2023年物理大一轮热点强化练11电学实验强化训练

热点强化练11电学实验强化训练

（时间：40分钟）

1.（2020.山东临沂市一模）在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确

地测出金属电阻的阻值，设计了如图1所示的电路。除了金属电阻R外，还提供

的实验器材有：学生电源E,灵敏电流计G。滑动变阻器R、Rs,定值电阻R、

R2,电阻箱描，开关S,控温装置，导线若干。

图1

①按照电路图连接好电路后，将R）调至适当数值，A的滑片调至最右端。Rs的滑

片调至最下端，闭合开关S；

②把火的滑片调至适当位置，调节R）,并逐步减小Rs的阻值，直到Rs为零时，

电流计G指针不发生偏转，记录R）的阻值和&的温度；

③多次改变温度，重复实验；

④实验完毕，整理器材。

根据上述实验回答以下问题：

（1）上述②中，电流计G指针不发生偏转时，。点电势（选填“大于””等

于”或“小于”）b点电势。

⑵用Ro、Ri、/?2表小Rx,Rx~o

（3）本实验中Rs的作用为o

（4）若只考虑系统误差，用该方法测得的R的阻值_____（选填“大于”“等于"

或“小于”）R的真实值。

答案⑴等于⑵歙）（3）保护电流计（4）等于

解析当电流计指针不偏转时，没有电流流过电流计，电流计两端电势相等，即

。点电势等于〃点电势。电流计指针不偏转，没有电流流过电流计，电桥平衡，

由此可知鲁=当

解得凡=歙°，本实验中Rs的作用是保护电流计。若只考虑系统误差，用该方法

测得的心的限值等于Rr的真实值。

2.（2020.山东济南市第一次模拟）某学习小组将一个直流电源和一个很大的定值电

阻（约几十千欧）串联组成了一个新电源，如图2甲所示。当该电源两端接的电阻

较小时（小于300欧姆），该电源能稳定输出约30RA的恒定电流。该学习小组利

用新电源设计了如图乙所示的电路测量一个量程为30NA、内阻约为几百欧姆的

灵敏电流计的内阻。主要实验步骤如下：

图2

⑴只闭合图乙中的开关K,灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示数为

________piAo

（2）再闭合图乙中的开关S,调节变阻箱心，使灵敏电流计的指针指到图丙中虚线

位置，此时变阻箱的示数为330欧姆。根据以上数据计算可知，灵敏电流计的内

阻为欧姆，此测量值_______（填“大于”“小于”“等于”）真实值。

答案（1）25.0（2）220小于

解析（1）灵敏电流计的分度值为1gA,灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示

数为25.0J.IA；

（2）灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置，该示数为15.0gA；根据并联分流可

得流过调节变阻箱舟的电流为人=/一r=10piA

根据电路结构和欧姆定律则有hRi=I0

解得灵敏电流计的内阻为&=220Q

闭合图乙中的开关S,总电阻减小，电路中的总电流增大，流过调节变阻箱R的

电流大于10piA,根据电路结构和欧姆定律可知此测量值偏小，所以测量值小于

真实值。

3.（2020.福建泉州市第一次质检）某小组要测量微安表的内阻，选用的器材有:

待测微安表piAi（量程0—200gA,内阻约几百欧）；

微安表JXA2（量程0〜300gA,内阻约几百欧）；

电压表V（量程0〜3V,内阻约为3kQ）；

滑动变阻器用（阻值0〜10Q）；

滑动变阻器&（阻值0-20kQ）；

电阻箱Ro（阻值0-9999Q）；

电源（电动势3V,内阻不计）；

导线和开关若干。要求尽可能减小实验误差，甲、乙、丙三位同学分别进行实验：

图3

⑴甲同学设计了如图3（a）的电路，利用伏安法测量轮表的内阻，该电路是

（填“合理”或“不合理”）的；

（2）乙同学设计了如图（b）的电路，滑动变阻器R应选用（填“舟”或

主要实验步骤如下：

①断开S2、接通Si,调节R,使微安表购指针指在200HA处；

②保持R的滑片不动，再接通S2,调节Ro,使电流表指针指在150HA处，读出

R）的阻值为1350Q,则微安表0的内阻测量值为Q,与真实值相比

（填“偏大”或“偏小”）;

⑶丙同学设计了如图（C）的电路，主要实验步骤如下：先把开关S掷到1,微安表

卷的读数为/,再把开关S掷到2,调节电阻箱Ro,直至微安表的读数也为/,

记录此时电阻箱Ro的读数即为微安表的阻值。但该同学在操作时发现，电阻

箱Ro在几百欧的范围内调节时，微安表例的读数几乎是不变的，因此该方法实

际上很难准确测出微安表同的阻值，其主要原因是0

答案（1）不合理（2）7?2450偏小（3）及接入电路的阻值比例的内阻大得多

解析（1）待测微安表耐的最大量程/g=200HA=2Xl（）-4A,内阻几百欧，最大

电压不到0.2V,滑动变阻器调节范围小，测量误差大，故不合理。

（2）电路中需要最小电阻为年=15000。，滑动变阻器应选用/?2o

根据并联电路规律得下一=念

微安表内阻测量值R=450Q

并联电阻箱时，总电阻减小，则总电流变大，滑动变阻器两端电压变大，待测微

安表的电压减小，与真实值相比偏小。

（3）及接入电路的阻值比轮的内阻大得多，导致轮两端的电压太小，读数几乎

是不变。

4.（2020.山东泰安市一轮检测）有一电压表Vi,其量程为3V、内阻舟=3000Q。

现要准确测量该电压表的内阻，提供的器材有：

电源E：电动势约为5V,内阻不计；

电流表Ai：量程100mA,内阻HA=20。；

电压表V2：量程2V,内阻H2=2000C；

滑动变阻器最大阻值RO=1OQ,额定电流1A；

电键一个，导线若干。

图4

（1）为了测量电压表Vi的内阻4，请设计合理的实验，在图4的实物图中选择合

适的器材，完成实物连线；

⑵实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于（填“最左端”或“最右

端”）;

⑶写出电压表Vi（内阻的计算表达式）4=（可能用到的数据：电压表

Vi的示数为Ui,电压表V2的示数为U2,电流表示数/,RA,及,Ro）。

答案（1）见解析图（2）最右端（3瞪

解析（1）由于待测电压表的电压量程为3V,允许通过的最大电流为加=詈=

3

3000A=]mA,远小于电流表的量程100mA,而电压表V2的量程与其电压量

程接近，且电压表V2的内阻是已知的，所以电表应选电压表V2与待测电压表串

联分压；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分

压式接法，实物连线如图所示。

（2）由于滑动变阻器采用分压式接法，实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于最

右端。

（3）根据串联分压特点和串联电路电流处处相等，则有送=京，待测电压表内阻表

U1R2

达式为Ri=

U2°

5.（2020.山东青岛市上学期期末）在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为

300gA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未

知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：

微安表头G（量程300RA,内阻约为几百欧姆）

滑动变阻器4（0〜10kQ）

滑动变阻器上（0-50kQ）

电阻箱R（0〜9999Q）

电源田（电动势约为1.5V）

电源E2（电动势约为9V）

开关、导线若干

⑴实验小组先用如图5甲所示电路测量表头G的内阻心,实验方法是：

A.按图甲连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端

B.断开S2,闭合Si,调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏

C.闭合S2,并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的

示数为200RA,记录此时电阻箱的阻值R）

图5

①实验中电源应选用,滑动变阻器应选用（选填仪器字母代

号）；

②测得表头G的内阻Rg=,表头内阻的测量值较其真实值

（选填“偏大”或“偏小”）；

（2）实验测得G的内阻&=500Q,要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应

选用阻值为Q的电阻与表头G并联；

⑶实验小组利用改装后的电流表A,用图乙所示电路测量未知电阻区的阻值。测

量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250HA处，则

Rx=Co

答案⑴①及Ri②|刚偏小（2）0.5（3）4.3

解析（1）①闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻

变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微

安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择及，滑动

变阻器应选择尺2。

②闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的东则流过电

阻箱的电流为满偏电流的主微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成

反比，则4=5?0；闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300%\,

当表头G示数为200RA时，流过电阻箱的电流大于100pA,电阻箱阻值小于表

头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻

测量值偏小。

（2）把微安表改装成0.3A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为R="=

300X10-6x500_

0.3-300X106Q=0-5Q。

（3）改装后电流表内阻为氏\=华=迎凶台迎叫Q=0.5Q；微安表量程为300

gA,改装后电流表量程为0.3A,量程扩大了1000倍，微安表示数为250HA时，

流过电流表的电流为250X106X1000A=0.25A,由图乙所示电路图可知，待测

电阻阻值为/?.r=y—7?A=^|^Q—0.5Q=4.3Q。

6.（2020.北京市平谷区第二次模拟）在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学先

用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为5。），随后将其固定在带有

刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源（电动势E为3。V,内

阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：

A.电流表（量程0〜3A,内阻约0.025Q）

B.电流表（量程0〜0.6A,内阻约0.125Q）

C.电压表（量程0〜3V,内阻约3kC）

D.滑动变阻器（0〜20Q,额定电流2A）

E.滑动变阻器（0-100C,额定电流1A）

(1)为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选_________，滑动变阻器应选

(选填器材前的字母)。

(2)如图6所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，

还有两根导线没有连接，请补充完整。

⑶在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最(选填“左”或“右”)端;

闭合开关后，实验中电压表读数的最小值_________(选填“大于零”或“等于

零”)。

(4)若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是。

A.测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压

B.测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流

C.若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

D.若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

答案(1)BD(2)见解析图⑶左大于零(4)BC

E

解析(1)通过待测电阻的最大电流为/=返=0.6A,故电流表选择B；一般情况

下如果滑动变阻器的阻值小于待测电阻用分压接法，本题采用的限流接法，滑动

变阻器的阻值是待测电阻的阻值的2〜5倍比较好，故滑动变阻器选择D。

(2)按以上思路，滑动变阻器采用限流接法，而电流表采用外接法，补充完整的实

物图如图所示。

(3)限流接法的滑动变阻器在开关闭合前滑动变阻器的滑片应当调到最左端；此时

若闭合开关，电路中电流最小，电压表读数最小，其最小值大于零。

(4)此外接法的系统误差主要是电压表的分流，待测电阻的电流真实值小于测量值,

故测量电阻的值小于真实值，故A错误，B正确；若已知电压表的内阻，可计算

出待测电阻的真实值，选项C正确，D错误。

7.(2020.四川攀枝花市第二次统考)实验课中同学们要完成“测量电池的电动势和

内阻”的任务。某小组计划用如图7甲所示的电路进行测量，已知实验室除待测

电池(电动势约几伏)、开关、导线外，还有下列器材可供选用：

电流表A：量程0〜0.6A,内阻约0.2Q

电压表V：量程0〜3V,内阻约3k。

滑动变阻器舟：0~500Q,额定电流1A

滑动变阻器&：0〜20Q,额定电流2A

图7

⑴为了便于实验，滑动变阻器最好选用(填写仪器的字母代号)。

(2)请根据图甲所示的电路图，在图乙中完成实物的连接。

⑶实验过程某次测量时电流、电压表示数情况如图丙所示，此时电压表读数为

V,电流表读数为Ao

(4)实验得到的U-I图线如图丁所示，可得电池的电动势E=V,内

阻