专题18电学实验1第03期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题18电学实验（1）-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（III）1.（2019河南安阳二模）为了测量一电压表的内阻，某同学设计了如图1所示的电路。其中是标准电压表，和R分别是滑动变阻器和电阻箱，S和分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电源。用笔画线代替导线，根据如图1所示的实验原理图将如图2所示的实物图连接完整。实验步骤如下：将S拨向接点1，接通，调节______，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时______的读数U；然后将S拨向接点2，保持不变，调节______，使______，记下此时R的读数；多次重复上述过程，计算读数的______，即为待测电压表内阻的测量值。实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因：______。【参考答案】实物图连接如图。电压表电阻箱R的阻值标准电压表的示数仍为U平均值由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差；或者：另外电流通过电阻发热，导致电阻阻值发生变化；或者：电源连续使用较长时间，导致电动势降低内阻增大等都有可能造成误差【名师解析】根据电路图连接的实物图如图所示；2将S拨向接点1，接通，调节，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时电压表的读数U；然后将S拨向接点2，保持不变，调节电阻箱R的阻值，使标准电压表的示数仍为U，记下此时R的读数；多次重复上述过程，计算读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能有：由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差；另外电流通过电阻发热，导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，导致电动势降低内阻增大等都有可能造成误差。本题考查了一种新的实验方法测量电表的内阻，即等效替代法，要能够根据实验原理图知道实验的原理和步骤。2.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为3V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。(1)先测电阻R1的阻值.请将该同学的操作补充完整：A.闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1；B.保持电阻箱示数不变，__________，读出电压表的示数U2；C.则电阻R1的表达式为R1＝__________；(2)该同学已经测得电阻R1＝3.2Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，其做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝____V，电阻R2＝_____Ω。3【参考答案】(1)将S2切换到b211UUUR0(2)20.8【名师解析】(1)由题知，为了多测数据，应将S2切换到b；由欧姆定律有：U2＝I(R0＋R1)，U1＝IR0，联立解得：R1＝211UUUR0；(2)根据E＝U＋UR(R1＋R2)，变形得：1U＝1E＋121RRRE，对比图象有：1E＝0.5，得：E＝2V；12RRE＝1.50.50.5＝2.0，R1＝3.2Ω，得：R2＝0.8Ω。3.甲同学利用如图所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有：A.干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻未知B.直流电压表V1、V2，内阻很大C.直流电流表A，内阻可忽略不计D.定值电阻R0，阻值未知，但不小于5ΩE.滑动变阻器F.导线和开关(1)请根据所给电路图，以笔画线代表导线，在实物图上将所缺导线画上；(2)甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，导致一只电压表始终没有读数，因此只记录了一只电压表和电流表的示数，如下表所示：U/V2.622.482.342.202.061.92I/A0.080.120.160.200.240.28利用表格中的数据在下图中作出U－I图象；4(3)由图象可知，两节干电池总电动势为________V，总内阻为________Ω.由计算得到的数据可以判断，能够示数的电压表应为表________(选填“V1”或“V2”)。【参考答案】(1)、(2)见解析图(3)2.903.50V1【名师解析】(1)根据电路图，在给出的实物图上画出所缺的导线，如图甲所示；(2)将(I，U)作为坐标值将各点描出，并用直线将各点相连，作图象如图乙所示；(3)由U＝E－Ir知；对比图象得E＝2.90V，r＝2.901.920.28Ω＝3.50Ω；若示数为V2的，则测量的内电阻一定有R0，而定值电阻大于5Ω，故说明读数只能是V1的。4．(9分)（2019湖北名校联盟三模）长郡中学新进了一批电阻丝，每卷长度L=100m，阻值约为150Ω，高三物理兴趣小组想尽量准确测岀其电阻率。先用螺旋测微器测岀电阻丝的直径如图所示，然后在实验室找来了下列器材，请协助完成。5待测电阻丝1卷电源E(电动势4.5V，内阻r≈0.5Ω)电流表A1(量程10mA，内阻RA1=50Ω)电流表A2(量程30mA，内阻RA2≈30Ω)滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)滑动变阻器R2(最大阻值为50Ω)定值电阻R3=100Ω定值电阻R4=400Ω开关一个、导线若干(1)螺旋测微器测出电阻丝的直径d=___________cm。(2)滑动变阻器应选用___________，定值电阻应选用___________。(3)请用笔画线代替导线，将已连接了三根导线的实物图补充成实验线路图____________。(4)连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器，并记录下多组电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2，以I1为横坐标，I2为纵坐标，描点作图并测得图象的斜率为k，则电阻丝的电阻率为___________(用题中已给出的字母表示)，此法测量出的电阻率较真实值___________(填“偏大”“偏小”或“无系统误差”)。【参考答案】0.3465无系统误差【名师解析】(1)螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径；(2)滑动变阻器尽量选择较小的且接近被测电阻，所以选择R1；由于无电压表，则用电流表A1串联一个较大6的分压电阻作为电压表使用，所以变阻器选R4；(3)滑动变阻器选用分压接法，电流表有外接法，实物连线如图所示；(4)根据欧姆定律有：，结合图象斜率为，所以求得，再由电阻定律：，所以电阻率，由于电流表的测量值与改装的电压表的测量值均是真实值，无系统误差，则测得的电阻率的值无系统误差。5..(1)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表，电压表的读数如图1所示，则它们的读数值依次是________，________，________.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ.电源为干电池(不宜在长时间，大功率状况下使用)，电动势E＝4.5V，内阻很小．则以下电路图中________(填电路图7下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏________．若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的________电路(填电路图下的字母代号)．此时测得电流为I，电压为U，则金属丝电阻Rx＝________(用题中字母代号表示)．【参考答案】(1)0.998mm(0.996～0.999mm均可)0.42A2.26V(2.25～2.28V均可)(2)A小B－RA【名师解析】(1)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流式接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小；(2)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表总电阻R＝，则待测电阻Rx＝R－RA.6.某同学设计的可调电源电路如图(a)所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S.①用电压表测量A，B两端的电压：将电压表调零，选择0～3V挡，示数如图(b)，电压值为________V.②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于________端．③要使输出电压U变大，滑片P应向________端滑动．8④若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在______的风险(填“断路”或“短路”)．【参考答案】①1.30②A③B④断路【名师解析】①读数为1.30V；②接通电路前，应该使滑片置于A端，使用电器两端的电压为0，这样才能保证外电路安全；③要增大外电路电压，需要使滑片滑向B端；④如果电路中不接入保护电阻，可能造成电流过大，可调电源内电路出现断路现象，无法对外输出电压．7.虚线方框内是由电阻，电源组成的网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表(0～0．6A)，电压表(O～3V，内阻很大)，滑动变阻器(O～100Ω)按图示的方式连接在它的输出端A，B之间。开关S闭合后，移动滑动变阻器进行实验。实验中记录的6组电流表示数I，电压表示数U如表中所示。①试根据这些数据在答题纸中的坐标纸上画出U—I图线。②若将方框内的电路等效成电动势为E，内电阻为r的电源，从图线上求出该等效电源的电动势E=V，内电阻r=Ω（计算结果均保留3位有效数字）。③若电流表内阻为0，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数是A（计算结果均保留3位有效数字）。【参考答案】①如图所示；②2.73±0.02；1.40～1.60；③1.83±0.05【名师解析】①根据表中数据，坐标轴标度如图所示，将各点电压值与电流值组成的坐标描在图中，用直线将各点连接，图象如图所示；②由图可知，电源的电动势为E=2.74V，内电阻r=1.48Ω；9③滑片移到最顶时，滑动变阻器短路，等效电源短路；电流；8.（2019成都高新区模拟）某同学在一次“测量金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720m，用螺旋测微器测出金属丝直径（刻度位置如图所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5Ω），然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材：A．直流电源（输出电压为3V）B．电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）C．电压表V（量程0～3V，内阻3kΩ）D．滑动变阻器（最大阻值20Ω）E．开关、导线等（1）从图中读出金属丝的直径为0.600mm。（2）根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。（3）若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为1.6×10﹣6Ω•m（保留两位有效数字）。【思路分析】（1）螺旋测微器精确度为0.01mm，需要估读，读数时注意半毫米刻度线是否露出。（2）在不要求电流或电压从零调或变阻器的阻值不是太小的情况下，滑动变阻器优先选择限流式接法，因限流式调节方便且节能。（3）根据电阻定律公式和欧姆定律公式列式求解即可。【名师解析】：（1）从图中读出金属丝的直径为d＝0.5mm+10.0×0.01mm＝0.600mm（2）因测量金属丝的电阻率电流不能太大，由I＝结合电流表读数原理，电流表应满足偏转一半以上，故总电阻大于10Ω小于5Ω，可见滑动变阻器可以用限流式；由于待测电阻的电阻值较小，电流表应用外接法，电路图如图所示；10（3）根据欧姆定律，有：R＝；根据电阻定律，有：R＝ρ；其中：S＝πd2；所以ρ＝＝1.6×10﹣6Ω•m。故答案为：（1）0.600；（2）如上图所示；（3）1.6×10﹣6。【关键点拨】本题关键要明确测定电阻率实验的实验原理，知道误差的来源，掌握游标卡尺的读数，注意没有估计值，同时理解电阻定律的公式应用