高中物理试题：专题训练18 电学实验

专题训练18电学实验

1.实验室有A、B两个多用电表,某同学要用多用电表A的欧姆挡测量

多用电表B电压挡的内阻。

(1)在使用多用电表前,需要将两个多用电表进行机械调零，在图甲的

多用电表的面板上,需要调节的是(选填或“K”)；

甲

乙

(2)已知多用电表B的2.5V量程直流电压挡的内阻约为十几千欧，

将红表笔插入多用电表A的“+”插孔，黑表笔插入另一个插孔，测量

前,先将多用电表A的选择开关调到欧姆挡的X1k挡,然后进行欧姆

调零,将多用电表B的选择开关调到直流电压挡2.5V,将多用电表A

的红表笔连接多用电表B的(选填“+”或“-”)插孔,黑表

笔连接另一个插孔，多用电表A的示数如图乙所示,则多用电表B直流

电压挡2.5V的内阻为RL。；

⑶该同学还想测量多用电表A内电池的电动势，他从多用电表A的表

盘读出调好的多用电表A的中值电阻为R,测多用电表B直流电压挡

2.5V的内阻时，多用电表B的表盘电压示数为U,则多用电表A内电

池的电动势为E二(用测得的物理量符号表示)。

解析：⑴进行机械调零时,应调节机械调零旋钮"S"O

(2)红表笔连接多用电表B的插孔；测得的电压挡的内阻

为16000

⑶根据闭合电路欧姆定律,有E=U+?R。

Rv

答案：(1)S(2)-16000(3)U+—R

Rv

2.某同学准备自己动手制作一个欧姆表,可以选择的器材如下：

①电池E(电动势和内阻均未知)

②表头G(刻度清晰，但刻度值不清晰,量程:未知，内阻未知)

③电压表V(量程为L5V,内阻表=1000Q)

④滑动变阻器R(0〜10Q)

⑤电阻箱R2(0〜1000Q)

⑥开关一个,理想导线若干

⑴为测量表头G的量程，该同学设计了如图甲所示电路。

图中电源即电池E。闭合开关,调节滑动变阻器R滑片至中间位置附

近某处,并将电阻箱阻值调到40Q时,表头恰好满偏，此时电压表V

的示数为1.5V;将电阻箱阻值调到115Q,微调滑动变阻器R滑片位

置，使电压表V示数仍为1.5V,发现此时表头G的指针指在如图乙所

示位置，由以上数据可得表头G的内阻兄二Q,表头G的量程

IB=mAo

⑵该同学接着用上述器材测量该电池E的电动势和内阻，测量电路

如图丙所示，电阻箱Rz的阻值始终调节为1000。：图丁为测出多组

数据后得到的图线（U为电压表V的示数,I为表头G的示数），则根据

电路图及图线可以得到被测电池的电动势E二V,内阻片

（结果均保留两位有效数字）

⑶该同学用所提供器材中的电池E、表头G及滑动变阻器制成了一

个欧姆表,利用以上（D、（2）问所测定的数据,可知表头正中央刻度

为Qo

解析：（1）由图乙所示表盘可知,表盘为30分度,其示数为算

电压表示数U=l.5V,由欧姆定律可知U=I（Rg+R2）

即U=Ig（&+40）,Uqig（&+115）

解得Rg=10Q,Ig=30mA;

⑵电压表Rv的内阻为1000。，电阻箱R2阻值始终调节为1000Q,

电压表与电阻箱串联,它们两端电压相等，电压表示数为U,则路端电

压为2U,由图丙所示电路图可知，电源电动势E=2U+Ir,则U^-I•

由图示U-I图象可知豹.5V,

电源电动势E=3.0V,r=20Q;

⑶欧姆表内阻R内二台各。=10°。，欧姆表中值电阻等于其内阻,

因此表头正中央刻度为R*R内=100Q。

答案：(1)1030(2)3.020(3)100

3.一同学测量某干电池的电动势和内阻。

⑴如图1所示是该同学王准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时

的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之

处_________________________

xlOOX1O\

待测干电池开关

图1

⑵实验测得的电阻箱阻值R、电流表示数T以及计算的;数据见下表:

R/Q8.07.06.05.04.0

I/A0.150.170.190.220.26

*6.75.95.34.53.8

根据表中数据,在图2的方格纸上作出R_y关系图象。

由图象可计算出该干电池的电动势为V;内阻为Qo

⑶为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量

程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的

示数为0.33A时，电压表的指针位置如图3所示,则该干电池的电动

势应为V,内阻应为Qo

解析：⑴在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调

为最大，确保实验仪器、仪表的安全。

⑵根据闭合电路欧姆定律,得E=I(R+r),

即R=y-r=E•y-r,

故R-;图象为一条直线。

根据表中数据描点连线后作出图象如图所示。

根据图象可知r=L2Qo

图象的斜率为电动势E,

在哈图象上取两点（6.7,8.0）、（2.4,2）,

贝ijv=L4Vo

6.7-2.4

⑶根据欧姆定律，得电流表的内阻口♦号等0=0.2Q,

考虑电表内阻对实验的影响，则E=I（R+n+r'），得R=E・F（m+r'）,

所以图象的斜率仍表示电动势，即E=L4V,内阻r'=r-门=1.0Q.

答案：（1）开关未断开电阻箱阻值为零

（2）图见解析1.41.2（3）1.41.0

4.某学校进行“测量电压表的内阻RJ的实验竞赛，实验室提供的器

材如下：

A.待测电压表V（量程3V,内阻约3000Q）

B.电源E（电动势约6V,内阻很小）

C.电流表A1（量程10mA,为阻约50Q）;

电流表Az（量程1mA,内阻约500Q）

D.电压表D（量程2V,内阻R后2000D）；

电压表V2（量程6V,内阻约6000Q）

E.电阻箱R（9999.9。，2A）

F.滑动变阻器最大阻值10Q,2A）

G.导线、单刀单掷开关S若干

⑴竞赛的第一部分内容是用如图所示的电路测量待测电压表内阻，

测量的主要步骤如下：

a.按电路图连接电路；

b.将电阻箱阻值调到最大；

c.闭合开关S,调节电阻箱的阻值,使电压表指针半偏；

d.记下此时电阻箱的阻值

e.再调节电阻箱的阻值，使电压表指针满偏，记下此时电阻箱的阻

值Rb。

回答下列问题：

①电压表内阻的测量值表达式2（用测出的数据表示）。

②电源的内阻对测量结果的影响是o

A.没有影响B.使测量值偏大

C.使测量值偏小D.不能确定

⑵竞赛的第二部分内容是用实验室提供的器材,再设计出（除半偏法

外的）一个测量电压表内阻的方法。把设计出的电路画在方框中，并标

出所用电表的标号（如A［、A2等）。

解析：（1）①电压表指针半偏时,根据分压规律少羡专二E,电压表满

2Rv+Ra+r

偏时两式相比RkR「2R「r,忽略电源内阻,解得电压表内

Rv+Rb+r

阻为Rv=Ra-2Rb;

②根据上述分析可知电源的内阻对测量结果的影响是使测量值偏

大,B正确。

⑵电路图如图所示

采用分压的方式接入电路,调节滑动变阻器使口示数为Ub待测电压

表示数为U,根据串联电路分压规律有9二善,解得R\二羯

uiRv\ui

答案：⑴①R「2Rb②B(2)图见解析

5.某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率,设计了如图所示的电路测量

该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表AbA2,电阻箱Ri,滑动变阻器

电待测铅笔芯艮、电源E,开关S及导线等。操作步骤如下:调节滑动

变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关,适当调节滑动变阻器和

电阻箱的阻值;记录两个电流表Ai,A2的示数分别为L,Lo

请回答以下问题：

T待测铅笔芯R.

-cSl-{J)-

--------

£卬-------------乙

⑴若电流表的内阻可忽略,则电流表示数12=L时，电阻箱

的阻值等于待测铅笔芯的电阻值。

⑵用螺旋测微器测量该铅笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图所示,

该铅笔芯的直径为。

⑶已测得该铅笔芯的长度L=20.00cm,电阻箱R的读数为5.00Q,

根据上述方法和测量的数据可计算出铅笔芯的电阻率P=

。-mo(结果保留3位有效数字)

(4)若电流表A2的内阻不能忽略,仍利用(1)中方法,则铅笔芯电阻的

测量值(选填“大于”“小于”或“等于")真实值。

解析：(1)若电阻箱的阻值等于待测铅笔芯的电阻值,则两条支路的电

流相等，所以L弓L;

(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为1mm+0.0X0.01mm=l.000mm;

⑶铅笔芯的横截面积S70)2,R用，代入电阻定律R=P湃P二

RS_ixRd2

L~4Lf

代入数据得P=1.96义10二Q•m;

⑷若电流表A2的内阻不能忽略,则铅笔芯电阻的测量值为Ri,真实值

为R1+RA2,则铅笔芯电阻的测量值小于真实值。

答案：⑴工(2)1.000mm(3)1.96X10-5(4)小于

2

6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，甲、乙、丙三位同学用

导线按如图甲所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好,且电压

表和电流表已调零。闭合开关后：

甲乙

(1)甲同学发现电压表示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,这

是由于导线断路。

(2)乙同学发现电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A,小灯泡亮，

这是由于导线断路。

⑶丙同学发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、

电流表的示数都不能调为零,这是由于导线断路。

(4)电路检查完毕后,用正确的电路测得小灯泡两端的电压与通过它

的电流的变化关系曲线,如图乙所示。现将它与19Q的定值电阻R

串联,接在电动势为8V、内阻为1Q的电源上，则小灯泡的实际功率

是Wo

解析：(1)电压表示数为2V,说明连接电压表的导线正常，电流表示数

为零且灯泡不亮,说明电路断开,所以应为d导线断路。

⑵电流表有示数且小灯泡亮，说明连接灯泡和电流表、电源的导线正

常，电压表示数为零,说明电压表没有接入电路,所以应为h导线断路。

(3)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

示数都不能调为零,说明滑动变阻器为限流式接入电路,故为g导线

断路。

(4)将电源和19Q的定值电阻视为一个新电源，根据E=U+Ir可

知・U,将路端电压与电流关系图象画入I-U图象中，如图所

示：

//A

0.8

两线的交点横、纵坐标值即为灯泡工作时的电压与电流，由图象可

知,U=2V,1=0.3A,所以灯泡的实际功率P=UI=0.6Wo

答案：⑴d(2)h(3)g(4)0.6

7.在“探究额定电压为2.5V的小灯泡伏安特性曲线”实验中：

(1)现有两种规格滑动变阻器R(50Q、1.5A)、R2(5。、2.0A),

为了调节方便,测量准确,在实验中,滑动变阻器应选用(选

填"RJ或");

(2)如图甲是小明同学连接的实物图，老师发现电路连接有错,请你指

明需要重新调整哪几条导线(填图中数字编号)；

乙

UK

00.51.01.52.025UN