2021届高考物理三轮强化：电学实验（A）（解析版）

2021届高考物理三轮强化：电学实验(A)

1.将满偏电流4=3。0处、内阻未知的电流表G改装成电压表

(1)利用如图所示的电路测量电流表G的内阻(图中电源的电动势E=4V)：

先闭合S,调节式,使电流表指针偏转到满刻度；再闭合邑,保持R不变，调节

使电流表指针偏转到满刻度的2/3,读出此时R的阻值为200Q,则电流表

内阻的测量值%=。o

⑵将该表改装成量程3V的电压表，需(填“串联”或“并联”)阻

值为R=。的电阻。

2.某型号多用电表欧姆档的电路原理图如图甲所示。微安表©是欧姆表表

头,其满偏电流4=500附，内阻4=950。。电源电动势E=1.5V,内阻

r=1。。电阻箱N和电阻箱&的阻值调节范围均为0~9999Q。

(2)某同学将图甲中的小。端短接，为使微安表@满偏，则应调节

%=C；然后在人端之间接入一电阻底后发现微安表半偏，则接

入的电阻阻值为曲=。。

(3)如图乙所示，该同学将微安表©与电阻箱此并联，利用该电路图组装一

个“X100倍率”的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示，其中

央刻度标“15”，则该同学应调节&=用此欧姆表测量一个阻值

约2000。的电阻，测量前应调节与=

3.现有一块59c2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50g,内阻约

为8OO~85OC,把它改装成1mA、10mA的两量程电流表。

图1图2

可供选择的器材有：

滑动变阻器R”最大阻值2。。；

滑动变阻器&,最大阻值100K1；

电阻箱R,最大阻值9999Q,

定值电阻0，阻值1k。；

电池招，电动势1.5V;

电池七，电动势3.0V;

电池电动势4.5V;（所有电池内阻均不计）

标准电流表A,满偏电流1.5mA;

单刀单掷开关与和邑，单刀双掷开关S,,电阻丝及导线若干。

（1）采用如图1所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的

滑动变阻器为；选用的电池为0

（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，如图2甲和乙所

示。图为合理电路，另一电路不合理的理由是

（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），

画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A，来表示。

4.学习完电表改装一节的内容，小明和小华在实验室准备将量程为1mA的

灵敏电流计改装成两个常用量程的电压表，设计电路如图1所示。

(1)他们在改装前先通过如图2所示的电路测量该灵敏电流计的内阻，

先将R的阻值调至最大，闭合E，调节R的阻值使灵敏电流计的指针达到

满偏；然后闭合邑调节”的阻值，使灵敏电流计的指针

,此时就认为电阻箱*的阻值等于灵敏电流计的内

阻。由于该方法实验原理不够完善导致测得的内阻要比真实值__________

(填“偏大”或“偏小”)，这种测量误差属于(填“系统误

差”或“偶然误差”)。

(2)若用此方法测得该灵敏电流计的内阻为150。，则改装时凡=

Q,%=Q。

(3)如图3所示，改装完成后接着对电压表的3V量程进行校对，匕为标

准电压表、乂为改装电压表，发现电压表匕的读数始终比标准电压表匕略

大，需要把《略微(填“调大”或“调小”)。

5.小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率，设计了如

图1所示的电路。

(1)在实验过程中，调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不

到零，其原因是的导线没有连接好（图中用数字标记的小圆点

表示接线点，空格中请填写图中的数字，如“7点至8点”）；

（2）正确连好电路，闭合开关，调节滑片尸，当电压表的示数达到额定

电压时，电流表的指针如图2所示，则电流为A,此时小灯泡的功

率为W；

（3）做完实验后，小明发现在实验报告上漏写了电压为LOOV时通过小

灯泡的电流，但在草稿纸上记录了下列数据，你认为最有可能的是

A.0.08AB.0.12AC.0.20A

6.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用电流表内阻约为几欧，

电压表内阻约为十几千欧。实验中得到了多组数据，通过描点连线在/-。

坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图甲所示。

（1）在虚线框中画出实验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连

接电路。

（2）根据图甲，可确定小灯泡的功率P与炉和P与尸的关系，下列示意

图中合理的是_________o

（3）将被测小灯泡、定值电阻H和电源串联成如图丙所示的电路，电源

电动势为6.0V,内阻为L0Q。若电路中的电流为0.4A,则定值电阻R所

消耗的电功率为Wo

图丙

7.(1)小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作

后，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值

阳丁

(2)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：

①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连

接完整。

②合上开关后，测出9组人。值，在八。坐标系中描出各对应点，如图丁

所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线。

③与图丁中尸点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______o

A.16.7QB.12.4QC.6.2Q

8.某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有：电流表

A1(量程200mA,内阻&=10。。)，电流表A式量程500mA,内阻库”。。)、

定值电阻&（阻值4=1。。。）、滑动变阻器N（最大阻值10C）、电源E（电动势

4.5V,内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图⑷所示。

(^―yR0

⑴根据图（。），在图㈤的实物图中画出连线。

⑵若4、八分别为流过电流表A和A。的电流，利用/「小《和&写出：小灯

泡两端的电压。=,流过小灯泡的电流/=o为保证小灯泡的

安全，L不能超过_____mAo

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改

变滑动变阻器滑片位置并读取相应的和乙o所得实验数据在下表中给

出。

//mA325585125144173

I2/mA171229299379424470

根据实验数据可算得，当“173mA时-，灯丝电阻/?=。（保留1位小

数）。

（4汝口果用另一个电阻替代定值电阻4,其他不变，为了能够测量完整的伏

安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于Q（保留1位小数）。

9.物理兴趣小组的同学要描绘额定电压为3.8V小灯泡的伏安特性曲线。

⑴他们从实验室取来如图甲所示的器材,为了保证实验有较高的精度，请你

用笔画线为他们连接实验电路。

（2）若实验描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，则小灯泡在常温下的

电阻约为一Q（结果保留两位有效数字），若用欧姆表测量常温电阻，则应

该把选择开关打到挡。

40平十7”十什士

・•一♦・»—・一:

«t(«»t

3.0

15。//mA

（3）若小灯泡与一个16Q的定值电阻串联后接在电压恒定为4V的电源上,

则小灯泡的电阻为_Q,小灯泡实际消耗的电功率为Wo

（结果保留两位有效数字）

（4）接在电压恒定为4V的电源上小灯泡发光后的电阻与小灯泡在常温下的

电阻不同的原因是________________________________O

10.某兴趣小组的同学欲描绘标有“3.8V,0.32A”的小灯泡的伏安特性曲

线，实验室提供了以下实验器材。

A.电压表V（量程3V,内阻3kQ）

B.电流表A（量程0.5A,内阻约0.5Q）

C电阻箱&（0~9999.9C）

D.滑动变阻器8（阻值。〜5Q,允许通过的最大电流为2A）

E.滑动变阻器&（阻值0-200Q,允许通过的最大电流为1A）

F.学生电源（电动势E为4V,内阻不计）

G.开关S及导线若干。

（1）该小组的同学认为实验提供的电压表量程小于小灯泡的额定电压，需要

把电压表的量程扩大到4V,改装电压表时，应将电阻箱与题中所给电压表

（选填“串联”或“并联”），并将电阻箱的阻值调至一。，滑

动变阻器应选择（选填"RJ或"&”）o

（2）请在方框中画出该实验的电路图。

⑶实验中得到小灯泡的伏安特性曲线如图a所示，由图a可知，随着小灯泡

两端电压的增大，小灯泡的电阻______o（选填“增大”“不变”或“减

小”）

（4）现将与题中完全相同的两个小灯泡与另一电源4（电动势4V,内阻1.0Q）

和一阻值为R=的定值电阻连接成如图b所示电路。此电路中每个小灯

泡的两端的实际电压为V。（结果保留三位有效数字）

参考答案

1.答案:(1)100

(2)串联;9900

解析：(l)S2闭合,R和*并联电压相等，各支路电流之和等于总电流。

由欧姆定律可知：3/,解得：4=5=竿=1°℃；

(2)把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻，

分压电阻阻值：/?„=--/?,=—100=99000

/«g300xlO-6

2.答案：⑴红

(2)2049;3000

(3)950;1024

解析：(1)由图甲所示可知，图中的。端应欧姆表内置电源负极相连，〃端

应与红表笔连接。

(2)由闭合电路欧姆定律可知：4=，_&一.=就/_950-1=2049。，

当微安表半偏时，所测电阻阻值：

E15

Rx=-----7?1-^-r=--------------2049-950-1=30000;

-7-X500X10-6

222

(3)组装一个“xioo倍率”的欧姆表，其中央刻度标15,则欧姆表内阻为：

1500Q,

E_1.5

=0.001A=\mA=1000//A=21g

电流表的满偏电流:^-7500

由并联电路特点可知：R?=R&=95OQ,

欧姆调零时：心”「二悬号—

3.答案：(1)滑动变阻器选与,电池选用。

(2)图甲较为合理，因为乙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流

电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。

(3)如图。

解析：(1)首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原

理：

如图，设电源的电动势为E,内阻为r,邑打开时，设电流表满偏电流

4=—-—，实验要求R>>&，R»r,这样才有乙。至，当52闭合时，R和

叫并联，并联后总阻值R并<叫《。这样才有邑闭合后，电路中总电流几

乎不变，仍然近似等于二，调节R使电流表半偏为盘，所以流过尼的电流

R2

也为与，所以R=4。

从上述原理可知，邑打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是

R>>4。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②R尽可能大。

所以，滑动变阻器选量程较大的《，电池选用电动势较大的

(2)选甲，当开关接到左边接线柱时并联电阻较小通过电流较大，所以

此时对应改装电流表的较大量程，接右边接线柱时并联两个电阻，阻值较

大，通过电流较小，所以此时对应量程较小；不能选乙是因为乙电路在通

电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表

头的电流超过其满偏电流而损坏。

(3)如图所示。为了从零到量程范围进行一一校对所以要选择滑动变阻

器的分压接法，让改装表和标准表同时测量电阻小的电流看读数是否相同

来进行校对，所以电路图如下图:12B答国

4.答案：（1）半偏（或满偏的一半），偏小，系统误差

（2）2850,12000；（3）调大

解析：（1）通过如图2所示的电路测量该灵敏电流计的内阻，这是半偏

法测内阻，由于电路中的总电流近似未变，所以还有一半的电流通过R，，

两路电流相等，则电阻相等；

但实际是增加R'后，总电阻变小，总电流比满偏电流大，则当电流表半偏

时，通过R'的电流大于满偏电流的一半，所以电阻R，小于这属于系

统误差；

（2）改装成电压表要串联一个分压电阻，根据量程U确定分压电阻的大

小，R=--/?=28500,/?,=^-=120000；

〃一〃

（3）电压表的读数始终比标准电压表的吃略大，说明了流过电压表K的电

流略大，故需要图微增大K，减小电流（或通过增大略微减小表头分

得的电压）

5.答案：（1）1点至4点

(2)0.30；0.75

（3）C

解析：（1）根据题意可知，1点至4点的导线没有连接好，使得滑动变阻

器的分压接法变为限流接法。（2）根据读数规则，电流表的读数为0.30

A,此时小灯泡的功率P=U/=0.75W。（3）电压较小时，灯丝温度不高，

故阻值比电压较大时的阻值要小，根据/可知，C可能正确。

A

6.答案：（1）电路原理图如图1所示，实物连线图如图2所示

图1图2

(2)D

（3）0.64

解析：（1）描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，

滑动变阻器应采用分压接法，由题图甲所示图像可知，小灯泡电阻约为

/?=7=AiQal4-6Q-电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧，电

/0.40

压表内阻远大于小灯泡电阻，电流表应采用外接法。根据实验电路图连接

实物电路图。（2）由题图甲所示图像可知，随小灯泡电流与电压的增

大，电压与电流的比值增大，即小灯泡电阻增大。根据「=与可知，随u?

增大，P-U图线的斜率减小，故AB错误；根据P=可知，随八增大，

P-/2图线的斜率增大，故C错误，D正确。（3）由题图甲所示图像可

知，电流为0.4A时，小灯泡两端电压为4.0V,电阻两端电压

UR=E-Ir-UL=（6.0-0.4X1.0-4.0）V=1.6V,电阻消耗的电功率

P=UJ=1.6x0.4W=0.64W。

7.答案：（1）1700-1800

（2）①连线正确

②作图正确

③C

解析：（1）根据多用电表欧姆挡读数规则，此电阻器的阻值为

17.5xl00Q=1750Qo（2）①“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，需要小

灯泡两端电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压接法。由于小

灯泡电阻很小，因此采用电流表外接法。②舍弃个别偏差较大的点，过尽

可能多的点用平滑曲线连线。③图丁中P点对应的横坐标电压值为

U=L40V,对应的纵坐标电流值为1=0.23A,由欧姆定律可得小灯泡灯丝的

阻值R=g£6.1Q,选项C正确。

8.答案：（1）如图所不

(2)2;180

(3)11.6

（4）8.0

解析：（2）根据串并联知识可得小灯泡两端的电压u=4（%+凡），流过小

灯泡的电流/jT,小灯泡的额定电压为4=3.6V,由4=人（勺+凡）可得

A=180mA,即为了保证小灯泡的安全，人不能超过18（）mA。（3）灯丝的

电阻尺=，当4=173mA时，/2=470mA,解得R=11.6Q。（4）小

灯泡的额定电压为q=3.6V,由。（勺+/?）../可得R.8.0。。

9.答案：（1）如图所示

（2）6.7（6.5〜6.9均可）;欧姆”

（3）24（23〜25均可）;0.24（0.23〜0.25均可）

（4）小灯泡发光后灯丝温度升高，而灯丝电阻（电阻率）随温度的升高而增大

解析：（1）描绘额定电压为3.8V的小灯泡的伏安特性曲线，电流表外接，滑

动变阻器连接成分压式接法如答图甲所示。

（2）当小灯泡中电流较小时，灯丝温度接近常温，灯丝电阻几乎不变，由描绘的