)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I,然后断开开关.请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式:
I=________(用题目中给定的符号表示).
(4)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表.根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:
低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀?
________(选填“是”或“否”).
解析:
(2)根据实验的原理可知,开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端,以保证电流表的使用安全;然后将单刀双掷开关S掷于c端,调节滑片P使电流表满偏,设此时电路总电阻为R,断开电路.
(3)当温度为t时,热敏电阻的阻值为:
RT=a+kt,根据闭合电路的欧姆定律可得,I=
=
.
(4)由上式可知,温度越高,电流表中的电流值越小,所以低温刻度在表盘的右侧;由于电流与温度的关系不是线性函数,所以表盘的刻度是不均匀的.
答案:
(2)a c 满偏 (3)
(4)右 否
4、某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图8-2-22甲所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。
图中R1和R2为定值电阻,S为开关。
回答下列问题:
(1)根据图甲所示的电路,在图乙所示的实物图上连线。
(2)开关S闭合时,多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”)。
(3)表笔A应为________色(选填“红”或“黑”)。
(4)定值电阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω。
(结果取三位有效数字)
图8-2-22
【解析】
(2)开关S闭合时,电阻R1与电流表并联,多用电表用于测量电流;开关S断开时,电阻R2与电流表串联,多用电表用于测量电压。
(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进,从负接线柱出,即从表笔A出,表笔A应为黑色,表笔B应为红色。
(4)开关S断开时,由串联电路知识知,Ig(R2+Rg)=U,解得R2=880Ω;开关S闭合时,由并联电路知识知,Ig(R2+Rg)=(I-Ig)R1,解得R1≈1.00Ω。
【答案】
(1)连线如图所示
(2)电流 电压 (3)黑 (4)1.00 880
5、某种新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料电阻率,实验室提供了以下实验器材:
图1 图2
2.A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~10Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图1所示,其读数为_______mm;用螺旋测微器测得该样品的外径D,其示数如图2所示,其读数为_______mm.
(2)本次实验的电流表选用的是________,电压表选用的是________(填写所提供器材前的字母).
图3
(3)测量新型圆柱形的导电材料电阻R是采用图3的_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图.
【答案】
(1)41.75(41.70~41.80) 3.627(3.626~3.629)
(2)D E (3)甲
6、一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d.
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm,则所测金属管线外径D=5.167mm.
(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材:
A.电流表(0~0.6A,内阻约0.05Ω);
B.电流表(0~3A,内阻约0.01Ω);
C.电压表(0~3V,内阻约10kΩ);
D.电压表(0~15V,内阻约50kΩ);
E.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流为0.6A);
F.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流为0.3A).
为准确测出金属管线阻值,电流表应选A,电压表应选C,滑动变阻器应选E.(均填器材前的字母)
(3)如下图所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.
答案:
如下图所示.
(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径表达式为d=
.
解析:
(1)螺旋测微器校零时的示数为3.3×0.01mm=0.033mm;螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm,则所测金属管线外径D=5.200mm-0.033mm=5.167mm.
(2)两节新的干电池电动势为3V,因此电压表选择3V的量程,即C;因为电路中最大电流大约为Im=
=
A=0.6A,为了测量精确,电流表应选择A;滑动变阻器采用限流式接法,因为待测电阻较小,所以滑动变阻器选择E.
(3)由于待测电阻属于小电阻,所以电流表采用外接法,滑动变阻器采用限流式接法.
(4)该实验需要测量空心金属管线的内径,通过伏安法测出电阻的大小,结合电阻定律求出横截面积,从而根据外径求出内径的大小,根据欧姆定律得R=
,而R=ρ
,则S=
,因为S=π
2-π
2,解得d=
.
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