第44讲 电学实验基础（练习）（解析版）

学而优教有方第44讲电学实验基础（模拟精练+真题演练）1．（2023春·辽宁锦州·高三统考模拟）图中游标卡尺的读数为mm，螺旋测微器的读数为mm。【答案】52.351.490【详解】[1]游标卡尺的读数[2]螺旋测微器的读数2．（2023·河北·高三校考模拟）某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图（a）和（b）所示．该工件的直径为cm，高度为mm．【答案】【详解】游标卡尺读数为螺旋测微器的读数为：3．（2023·山东·高三联考模拟）读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为mm；螺旋测微器的读数为mm。【答案】10.050.920【详解】[1]游标卡尺的固定刻度读数为1cm=10mm，游标读数为0.05×1mm=0.05mm所以最终读数为10mm+0.05mm=10.05mm[2]螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×42.0mm=0.420mm所以最终读数为0.5mm+0.420mm=0.920mm4．（2023·江苏·高三校考预测）完成下列读数：（1）电流表量程一般有两种：0～0.6A，0～3A；电压表量程一般有两种：0～3V，0～15V。如图所示：①接0～15V量程时读数为V；②接0～3A量程时读数为A。（2）a．mm；b．mm【答案】9.5/9.4/9.60.82/0.80/0.81/0.83/0.8410.600.532/0.530/0.531/0.533/0.534【详解】（1）[1]接0～15V量程时读数为9.5V；（1）[2]接0～3A量程时读数为0.82A；（2）[3]由图示游标卡尺可知，示数为（2）[4]由图示螺旋测微器可知，示数为5．（2023·北京海淀·101中学校考三模）在电学实验设计电路时，要思考以下两个问题：（1）电流表内接还是外接？如图甲所示，某同学测量灯泡电阻时采用试接的方法，让电压表的一端接在点，另一端先后接到点和点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，说明小灯泡的阻值与（填写“电流表”或“电压表”）的阻值接近，应选择电流表（填写“内接”或“外接”）的电路。

（2）为了探索分压电路中选择最大阻值是多大的滑动变阻器更有利于完成实验，某同学分别用最大阻值是的三种滑动变阻器做分压电阻，用如图乙所示的电路进行实验。实验中所用的定值电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电压表读数随（指滑片移动的距离与滑片在变阻器上可移动的总长度的比值）变化的关系曲线，如图丙所示。

则图丙中的图线对应的滑动变阻器以及为了更有利于完成实验应选择最大阻值为多大的滑动变阻器（在保证滑动变阻器不会被烧坏的情况下），正确的是（选填选项前的字母）。A．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值更大的滑动变阻器B．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值比大2-5倍的滑动变阻器C．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值比大2-5倍的滑动变阻器D．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值更小的滑动变阻器【答案】电流表外接D【详解】（1）[1][2]某同学测量灯泡电阻时采用试接的方法，让电压表的一端接在点，另一端先后接到点和点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，说明小灯泡的阻值与电流表的阻值接近，应选择电流表外接法。（2）[3]图线a随滑片移动过程中，电压表示数变化较小，说明定值电阻与滑动变阻器左侧部分并联变化较小，说明滑动变阻器阻值较大，即最大阻值为的滑动变阻器。为了使电压表示数变化明显，应使用最大阻值更小的滑动变阻器。故选D。6．（2023·天津和平·统考三模）某实验小组同学要测量阻值约为350Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：A电流表A（量程为10mA，内阻约为100Ω）；B．电压表V（量程为3V，内阻约为3kΩ）；C．滑动变阻器R1（阻值范围为0~10Ω，额定电流为2A）；D．定值电阻R2（阻值为750Ω）；E．直流电源E（电动势为4.5V，内阻不计）；F．开关S和导线若干。（1）实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图（填“甲”或“乙”）所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。（2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则由此组数据可得待测电阻的测量值Rx=Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3kΩ和100Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真=Ω。（计算结果均保留三位有效数字）【答案】乙300333【详解】（1）[1]由于可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。（2）[2]根据读数规律可知，电压表的示数电流表的示数为根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为[3]电路误差在于电压表的分流，则7．（2023·广东汕头·金山中学校考二模）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0~mA，内阻。（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时。（填“大”或“小”）（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。【答案】1300大乙【详解】（1）[1][2]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，则该电流表的内阻为满偏时电流表两端的电压为此时通过R1和R2的电流为所以总电流为故该电流表的量程为0~1mA，内阻。（2）[3]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。（3）[4]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。8．（2023·天津滨海新·天津经济技术开发区第一中学校联考二模）实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。①该同学首先用游标卡尺测得该圆柱体的长度，再用螺旋测微器测得该圆柱体的直径d如图甲所示，则；②该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为，为精确测量其电阻阻值，现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材：A．电压表，内阻约B．电流表，内阻C．定值电阻D．定值电阻E．滑动变阻器测量电路如图乙所示，图中分流电阻应选（填器材前面的序号）；某次实验中电压表读数为U、电流表读数为I，则该圆柱体的电阻表达式为（用字母表示）。【答案】3.851/3.852/3.853D【详解】①[1]由图示螺旋测微器可知，其示数②[2]通过圆柱体电阻的最大电流约为应并联一个分流电阻，其阻值为图中分流电阻应选D。[3]该圆柱体的电阻表达式为9．（2023·河北张家口·张家口市宣化第一中学校考三模）某学习小组探究“小灯泡发光时的电压与电流的关系”，实验器材如下：小灯泡（额定电压为，额定功率为）电池组（电动势E约为，内阻忽略不计）；电流表（量程，内阻约为）；电流表（量程，内阻为）；电阻箱R（阻值）；滑动变阻器（阻值）；开关一只，导线若干。主要实验步骤如下：（1）将电流表与电阻箱R（选填“串联”或“并联”）改装为量程的电压表，此时电阻箱接入电阻的阻值为；（2）在答题纸虚线框内补全实验电路图()。为保护电路，实验开始前应将滑动变阻器的滑片滑动到（选填“a端”或者“b端”）；（3）测得的表的多组数据，作出小灯泡的图线如图所示。若将该小灯泡直接接到一个电动势为、内阻为的旧电池组两端，小灯泡两端的电压（选填“会”或“不会”）超过额定电压。【答案】串联950/950.0a会【详解】（1）[1][2]要改装成量程为3V的电压表，应串联一个分压电阻，其阻值为（2）[3]小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。电路图如图所示[4]开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于a端使待测支路电压为零。（3）[5]旧电池阻与小灯泡组成闭合电路，路端电压路端电压，则有图像如图所示图象交点应该在坐标轴描点最后一点的上方，此时电流I2>2.5mA灯泡两端电压因此小灯泡两端的电压会超过额定电压10．（2023·云南·校联考模拟预测）酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”为气敏电阻，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，下表为某气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化情况。酒精气体浓度00.10.20.30.40.50.60.70.8阻值1007055453935333130（1）为了较准确测量酒精气体浓度为时气敏电阻的阻值，实验室提供如下器材：A．电流表（，内阻约为）B．电流表（内阻约为）C．电压表V（，内阻约为）D．滑动变阻器（阻值范围为）E.滑动变阻器（阻值范围为）F.待测气敏电阻G.电源E（电动势为，内阻r约为）H.开关和导线若干为使测量尽量准确，电流表应选，滑动变阻器应选。（均填器材前面的字母代号）（2）将测量阻值的实验电路图补充完整。如图甲，a点接（填“b”或“c”），d点接（填“e”或“f”）。（3）某同学用该气敏电阻设计了一个测定酒精气体浓度的电路，如图乙所示，测量前，当被测酒精气体浓度为0时，将电流表指针调至表盘中央刻度。酒精浓度变化时，电流表示数变化，将不同电流值对应刻度标记为对应的酒精浓度值，从而测量得到酒精浓度。若使用时间过久，导致电动势减小，内阻变大，滑动变阻器阻值不变，此情况下直接进行测量，则酒精气体浓度测量值（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】AEbe偏小【详解】（1）[1]根据表格，酒精气体浓度为时，电阻大约为左右，电流最大值约为，电流表量程过大，读数不准确，所以选择电流表；[2]若采用限流接法，两个滑动变阻器调节效果均不明显，所以采用分压接法，电压调节范围较大，且选择阻值较小的，电压调节较均匀。（2）[3][4]待测电阻为小电阻，采用“外接法”，滑动变阻器采用“分压法”，所以a点接b，d点接e。（3）[5]电动势变小，内阻变大，导致电流表示数变小，从而导致电阻测量值偏大，酒精气体浓度测量值偏小。11．（2023·福建泉州·统考二模）为测量某微安表的内阻，并将其改装成量程为的电流表，实验室提供以下器材：待测微安表（量程，内阻约）微安表（量程，内阻约）定值电阻（阻值为）滑动变阻器（阻值范围）干电池（电动势约，内阻很小）开关及导线若干（1）在虚线框内画出测量微安表内阻的完整电路图，并在图中标明器材符号；（2）若实验过程中测得的示数为，的示数为，则的内阻（用、、表示）；（3）给并联一个定值电阻改装成量程为的电流表，用标准电流表与其串联进行校准。当标准电流表的示数为时，微安表的示数如图，其读数为，则改装之后的电流表实际量程是0~。【答案】300.95【详解】（1）[1]滑动变阻器最大值比待测电阻的阻值小得到，所以滑动变阻器应采用分压接法；由于，没有电压表，可以采用安阻法，将定值电阻与待测表头并联，由可测得待测表头两端电压，便可通过欧姆定律测得待测表头电阻，电路图如图所示（2）[2]由欧姆定律有（3）[3]故微安表的示数如图，其读数为。[4]标准电流表所测的电流为干路电流，相当于微安表改装后所测的总电流，设微安表改装后的最大量程为，则有解得改装之后的电流表实际量程最大值为12．（2023·浙江·模拟预测）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：（1）用游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为L＝mm。（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D＝mm。（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为Ω。（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R；电流表A（量程0~30mA，内阻约30Ω）；电压表V（量程0~3V，内阻约10kΩ）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）；滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；开关S；导线若干。为减小测量误差，在实验中实验电路应采用图中的。【答案】50.254.950120A【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度是0.05mm，由图示游标卡尺可知，其示数为50mm+0.05×5mm=50.25mm(2)[2]由图示螺旋测微器可知，其示数为4.5mm+45.0×0.01mm=4.950mm(3)[3]多用电表的电阻“×10”挡测电阻，由图丙所示表盘可知，电阻阻值为12×10Ω=120Ω(4)[4]由于电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法；待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，因此应选择图A所示电路图。13．（2023·湖北·模拟预测）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为mm；（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为Ω；（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1（量程0~4mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0~10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0~3V，内阻约10kΩ）电压表V2（量程0~15V，内阻约25kΩ）直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）开关S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号；（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=Ω∙m。（保留2位有效数字）【答案】50.154.7002207.6×10−2Ω∙m【详解】（1）[1]20分度的游标卡尺最小分度是0.05mm，由图示游标卡尺可知，游标卡尺主尺读数为5cm=50mm，游标读数为3×0.05mm=0.15mm所以最终读数为50mm+0.15mm=50.15mm（2）[2]由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm=0.200mm所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm（3）[3]用多用电表的电阻“×10”挡测电阻，由图所示表盘可知，电阻阻值R=22×10Ω=220Ω（4）[4]电源电动势为4V，若选择15V量程，则最大示数不足电表量程的三分之一，故为了减小误差应选择3V量程的电压表V1，则电路中的最大电流约为故选择电流表A2。题目要求测得多组数据进行分析，所以需要采用分压式接法，滑动变阻器选择电阻值比较小的R1。由于所以被测电阻属于小电阻，电流表应选外接法。电路图如图（5）[5]由电阻定律得，解得14．（2023·北京海淀·校考模拟预测）为了测量一个未知电阻Rx（Rx约为50Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：A．电源（电源电动势E=4.5V，内阻约0.5Ω）B．电压表V（量程为0—3V，内阻约3kΩ）C．电流表A（量程为0—0.06A，内阻约0.3Ω）D．滑动变阻器R：（0—20Ω）E.开关及导线若干（1）请在下面方框内画出实验电路图()（2）连好实物电路后发现电压表损坏了，实验室又提供了一只毫安表mA（（量程为0—30mA，内阻5Ω）和一个电阻箱（0—999.9Ω），要利用这两个仪器改装为3V的电压表，需要将毫安表和电阻箱R1联，并将电阻箱的阻值调到Ω；（3）请画出改装后的实验电路图()(4)如果某次测量时毫安表示数为20.0mA，电流表A示数为0.058A，那么所测未知电阻阻值Rx=Ω（最后一空保留3位有效数字）。【答案】串联95.052.6【详解】（1）[1]由于电流表的内阻远小于待测电阻的阻值，故采用安培表内接法，滑动变阻器采用限流式接法即可，如图所示：（2）[2][3]改装成大量程的电压表，需要将电阻与表头串联，其阻值为：（3）[4]改装之后的电压表内阻为，则此时采用安培表外接法，如图所示：（4）[5]根据欧姆定律可知，此时待测电阻的阻值为：。15．（2023·辽宁沈阳·统考三模）某研究性学习小组，设计如图（a）所示的实验电路图，研究伏安法测电阻及误差情况。电压表的内阻、电流表的内阻和待测电阻的真实值分别用字母RV、RA、Rx表示。（1）在图（b）中，用笔划线代替导线，将实验电路连接完整；（2）如果电键S1接端点1，请用Rx、RV和RA中的某些字母表示出该情况下电阻的测量值为；（3）如图（c）所示，两条伏安特性曲线中，一条是接端点1的测量图线，一条是接端点2的测量图线，则图线a是接端点（填写“1”或“2”）的测量图线；（4）若Rx约为80Ω，RV约为1000Ω，RA约为5Ω，则比较准确的测量方法是将电键S1接端点（填