2024屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試專題強(qiáng)化練十七電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

專題強(qiáng)化練(十七)電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

1.利用實(shí)驗(yàn)室的指針式多用電表研究如下問(wèn)題.

(1)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到直流電壓擋.如圖甲所示，閉合開(kāi)關(guān)，將電壓表并聯(lián)在力、B

兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)為小并聯(lián)在月、。兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)也為4,并聯(lián)在及。兩點(diǎn)間，

電壓表示數(shù)為零，已知品此阻值相差不大，出現(xiàn)上述情況的原因可能是.

A.力〃段斷路B.比段斷路

C.仍段短路D.比段短路

(2)將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到電阻擋“X1k”的位置，將紅，黑表筆分別插入“十”“一”插孔，并

將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使表的指針指在表盤________(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)

零刻度線處，將光敏電阻與歐姆表直接相連，通過(guò)用手遮擋的方式來(lái)改變照射到光敏電阻的

光照強(qiáng)弱，在不改變選擇開(kāi)關(guān)位置的情況下，歐姆表指針位置發(fā)生變化，如圖乙所示，由此

可判斷光照變?nèi)鯐r(shí)，該光敏電阻的阻值(選填“變大”或“變小”).

(3)如圖丙所示是一個(gè)簡(jiǎn)單的歐姆表電路示意圖，其中電流表電流為500nA,內(nèi)阻為10。Q,

電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為1Q；變阻器分最大阻值為5000Q.

①調(diào)零后測(cè)量某定值電阻時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則該定值電阻阻值為_(kāi)_______Q.

②使用一段時(shí)間后電池老化，電動(dòng)勢(shì)下降到1.4V、內(nèi)阻增大到4。，但仍可調(diào)零，正確操

作后，測(cè)量另一個(gè)定值電阻，歐姆表讀數(shù)為300Q,則這個(gè)電阻的阻值應(yīng)為_(kāi)_______Q.

解析：(1)電壓表有示數(shù)說(shuō)明并聯(lián)部分無(wú)短路，串聯(lián)部分無(wú)斷路，電壓表無(wú)示數(shù)說(shuō)明并聯(lián)部

分可能短路或者串聯(lián)部分新路.根據(jù)題意電壓表并聯(lián)在力、C兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)為凡當(dāng)

并聯(lián)在力、〃兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表示數(shù)也為見(jiàn)當(dāng)并聯(lián)在山。兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表的示數(shù)為零,

則可以判斷電路的故障可能是/山段斷路，也可能是回段短路，故選AD.

(2)將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到電阻擋“X1k”的位置，將紅，黑表筆分別插入“+”“一”插孔，并

將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使表的指針指在表盤電阻擋零刻度線即右側(cè)零刻度線

處.由圖乙可知，遮擋后電阻變大，由此可判斷光照變?nèi)鯐r(shí)，該光敏電阻的阻值變大.

15

(3)調(diào)零后，歐姆表內(nèi)阻尸內(nèi)U.bsvxiiruvaQ=3000。，

指針指在刻度盤的正中央,表盤中值電阻等于歐姆表內(nèi)阻，即4=發(fā)內(nèi)=3000Q.

電動(dòng)勢(shì)變?yōu)長(zhǎng)4V調(diào)零后，歐姆表內(nèi)阻

1.4

*內(nèi)=0.5X10-'°=2800C,

由300。對(duì)應(yīng)的電流列出關(guān)系式

1.5________L4

/=3000+300=2800+%'

解得/?真=280Q.

答案：(DA1)(2)右側(cè)變大(3)3()0()280

2.某物理興趣小組在物理實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?根粗細(xì)均勻的合金絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)室里有?半徑

10cm的吊角器，但是缺少刻度尺.該小組首先取一段合金絲繞在該量角器上，并接入如圖

1所示的電路中，通過(guò)金屬夾所夾位置改變合金絲接入電路的長(zhǎng)度，接入電路的合金絲所對(duì)

應(yīng)的圓心角?？梢杂闪拷瞧髯x出.實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變金屬夾所夾位置，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器

的阻值，使每次電流表的讀數(shù)/達(dá)到一相同值時(shí)記錄電壓表的示數(shù)〃，從而得到多組從0

的值，作出小〃圖像如圖2所示.

圖1

圖2

圖3

⑴在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，滑動(dòng)變阻器的滑片尸應(yīng)置于(選填“左端”或“右端”).

(2)實(shí)驗(yàn)中電流表指針位置如圖3所示，則讀數(shù)1=A.

(3)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，6端應(yīng)與相連接.

A.d端B.e端

C.g端D.c端

(4)已知合金絲的橫截面積為4.OXI?！?M，則合金絲的目阻率為_(kāi)_______0-m(結(jié)果俁留2

位有效數(shù)字).

解析：(1)本實(shí)驗(yàn)采用滑變分壓接法，需要為使合金絲的電壓從0開(kāi)始記錄，故需要增滑動(dòng)

變阻器的滑片產(chǎn)應(yīng)置于左端；(2)電流表量程是0?0.6A,由圖3所示表盤可知，其分度值

為0.02A,示數(shù)為0.40A；(3)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，6端應(yīng)與e端相連，通過(guò)改變金屬夾的位置來(lái)改

變所接入的合金絲的電阻；(4)已知合金絲的橫截面積為4.()義1(廠8小2,讀圖可知，當(dāng)

IJ0G2

時(shí)，所對(duì)應(yīng)的電壓大小為0.92V,則根據(jù)歐姆定律，可得此時(shí)合金絲的電阻為。

JL?ik/

=2.3Q,

則根據(jù)電阻率的公式可得/?=

RS2.3X4X1()T

Q?m^5.9X10-7

〃=7=H

—X0-1

乙

答案：(1)左端(2)0.40(3)B(4)5.9X10-7或［(5.7?6.1)X10-］均正確

3.(2023?廣東廣州一模)如圖(a)是一種雙量程電流表內(nèi)部各元件的連接圖.

⑷設(shè)用=10。，必=130O,后=0.22Q,尼=0.88Q,用電阻絲替代故障電阻后，若

電阻絲實(shí)際接入電路的阻值略小于標(biāo)準(zhǔn)值，電阻絲實(shí)際接入電路的阻值為*《）.88Q；接

0.6A量程時(shí)，設(shè)某次測(cè)電流時(shí)，流過(guò)表頭的電流為人，則電流測(cè)量值為3

電流的真實(shí)值為,

由于*4〈吊，

可得1ft,

會(huì)導(dǎo)致用該電流表“0.6A”量程測(cè)電流時(shí)的測(cè)量值偏小.

答案：⑴小于⑵140斷路（3）右⑷偏小

4.某校舉行了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，其中一項(xiàng)比賽為選用合適的電學(xué)元件設(shè)計(jì)合理

的電路，并能較準(zhǔn)確的測(cè)量同?電池組的電動(dòng)勢(shì)及其內(nèi)阻.提供的器材如下：

A.電流表G（滿偏電流10mA,內(nèi)阻10Q）

B.電流表A（0?0.6A?3A,內(nèi)阻未知）

C.電壓表V（0?5V?10V,內(nèi)阻未知）

D.滑動(dòng)變阻器4（0?100Q,1A）

E.定值電阻尼（阻值990Q）

F.開(kāi)關(guān)與導(dǎo)線若干

（1）圖（a）是小宇同學(xué)根據(jù)選用的儀器設(shè)計(jì)測(cè)量該電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖.根據(jù)該實(shí)驗(yàn)

電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪制的人一人圖線如圖⑹所示（人為電流表G的示數(shù)，人為電流表A的示數(shù)），

則由圖線可以得到被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)夕=V,內(nèi)阻_r=。；（結(jié)果均保留

2位有效數(shù)字）

（2）另一位小張同學(xué)則設(shè)計(jì)了圖（c）所示的實(shí)驗(yàn)電路對(duì)電池組進(jìn)行測(cè)量，記錄了單刀雙擲開(kāi)關(guān)

S?分別接1、2對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)。?和電流表的示數(shù)/；收據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)繪制0圖線如

圖（d）中所示的4、8兩條空線.

可以判斷圖線力是利用單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sz接______(選填“1”或“2”)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)播出的；

分析力、6兩條圖線可知，此電池組的電動(dòng)勢(shì)為E=_____,內(nèi)阻r=______(用圖中￡、&、

h,4表示).

解析：(1)電流表G和定值電阻串聯(lián)，其可看成一個(gè)電壓表，則有少=/(是+硝+A廣，

整理可得/尸一/人+備'

P

根據(jù)圖像可知，圖線與縱軸會(huì)相交于(0,7.5mA)的位置，則有萬(wàn)工方=7.5X10-34，

1\G\/U)

可得￡=7.5V,

日-r-(5-7)X1O~3

且有一兄+胃=-0.5-0.1-'

可得廣=5.0Q.

(2)若單刀雙擲開(kāi)關(guān)接1,則電流表相對(duì)于電源內(nèi)接，則因電流表分壓作用，會(huì)導(dǎo)致Er(=E

汨,/斯其〉/雙君,

若單刀雙擲開(kāi)關(guān)接2,則電流表相對(duì)于電源外接，因電壓表分流作用，會(huì)導(dǎo)致/短

直=/瓶測(cè)，

結(jié)合所給圖像，可以判斷出,4圖線是利用單刀雙擲開(kāi)關(guān)邑接1,同樣也可以判斷出￡=￡,,I

短其=心,

則內(nèi)阻為r=3=f.

-/WKhi

答案：(1)7.55.0(2)1EA7

5.力敏電阻器是?種能將機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊元件，其電阻值可隨外加壓力大小而

改變.某同學(xué)為研究一個(gè)力敏電阻器救(阻值變化范圍為兒歐姆到幾十歐姆)的特性.設(shè)計(jì)

了如圖(a)所示的電路，所用電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻忽略不計(jì)，電阻箱(()?99.9Q).除

圖⑸中的器材外，還有如下器材可供選擇：

電流表4(量程為0?0.6A,內(nèi)阻n=1.5C)；電流表用(量程為0?0.6A,內(nèi)阻約為2。)

——

力敏電阻凡

-^2)

(1)圖(a)中尸處選用電表,0處選用電表;(均填選用電表的符號(hào))

(2)閉合開(kāi)關(guān)S,多次改變對(duì)力敏電阻的壓力E記錄兩電表讀數(shù)，得到而不同的值，描繪

1\\圖線如圖⑹所示,由圖線可得凡與歹的函數(shù)關(guān)系式R,=_________；

(3)該同學(xué)用力敏電阻和所提供的器材，把電流表A】改成一個(gè)壓力表(即在電流表Ai表盤的

對(duì)應(yīng)刻度位置處標(biāo)上壓力大小)，請(qǐng)?jiān)趫D(c)虛線框內(nèi)畫出設(shè)計(jì)電路圖；

(4)若將電流表表盤的D.15A刻度處標(biāo)為壓力表的0刻度，則電阻箱先接入電路他阻值

應(yīng)調(diào)為_(kāi)_______。；保持幾不變，則壓力表能測(cè)量壓力的最大值是________N.

解析：(1)0處選用電表因?yàn)锳：的內(nèi)阻己知，可以把A1當(dāng)成電壓表使用，用來(lái)測(cè)量力敏

電阻的電壓；因?yàn)?。處選用電表凡，所以嚴(yán)處選用電表A2；

(2)根據(jù)圖像得凡=巧葉仇

根據(jù)圖像得18=4X0+。，10=4X4+2?.

解得〃=—2,6=18,

所以凡=-26+18.

(3)設(shè)計(jì)電路如圖所示

-------------------

力敏電阻匕

◎

—~<r

F

(4)根據(jù)兄=—26+18,當(dāng)40時(shí)，尼=18Q,根據(jù)閉合電路歐姆定律得/=五萬(wàn)丁,

十%十

解得吊=0.5Q.

當(dāng)電流表的示數(shù)等于0.6A時(shí)，表示壓力表的壓力最大.根據(jù)閉合電路歐姆定律得1.=

E

R+R)+_n

解得R=3Q,

根據(jù)尺=一26+18得/=7.5N.

答案：（DA?A,⑵-2F+18

（3）圖見(jiàn)解析（4）0.57.5

6.某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備用銅片和鋅片作為2個(gè)電極插入蘋果制成水果電池，探究電極間距、電

極插入深度對(duì)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的影響.實(shí)驗(yàn)小組在市場(chǎng)上購(gòu)買了品種、大小和成熟

程度幾乎相同的蘋果，成員設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案測(cè)量蘋果電池的電動(dòng)勢(shì)少和內(nèi)阻人電路原理如

下圖所示.實(shí)驗(yàn)室可供器材如下：

電壓表V（0?3V,內(nèi)阻約3k。；0-15V,內(nèi)阻約15kQ）；

電流表人（0~0.6八，內(nèi)阻約0.125Q；0?3A,內(nèi)阻約0.025Q）；

微安表G（量程200MA；內(nèi)阻約1000。）；

滑動(dòng)變阻器（額定電流2A,最大阻值100Q）,電阻箱（最大阻99999Q）,開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若

干.

（1）查閱資料知道蘋果電池的電動(dòng)勢(shì)約為IV,內(nèi)阻約為幾k。，經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)方案A不合

適，你認(rèn)為方案A不合適的原因是________（多選題）.

TE1,r~<S-

滑動(dòng)變阻器起不到調(diào)節(jié)的作用

電流表幾乎沒(méi)有示數(shù)

電壓表分流明顯導(dǎo)致測(cè)量誤差偏大

D.電壓表示數(shù)達(dá)不到屋程的三分之一

（2）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出＞"圖像如（圖C）,已如圖像的斜率為h

縱軸截距為b,微安表內(nèi)阻為小可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)電阻r=

（3）改變電極間距、電極插入深度重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示.

序號(hào)電極插入深度"cm電極間距〃cm電動(dòng)勢(shì)E/N內(nèi)阻”。

1421.0165981

2441.0569508

3221.08311073

分析以上數(shù)據(jù)可知電極插入越深入，水果電池內(nèi)阻越，電極間距越大，水果電池內(nèi)

阻越________.

解析：（1）滑動(dòng)變阻器最大阻值只有100而蘋果電池的內(nèi)阻約為幾kC,則滑動(dòng)變阻器

起不到調(diào)節(jié)的作用，選項(xiàng)A正確；電路中電流只有不到1mA,則電流表幾乎沒(méi)有示數(shù)，選

項(xiàng)B正確；電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的電阻，電壓表的分流不明顯，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；使用

量程為0?3V的中,壓表，電壓表示數(shù)達(dá)不到曷程的三分之一，詵項(xiàng)D正確.故詵ABD.

（2）由電路可得E=KR+rAR,

則仁%6=嚀二

cE

解得￡=：,r=-re.

（3）分析1、3兩組數(shù)據(jù)可知電極插入越深入，水果電池內(nèi)阻越小；分析1、2兩組數(shù)據(jù)可知,

電極間距越大，水果電池內(nèi)阻越大.

答案：（DABD（2）；-re⑶小大

KK

7.某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材.：

熱敏電阻用（常溫下約8kQ）；

電流表A（量程1mA,內(nèi)阻約200Q）；

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約10k（2）；

電池組￡（電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)阻約1Q）；

滑動(dòng)變阻器H（最大阻值為20Q）；

開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水、溫度計(jì).

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，畫在左圖所示的方框中.

（2）右圖是實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中己連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，補(bǔ)充

完成實(shí)物間的連線.

（3）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭尸應(yīng)置于端（填或“6”）.

（4）若熱敏電阻的阻值〃與溫度1的關(guān)系如圖所示，關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤

差的方法，下列敘述正確的是.

A.電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大

B.電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值小

C.溫度升高到一定值后，電流表宜采用外接法

D.溫度升高到一定值后，電流表宜采用內(nèi)接法

⑸現(xiàn)將此熱敏電阻接在電流恒定的電路中，當(dāng)它產(chǎn)生的熱晶與向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí),

熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在某一值人且滿足關(guān)系式/〃=-￡一外，其中左是散熱系數(shù)是電

阻的溫度，友是周圍環(huán)境溫度，/為電流），已知/=40mA,￡。=15℃,A-=0.16W/r,結(jié)

合上圖可知該熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在__________t.

解析：（1）實(shí)驗(yàn)器材中的滑動(dòng)變阻器以最大阻值為2（）。）、熱敏電阻片（常溫下約8kQ）,

滑動(dòng)變阻器電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻；為了調(diào)節(jié)方便，使電表示數(shù)變化明顯，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用

分壓接法；電流表A（內(nèi)阻約200。）、電壓表V（內(nèi)阻約10kQ）,根據(jù)

!\Kx

可見(jiàn)電流表對(duì)測(cè)量電阻的影響較小，所以電流表采用內(nèi)接法；實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示.

(2)根據(jù)電路圖，實(shí)物連線如圖所示

(3)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭〃應(yīng)置于用端,使待測(cè)電阻兩端的電壓為零，起到

保護(hù)電路的作用.

(4)電流表內(nèi)接法會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差，由于電流表的分壓，測(cè)量得到的用兩端電壓比實(shí)際電壓

偏大，所以計(jì)算得到的電肛《偏大.由圖像可知熱敏電阻隨著溫度的升高，電阻值逐漸減

小；當(dāng)石較小時(shí)，滿足微》《這時(shí)電流表采用外接法誤差較小.故選AC.

KKx

(5)當(dāng)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí)，滿足關(guān)系式W

tn},

其中/=40mA,t0=15℃,k=0.16W/℃,

可得Q100C-1500(C),

在長(zhǎng)［圖像中畫出該函數(shù)對(duì)應(yīng)圖線，如圖所示.

0102030405060708090100〃苒

由圖像交點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度可知，該熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在38℃.

答案：(1)見(jiàn)解析(2)見(jiàn)解析(3)a(4)AC(5)38

8.某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、

一個(gè)定值電阻（阻值為分）、一個(gè)電流表（內(nèi)阻為吊）、一根溝勻電阻絲（電阻絲總阻值大于總，

并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾）、導(dǎo)線若干.由于缺少刻度尺，無(wú)法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度，

但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤.某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來(lái)表示接

入電路的電阻絲長(zhǎng)度.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將器材如圖⑸連接：

圖（b）圖（c）

⑵開(kāi)關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填“a"或）:

（3）改變金屬夾的位置，閉合開(kāi)關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角，和電流表示

數(shù)/,得到多組數(shù)據(jù)；

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描