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电学实验库
全国名校高考专题训练
专题训练十三电学实验
1.(广东省2009届高三第一次六校联考试卷物理试卷)测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻约3KΩ)一块B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只C.定值电阻(R=3KΩ,额定电流0.5A)一个D.电池组(电动势略小于3V,内阻不计)E.开关两只F.导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)为了更准确的测出该电压表内阻的大小,该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。
你认为其中相对比较合理的是(填“甲”或“乙”)电路。
其理由是:
。
(2)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量;用上述所测各物理量表示电压表内阻,其表达式应为Rv=。
2.(上海市闸北区2008年4月模拟)
g
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后;
V
(1)若电压表的示数为2V,电流表的的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为_________;
(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为_________;
(3)若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为____________.
3.(上海市宝山区2008年4月模拟)
一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示,利用这条图线计算:
(1)在正常发光情况下,灯泡的电功率P=W。
(2)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为Ω。
(3)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300K,在正常发光情况下,灯丝的温度为K。
4.(上海市卢湾区2008年4月模拟)某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。
他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表:
U/V
0.0
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
0.25
图a
图b
(1)请根据上述表格中的数据,在图a中用笔连线补充完成该电路的实物图;
A
R0
(2)利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图b所示,请根据这些数据和图线解决下列问题:
若把用电器Z接入图c所示的电路中时,电流表的读数为0.100A,已知A、B两端电压恒为1.5V,则定值电阻R0阻值为________Ω;
若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路,如图d,则在该电路中用电器Z的工作压为__________V。
5.(上海市静安区2008年4月模拟)在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中
(1)第一组同学利用如图a的实验装置测量,电压表应选择量程(填“3V”或“15V”),实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为。
(电压表、电流表均为理想电表)
(2)第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示,则根据图象可知,电池的电动势为V,内阻为
13.(上海市黄浦区2008年4月模拟)某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
A.电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω)
B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)
C.定值电阻R0=100Ω
D.滑动变阻器R,最大阻值约为10Ω
E.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
F.电键S及导线若干
(1)根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不
得小于其量程的
,请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。
(2)实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。
(用字母表示)
15.(上海市徐汇区2008年4月模拟)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(量程0—3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程0—0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0—20Ω,10A)E.滑动变阻器R2(0—200Ω,lA)
F.定值电阻R0(990Ω)G.开关和导线若干
甲
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据
(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
0.5
(3)若将图线的纵坐标改为______,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。
17.(常州市2007~2008学年度第二学期期中质量调研二)吴亮同学是一位电学实验爱好者,他向老师要了好多电学实验器材(见表1),准备来探究一段某种材料的电阻,表2是他记录的实验数据,他在实际测量的时候大约每隔2分钟测量一组数据。
请回答下列问题:
表1表2
器材编号
器材名称
规格
1
电流表
0.6A/3A,内阻小于0.1Ω
2
电压表
3V/15V,内阻大于9kΩ
3
学生电源
使用3V直流
4
变阻器
最大阻值为25Ω
5
开关
-
6
导线
-
7
定值电阻
100Ω
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
0.40
0.04
2
0.80
0.10
3
1.20
0.22
4
1.40
0.30
5
1.60
0.40
6
1.80
0.56
(1)在下面方框内画出吴亮实验的
电路图;(电路中不需要的器材不要画在图中)
(2)在方格纸上作出电阻丝的U-I图线;
(3)由序号为5的这组数据计算出电阻丝的电阻测量值为R测=Ω,如果考虑到电表的内阻对测量的影响,则此时电阻测量值R测跟电阻真实值R真相比较,应是R测R真;(选填“>”、“<”或“=”)
(4)所画出的U-I图线是弯曲的,主要原因是什么?
答:
___________,据此材料的特性可以用来制成传感器。
18.(常州市2007~2008学年度第二学期期中质量调研三)现有一种特殊的电池,它的电动势E和内阻r都比较大,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,测得的数据如下表所示.
试验次数
1
2
3
4
5
U/V
10
20
30
40
50
U-1/×10-2V-1
10.0
5.0
3.3
2.5
2.0
R/Ω
5.55
12.50
21.43
33.33
50.00
R-1/×10-2Ω-1
18.0
8.0
4.7
3.0
2.0
(b)
该同学想通过作图的方法来求电动势和内阻,并且纵轴取为U-1/×10-2V-1.
(a)
(1)
为了得到有关物理量的线性图象,横轴应取为▲▲,
并请在图(b)上作出相应的图象.
(2)根据所作出的图象求得该电池的电动势E为▲V,内阻r为▲Ω.
答案:
(1)R-1/×10-2Ω-1正确作出图
(2)100±250±2
19.(常州市2007~2008学年度第二学期期中质量调研四)利用如图所示的电路测量量程为800mV的电压表内阻RV,RV约为900Ω,某同学的实验步骤如下:
a.按电路图正确连接好电路,将变阻器R1的滑片移到最右端,电阻箱的阻值调到最大;
b.合上开关S1和S2并调节R1,使电压表的指针指到满刻度;
c.合上开关S1并打开S2,调整电阻箱R的阻值及变阻器R1的大小,使电压表的指针指到满偏的一半;
d.读出电阻箱的阻值R,即为电压表内阻.
在该实验中,除滑线变阻器R1外,其他器材均符合实验要求,现有两个变阻器可供选择
变阻器A:
最大阻值200Ω,额定电流1A
变阻器B:
最大阻值10Ω,额定电流2A
根据以上设计的实验方法,回答下列问题.
(1)选用的变阻器为▲.
(2)上述实验步骤中,有错误的步骤是▲,应改正为▲.
(3)该实验中存在着系统误差,设Rv的测量值为R测,真实值为R真,则R测▲R真
(填“>”“=”或“<”).
答案:
(1)变阻器B;
(2)C,合上开关S1,并打开S2,保持R1不变,调整R的阻值,使电压表的指针指到满偏的一半;(3)>
20.(常州市2007~2008学年度第二学期期中质量调研五)
(1)利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内电阻r,电路如图所示,图中R1为粗调滑动变阻器,R2为微调滑动变阻器,实验得到的四组数据,如表中所示.
①表中数据经处理后,可以确定电动势E=▲V,内电阻r=▲Ω.
②现有滑动变阻器:
A(10Ω1A),B(500Ω0.5A),C(500Ω0.5A).那么在本次实验中,滑动变阻器R1应选用▲,R2应选用▲,(选填“A”、“B”或“C”).
I/mA
U/V
50.0
1.35
75.0
1.35
23.(常州市2007~2008学年度第二学期期中质量调研七)下图(甲)为某同学测绘额定电压为2.5V小灯泡的I—U图线实验电路图.
(甲)
(乙)
(1)根据电路图,用笔画线代替导线,将图(乙)中的实验电路连接成完整实验电路.
(2)开关S闭合之前,图13(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于______(选填“A端”“B端”或“AB正中间”).
(3)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=273+t),根据图(丙)画出的小灯泡I—U特性曲线,估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_____℃(保留两位有效数字).
答案:
(1)连接电路如下图
(2)A(3)1.6×103℃
24.(2008年佛山市普通高中高三教学质量检测二)同学们知道,将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”,这是为什么呢?
某学习小组的同学准备就此问题进行探究。
(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,电动势大约会有1伏多一点。
晓宇同学找来了一个土豆做实验,当用量程为0~3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。
但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光。
检查灯泡、线路均没有故障,而用伏特表测量其电压确实能达到3V多。
据您猜想,出现这种现象的原因应当是:
(不要求写分析、推导过程)。
(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极,读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极,测得电流为0.32mA,根据前面用伏特表测得的0.96V电压,由全电路欧姆定律得:
.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω,而小丽同学则说是3kΩ。
请你判断,用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻,结果是否准确,为什么?
请分别说明理由。
(3)若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
B.灵敏电流表A2(量程为0~0.6mA,内阻为800Ω)
C.灵敏电流表A3(量程为0~300μA,内阻未知)
D.滑动变阻器R1(最大阻值约10Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)
F.定值电阻(阻值2kΩ)
G.变阻箱(0~9999Ω)
①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻,实验中应选择的器材是________(填器材前的字母代号)。
②在右方框中画出应采用的电路。
25.(2008高考理科综合物理押题卷3)有一个标有“12V、24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:
A.直流电源15V(内阻可不计)
B.直流电流表0~0.6A~3A(内阻0.5Ω、0.1Ω)
C.直流电流表0~300mA(内阻约5Ω)
D.直流电压表0~3V~15(内阻约3kΩ、15kΩ)
E.直流电压表0~25V(内阻约200kΩ)
F.滑动变阻器10Ω、5A
G.滑动变阻器1kΩ、3A
(1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成
实验需要从上述器材中再选用
(用序号字母表示)。
(2)在答案卷上相应方框内画出最合理的实验电路图,并按设计的电路及合理的量程用黑色水笔替代导线将实物连好。
(3)若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如上图所示,由这条曲线可得出:
正常发光条件下,灯丝消耗的电功率24W(填“大于”、“等于”、“小于”)。
如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,则正常发光时灯丝的温度是℃。
-
答案:
(1)ABDF
(2)如图右所示。
(3)小于
(4)1557℃~1587℃
点评:
考查了电学实验---测小灯泡的功率。
包括实验器材的选择、电路设计、实物连接以及图象中数据的处理与应用。
26.(2008届广东华师附中5月冲刺练习卷)
5
(1)图中螺旋测微器的读数是______mm.
(2)某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.闭合开关K,调整电阻箱的阻值,读出电压表相应的示数,得到了如下数据(R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数):
R/Ω
40.00
20.00
12.00
8.00
6.00
5.00
U/V
1.89
1.78
1.66
1.57
1.43
1.35
为了比较准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据,图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是____________.计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中,在图乙所示的图象中作图,利用图象得到E=_______V,r=_______Ω.
1.4
1.4
答案:
(1)9.102(9.101~9.103).
(2)电压U与电阻R的比值
(或电流I);表格中各电流值分别为0.047、0.089、0.138、0.196、0.238、0.270;图象如图所示;2.00(1.98~2.02),0.45(0.40~0.50).
27.(2008年福建省普通高中毕业班质量检查)
(1)在“用单摆测定重力加速度”实验中,某同学用游标卡尺测量摆球的直径,游标卡尺的主尺最小分度为1 mm,游标上有20个小的等分刻度。
卡尺上的示数如图所示,可读出这个摆球的直径为___________mm。
(2)某型号电池的电动势约3.7 V,内阻约2Ω,允许通过的最大电流为300 mA。
现欲测定其电动势E和内阻r,给定的器材有:
待测电池E;电阻箱R(阻值0~999.9 Ω);定定值电阻R0,(阻
值3 Ω);直流电压表(量程3 V,内阻约6 kQ);直流电流表(量程0.3 A,内阻约2 Ω);开关S一个;导线若干。
①如果在上述两个电表中只选用一个电表与其它器材组成测量电路,为使测量结果有尽可能高的精确度,应选用的电表是_______,请在虚线框中画出测量电路图,图中要标明相关器材的字母符号。
②用设计的电路读取两组数据,分别用
、
、
、
或用
、
、
、
表示,求得待测电池电动势E=___________,内阻r=___________。
③为使测量结果更精确,在不改变实验器材、实验电路的前提下,请你提出一条建议:
(例如:
多测几组数据,分别列方程组求出E、r,再求E、r的平均值。
)_________________________________________________________________________________
答案:
(1)13.85
(2)①
测量电路如图所示
②
③建议一:
多测几组R、U数据,分别求出相应的I值,用U、I数据作出U-I图线,由图线的截距、斜率求出E、r。
建议二:
由
可推出
,多测几组R、U
数据,作
图线(为一直线),由图线的截距、斜率求出E、r。
建议三:
由
可推出
,多测几组R、U数据,作
图线(为一直线),由图线的截距、斜率求出E、r。
其他建议合理的同样给分。
因电表选错导致①、②小题不能得分的.第③小题可参照评分标准酌情给分。
28.(2008年福州市第二轮高中毕业班质检)发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件,在电路中的符号是
。
只有电流从标有“+”号的端流入,从标有“一”号的一端流出时,它才能发光,这时可将它视为一个纯电阻。
现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。
①己知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0V。
若用电动势为9V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为
Ω的定值电阻。
②己知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA,请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致。
可选用的器材有:
待测发光二极管
直流电源E(电动势4.5V,内阻可以忽略不计)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电压表V1(量程l0V,内阻约50kΩ)
电压表V2(量程5V,内阻约20kΩ)
电流表Al(量程100mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程60mA,内阻约100Ω)
电键S、导线若干
为准确、方便地进行检测,电压表应选用,电流表应选用。
(填字母符号)
③画出利用②中器材设计的实验电路图。
答案:
①350Ω
②V2,A2
③如图所示(有错不给分,但图中电压表选Vl
或电流表选A1,不重复扣分)
29.(2008年高考理科综合试题预测卷)影响物质材料的电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而是增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导体材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线性元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
Z
(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?
答:
元件Z
(2)按照正确的电路图连接下面的实物图.
(3)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?
答:
U/(V)
0
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
I/(A)
0
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
281
3.20
(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为,内阻为.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)
答案:
(1)A
(2)如图所示(3)半导体(4)4.0V0.40
点评:
读数时一定要注意其精确度和应保留位数,在设计电路图时要注意三个问题:
电表量程的选择(依据电路中的最大电流或最大电压);供电电路的选择滑动变阻器的两种解法;测量电路电流表的内接和外接。
30.(2008年贵州省普通高等学校招生适应性考试)
(1)利用单摆能简单、方便地测算出重力加速度g,要提高精度,必须精确地测量出单摆的摆长和周期。
某次利用单摆测定重力加速度时,使用毫米刻度尺测出了单摆的摆线长78.7cm,使用20分度游标卡尺测出摆球直径如图甲所示,使用秒表侧出单摆完成40次全振动的时间如图乙所示。
则该单摆的摆长为_______mm,周期为________s。
(2)选用量程为3V,内阻为2.0kΩ的电压表改装成量程为15V和300V的双量程电压表,应给该电压表________联分压电阻(填“串”或“并”)。
请补充画完虚线框中改装后的双量程电压表电路图。
选用的分压电阻的阻值为______kΩ和_______kΩ。
若用改装好的电压表侧量电压时,表盘示数如图所示,则测得的电压为________V。
答案:
(1)798.1,1.78
(2)电路如图
(1)或
(2)
(1)
串,8,190(或198,阻值必须与电路图相对应)13或260
31.(海口市2008年高考调研测试题)测电源的电动势和内阻:
(1)测定电源的电动势和内阻的方法有多种。
下面四组器材中,能测定一未知电源的电动势和内阻的是()
A.一只电压表,一只电流表,一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干
B.一只电压表,一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干
C.一只电流表,一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干
D.一只电流表,一只电阻箱R和开关K、导线若干
图1
(2)请你在虚线框内,利用
(1)中的一组器材,画出能测量一节干电池的电动势和内阻的电路原理图(标明器材符号),并简要说明测量原理和计算方程式。
答案:
(1)AD
(2)选择A:
则实验电路如右图1。
根据闭合电路欧姆定律:
E=U+Ir,改变滑动变阻器R0的阻值,可以测得两组I、U值。
列出方程:
E=U1+I1rE=U2+I2r解得E、r
图2
选择D:
则实验电路如右图2。
在电阻箱中选定R1,可读出I1,选定R2可读出I2根据闭合定律欧姆定律
32.(2008年湖北省八校高三第三次联考)从下列实验器材中选出适当的器材,设计实验电路来测量两个电压表的内阻,要求方法简捷,操作方便,可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。
A.待测电压表V1,量程0~3V,内电阻约20kΩ—40kΩ
B.待测电压表V2,量程0~3V,内电阻约20kΩ—40kΩ
C.电阻箱R1,阻值范围0—99999.9Ω
D.电阻箱R2,阻值范围0—99.99Ω
E.滑动变阻器R3,
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