中小学教育资源及组卷应用平台
专题17电学实验——2025届浙江省物理选考三年高考一年模拟
1. (2024 浙江)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱R(0~9999Ω)、一节干电池、微安表(量程0~300μA,零刻度在中间位置)、电容器C(2200μF,16V)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小
B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小
D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160μA时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 kΩ(计算结果保留两位有效数字)。
【解答】解:(1)把开关S接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小,故ABD错误,C正确。
故选:C。
(2)电压表应选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为0.50V。
当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路;
根据欧姆定律,电压表内阻。
故答案为:(1)C;(2)0.50;3.1。
2. (2023 浙江)在“测量金属丝的电阻率”实验中
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与 (选填“﹣”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与 (选填“﹣”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过U﹣I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流Ig=300μA的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。则图像斜率k= mA m。若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表,需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
【解答】解:(1)实验中用两节干电池供电,滑动变阻器采用的是分压式连接,电压从零开始调节,伏安法测电阻时,通过金属丝的电流I不宜过大(电流表用0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率逐渐增大,则图中的导线a端应与“0.6”接线柱连接,金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b端应与“0.6”接线柱连接,为了保护电表,开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)做U﹣I图象可以排除偶然误差较大的数据.提高实验的准确程度,减少实验的误差,则乙同学通过U﹣I图像求电阻,求电阻的方法更合理;
(3)由图像可知图像斜率kmA m=2.3mA m
延长图像可知,当I=9.0mA时可得3.8m﹣1
解得:L=0.26m
故答案为:(1)0.6,0.6,左;(2)乙;(3)2.3,0.26
3. (2023 浙江)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2所示,其示数为 V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U﹣I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。(计算结果均保留两位小数)
【解答】解:(1)根据实验原理可知,电压表要连接在电源的两端,因此导线a端应连接到B接线柱上。
电压表的量程是0~3V,分度值为0.1V,需要估读到分度值的下一位,则示数为1.20V。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得:
U=E﹣Ir
根据图像可知,纵截距为1.50V,斜率的绝对值为:
结合图3可得U﹣I图像的解析式为:
U=1.50﹣1.04I
由此可得:E=1.50V;r=1.04Ω
故答案为:(1)B;1.20;(2)1.50;1.04
4. (2022 浙江)(1)探究滑动变阻器的分压特性,采用图1所示的电路,探究滑片P从A移到B的过程中,负载电阻R两端的电压变化。
①图2为实验器材部分连线图,还需要 (选填af、bf、fd、fc、ce或cg)连线(多选)。
②图3所示电压表的示数为 V。
③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω,额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω,以R两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),得到U分压特性曲线为图4中的“I”;当R=100Ω,分压特性曲线对应图4中的 (选填“Ⅱ”或“Ⅲ”);则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 。
(2)两个相同的电流表G1和G2如图5所示连接,晃动G1表,当指针向左偏时,静止的G2表的指针也向左偏转,原因是 (多选)。
A.两表都是“发电机”
B.G1表是“发电机”,G2表是“电动机”
C.G1表和G2表之间存在互感现象
D.G1表产生的电流流入G2表,产生的安培力使G2表指针偏转
【解答】解:(1)①根据原理图可知,还需要将af、fd、ce连线;
②根据图片可知,电压表的示数为1.50V;
③假定AP部分的电阻为R′,R′分别与10Ω与100Ω并联再与BP部分的电阻串联;由于相同的R'与100Ω并联后的电阻比与10Ω并联后的电阻大,则根据闭合电路的欧姆定律可知,滑片在相同位置下,负载电阻越大,则两端电压越大;即在相同横坐标下,此时负载100Ω时,电压表的示数应该比曲线为图4中的“I”更大,故应该选“Ⅱ”;
由上述分析,对比图4中的图线“I”和“Ⅱ”,可知对不同的负载电阻,调节滑动触头时负载两端的电压变化规律不同,当负载电阻小于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑动触头的变化不平稳;当负载电阻大于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑动触头的变化会更佳平稳,从而可实现微调。所以,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好,即R0<R。
(2)根据题意可知,电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈,G1和G2用导线连接起来,当晃动G1时,相当于G1中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流;由于两个电表构成了闭合回路,则电流会通过G2表中的线圈,而该线圈处于磁场中,由于通电导线在磁场中受到安培力的作用,G2的指针也会偏转;则G1表相当于“发电机”,G2表相当于“电动机”,故AC错误,BD正确;
故选:BD。
故答案为:(1)①af、fd、ce;②1.50;③Ⅱ;R0<R;(2)BD
5. (2022 浙江)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出l图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20Ω”或“0~200Ω”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,电压表的指针位置如图3所示,量程为3V,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10﹣8m2,则合金丝甲的电阻率为 Ω m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的l图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
【解答】解:(1)为方便实验操作,在实验中使用的是0~20Ω的滑动变阻器。
(2)电压表量程是3V,由图3所示表盘可知,其分度值为0.1V,示数为1.30V。
(3)由欧姆定律与电阻定律得:R+RA,R=ρ,则
l+RA
由图2所示l图象可知,图象的斜率kΩ/m,
代入数据解得:ρ≈1.0×10﹣6Ω m
(4)另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,横截面积变为:S′=S+S乙
由图2中图线b可得:S′m2=2.8×10﹣7m2
S乙=S′﹣S=2.8×10﹣7m2﹣7.0×10﹣8m2=2.1×10﹣7m2,故合金丝甲的横截面积小于乙的横截面积。
故答案为:(1)0~20Ω(2)1.30;(3)1.0×10﹣6;(4)小于。
1. (2024 乐清市校级三模)用如图1所示电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9Ω)、R2(99999.9Ω)。
按电路图正确连接电路图后:将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值:断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。如图3是RM调节后面板。
(1)RN应选 ;
(2)根据电路图,请把图2中实物连线补充完整;
(3)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V(保留3位有效数字);
(4)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为 。(用RM、RN表示)
【解答】解:(1)开关S2断开时,电流表满偏时,根据欧姆定律
电阻箱电阻RN≈11800Ω
因此电阻箱RN应选择R2;
(2)根据电路图,连接的实物图如图所示:
(3)图4电流表的读数为65μA,电流表改装成电压表后需要重新刻度,根据刻度规则
电压表的示数
(4)由于OP间电压不变,因此认为干路电流不变,根据“半偏法”测量电流表内阻的原理,当电流表半偏时,则通过电阻箱RM的电流为,根据并联电路电流的分配与电阻的关系,电流表内阻rg=RM。
故答案为:(1)R2;(2)见解析;(3)1.30;(4)RM。
2. (2024 西湖区校级模拟)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20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度L= mm.
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙,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R,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)为了测量由两节干电池组的电动势和内阻,某同学设计了如图丁(a)所示的实验电路,其中R为电阻箱,定值电阻R0=3Ω为保护电阻,电压表为理想电表.
①某同学按如图丁(a)所示的电路图连接好电路.
②先断开开关S,将电阻箱的阻值调到最大,再闭合开关S,调节电阻箱,读取并记录电压表的示数及电阻箱的阻值,多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,为横坐标,画出的关系图线,如图丁(b)所示(该图线为一条直线).
③根据电路原理图推导和的函数关系, 。根据图线求得电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
④所测r测 r真,E测 E真(均填“大于”“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)由图甲所示游标卡尺可知,游标卡尺的精度是0.05mm,圆柱体的长度L=50mm+7×0.05mm=50.35mm
(2)由图乙所示螺旋测微器可知,圆柱体的直径D=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(3)用多用电表的电阻“×10”挡测电阻,由图丙所示可知,电阻的阻值为13×10Ω=130Ω
(4)③根据图丁(a)所示电路图,由闭合电路的欧姆定律得:E=U+I(R0+r)=U(R0+r)
整理得:,
由图示图象可知,图线的纵截距b0.35V﹣1,图线的斜率kA﹣1
解得电池组电动势E≈2.9V,r≈3.1Ω,
④由图丁(a)所示电路图可知,电压表与电阻箱并联,由于电压表相当于并联在外电路两端,真实电阻小于电阻箱的示数,图象中的横坐标的示数应比真实值大;而当R为零时,电压表的内阻的影响可以忽略;故无穷远处真实图象(实线)和测量图象(虚线)应相交,由图可知,电动势和内阻均小于真实值;
故答案为:(1)50.35;(2)4.700;(3)130;(4)③;2.9;3.1;④小于;小于。
3. (2024 镇海区校级三模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻Rx代替R0,结果发现表针指在b位置,则Rx= ;(结果用R0表示)
(3)该同学为了研究力传感器的原理,查阅相关原理,发现力传感器内部的核心结构是如图戊所示的装置,四个电阻R1=R2=R3=R4贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力F时,弹性梁发生形变,引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变,引起电阻值大小发生变化,使输出的电压发生变化,把力学量转化为电学量。其电路简化图如图己所示。施加如图戊所示的外力F,若要ad两点输出的电压尽量大,则图己中A处电阻应为 (填“R2”或者“R4”)。
【解答】解:(1)欧姆调零时,电流表的指针应达到最大值;现电流表的指针未达到最大值,说明通过电流表的电流偏小;当滑动变阻器的电阻减小时,电路中的总电流就会增大,因此滑动变阻器的滑动片应向上滑动;
(2)当表笔短接时,根据闭合电路的欧姆定律
当两表笔之间接电阻R0时,电流表指针位于a位置,根据欧姆定律
当两表笔之间接电阻Rx时,电流表指针位于b位置,根据欧姆定律
代入数据联立解得待测电阻
(3)在弹性梁左侧施加外力F时,弹性梁发生形变,四个电阻发生变化,其中R1、R2增大,R3、R4减小,电路中ad两点输出的电压为:
其中,U为bc两点电压,可见,要使Uad两点电压最大,结合题中条件,电阻A应选:R4
故答案为:(1)上;(2);(3)R4
4. (2024 浙江模拟)为测量一未知电阻Rx的阻值。一实验小组设计的电路如图1所示,其中R0为定值电阻,电压表V1和V2的内阻较大。
(1)图2是已用导线连接的实物图,其中电压表V1与定值电阻R0连接的两根导线中应选择 (选填“①”、“②”)导线。闭合电键S前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“最左端”或“最右端”)。
(2)读取U1、U2的读数,描绘出U1﹣U2图线,如图3所示,若图线的斜率为k,则Rx阻值为 (选择字母k、R0表示)的。
(3)实验小组又设计了如图4所示的电路来测量同一未知电阻Rx的阻值,其中R′为电阻箱,下列说法正确的是 。
A.示数不清,但刻线清晰的电压表V2不能在本实验中使用
B.只要满足V2的指针有较大偏转,而其内阻对实验没有影响
C.S'打到1,观察V2示数,然后S'打到2,通过同时调节滑动变阻器R和电阻箱R',使V2示数不变
经过正确实验操作,测得的阻值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图1电路测得的阻值,产生误差的原因是图1电路不能准确确定电阻Rx (选填“两端的电压”或“通过的电流”)。
【解答】解:(1)根据题图1的电路图,在图2的实物图中电压表V1与定值电阻R0连接的两根导线中应选择①导线。为保护电路,闭合电键S前,滑动变阻器的滑片应置于最左端,可使闭合电键S时,测量电路的电压最小。
(2)根据题图1电路联接方式,由欧姆定律与串并联电路的特点可得:
U1=U2()U2
结合U1﹣U2图线的斜率,可得:k,解得:Rx=(k﹣1)R0。
(3)设计的如图4所示的测量电路采用的是等效法,在滑动变阻器R接入电路的阻值相同的情况下,S'分别打到1和打到2,使电压表V2示数均相同,在此条件下可得到被测电阻Rx的阻值与电阻箱R'的阻值相等。
A.由上述分析,可知只要电压表V2的刻线清晰,两次指针指在同一刻度即可达到测量电阻Rx的阻值目的,故此电压表V2能在本实验中使用,故A错误;
B.由上述分析,可知电压表V2的内阻对实验没有影响,只要满足V2的指针有较大偏转即可,故B正确;
C.由上述分析,操作时S'先打到1,调节滑动变阻器R,观察V2示数,然后S'打到2,保持滑动变阻器R接入电路的电阻不变,通过调节电阻箱R',使V2示数不变,故C错误。
此测量方法无系统误差,经过正确实验操作,测得的阻值是准确值,图1电路中由于电压V2的分流作用,使被测电阻的电流测量值偏小,故测得的阻值偏大,所以此实验测得的阻值小于图1电路测得的阻值。
图1电路中由于电压V2的分流作用,故产生误差的原因是图1电路不能准确地确定电阻Rx通过的电流。
故答案为:(1)①;最左端;(2)(k﹣1)R0;(3)B;小于;通过的电流
5. (2024 温州二模)滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有:
两节干电池(电动势为3V,内阻为r),电流表(量程为0.6A,内阻为0.8Ω),电阻箱R(0~999.9Ω),待测滑动变阻器(总匝数120匝,匝数清晰可数),开关及导线若干。
器材按图1连接,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关,调节电阻箱至合适阻值并保持不变,移动待测滑动变阻器的滑片,多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数n和相应电流表的读数I。作出图像,如图2所示。
(1)用螺旋测微器测量滑动变阻器电阻丝的直径如图3所示,电阻丝直径d= mm;
(2)某次测量时,电流表指针位置如图4所示,读数I= A;
(3)已知待测变阻器螺线管的直径D=3.15cm,则待测变阻器电阻丝电阻率为 Ω m(结果保留2位有效数字);
(4)若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为4.0Ω,则两节干电池串联的总内阻r= Ω(结果保留2位有效数字);
(5)实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,则测得的电阻率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,电阻丝直径d=0.5mm+13.6×0.01mm=0.636mm;
(2)根据图2可知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,读数I=0.34A;
(3)每一砸线圈的周长l=πD,则n匝线圈的长度L=nl=πDn
根据电阻定律
设电阻箱的电阻为R′,根据闭合电路的欧姆定律
联立解得
所作的图像如图所示:
图像的斜率
结合函数,图像斜率
电阻率
代入数据解得电阻率ρ=5.5×10﹣7Ω mA1
(4)图像的纵截距
电阻箱的电阻R′=4.0Ω,电流表内阻RA=0.8Ω
代入数据解得电池的内阻r=1.2Ω;
(5)实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,电动势不变;结合函数可知,图像的斜率与电源的内阻无关,因此电阻率的测量值不变。
故答案为:(1)0.636mm;(2)0.34;(3)5.5×10﹣7;(4)1.2;(5)不变。
6. (2024 温州三模)(1)某实验小组通过测量矿泉水的电阻率,来分析其内矿物质含量。用多用电表的欧姆挡直接测量矿泉水的电阻,进而得到电阻率。多用电表测电阻时,下列说法中正确的是 ;
A.测量时电流从“+”插孔流出电表,从“﹣”插孔流回电表
B.若不能估计被测电阻大小,可先用中等倍率试测
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20和30正中间,则测量值小于25Ω
(2)取截面积12.5cm2,厚度不计的两铜板A、B,安装在针筒内两端紧密贴合。铜板A在靠近针嘴处固定,导线从针嘴里引出,铜板B固定在活塞上可随活塞一起运动,导线从活塞上端引出(不影响活塞的密封性)。针筒最上方靠近针嘴处有一小孔P用于液体的加入和气体排除。实验步骤如下:
①按如图1电路图连接好电路;
②用另一针筒从小孔P处推入适量的该品牌矿泉水,使活塞静置于90ml处;小刚同学发现测量水的电阻时,阻值会逐渐增加,猜测由水电解引起。查阅资料后,电源使用如图2所示的交流电供电可抑制电解的影响,该交流电电压的有效值为 V;
③将变阻箱打到1944Ω,输入如图2所示的交变电流,闭合开关,用数字多用表的交流电压挡测得电压为0.900V,此时针筒内水的阻值是 Ω;
④向左缓慢推动活塞,处于50ml时,矿泉水恰好未漫出P小孔。继续推动活塞处于40ml、30ml,…,记录相应数据。该矿泉水的电阻率为 Ω m(此结果保留3位有效数字)。
【解答】解:(1)A.多用表电压挡测电压,电流从“+”插孔流入,“﹣”插孔流出,故A错误;
B.多用表测电阻时,若不能估计被测电阻大小,可先用中等倍率试测,故B正确;
C.由于欧姆挡的刻度不均匀,指针位于20和30正中间,示数小于25Ω,因此选择“×10”倍率测量时发现指针位于20和30正中间,则测量值小于250Ω,故C错误。
故选:B。
(2)②交流电电压的有效值为1.5V;
③待测矿泉水两端的电压U2=U﹣U1=1.5V﹣0.900V=0.600V
根据串联电路电压的分配与电阻的关系
代入数据解得Rx=1296Ω
④活塞位于50mL处,矿泉水柱的长度
活塞位于90mL处,矿泉水柱的长度
在推动活塞过程中,矿泉水体积不变,即V2=V1;
活塞位于90mL处,矿泉水柱的横截面积
根据电阻定律
电阻率。
故答案为:(1)B;(2)②1.5;③1296;④12.5。
7. (2024 嘉兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中,
(1)下列操作正确的是 ;(多选)
A.每次转动选择开关前都需进行机械调零
B.每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零
C.测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡
(2)选用“直流2.5V挡”测量小灯泡两端电压时,指针位置如图1所示,则其读数为 V。
(3)小飞按如图2所示连接电路,闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路,于是选择多用电表某一挡位,将表笔一始终接触图中A点,表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置。则表笔一应是 表笔(选填“红”或“黑”),所选电表挡位是 。
A.直流10V挡
B.直流10mA挡
C.交流10V挡
D.电阻“×10”挡
【解答】解:(1)A.机械调零在实验前进行,每次转动选择开关前,不需进行机械调零,故A错误;
B.欧姆表不同倍率对应欧姆表的内阻不同,因此每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零,故B正确;
C.在测量未知电阻时,可以先选择一个倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量,不一定必须先选择倍率最大挡进行试测,故C错误;
D.测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡,长期不用时,应该将欧姆表的电池取下来,故D正确;
故选:BD。
(2)直流2.5V挡,分度值为0.05V,读数为18×0.05V=0.90V
(3)欧姆表电压挡,外部电流从红表笔流入,黑表笔流出;试触点A与电源正极相连,因此接A点的一定是红表笔;
图2电路使用的是直流电源,由于多用电表逐个与电路并联,因此多用表使用的是10V直流电压挡,故A正确,BCD错误。
故选:A。
故答案为:(1)BD;(2)0.90;(3)红;A。
8. (2024 金华二模)某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率,设计了如下的实验。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,测得其直径D= mm。
(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡,进行欧姆调零后测量,指针静止时位置如图乙所示,此测量值为 Ω。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻Rx,实验室提供了下列器材:
A.电流表A1(量程500μA,内阻r1=1kΩ)
B.电流表A2(量程10mA,内阻r2约为0.1Ω)
C.滑动变阻器R1(0~500Ω,额定电流0.5A)
D.滑动变阻器R2(0~10Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω)
F.电源(电动势3.0V,内阻约0.2Ω)
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于 端(选填“最左”、“最右”或“居中”)。由于没有电压表,需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表,则电阻箱的阻值R= Ω。滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”)。
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,测得电阻丝接入电路的长度为L,则电阻丝的电阻率ρ= (用题中所给或所测得的物理量的符号表示)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,测得其直径D=2.5mm+15.0×0.01mm=2.650mm。
(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡,由图乙可知测量值为600Ω。
(3)①为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于最左端,由于没有电压表,需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表,根据电表改装原理可知电阻箱的阻值
R
将r1=1kΩ=1000Ω代入解得
R=5000Ω。
滑动变阻器采用分压式接法,应选择最大量程较小的R2。
②调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,根据欧姆定律有
Rx
根据电阻定律有
Rx=ρρ
解得电阻丝的电阻率ρ
故答案为:(1)2.650;(2)600;(3)①最左;5000;R2;②
9. (2024 镇海区校级模拟)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图 ,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻Rx代替R0,结果发现表针指在b位置,则Rx= Ω;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω,2、3之间的电阻为10Ω,1、3之间的电阻为15Ω,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可) 。
【解答】解:(1)欧姆表的内部电流从黑表笔流出,红表笔流入,因此A接黑表笔,B接红表笔,根据电路图连接实物图如下:
将欧姆表的红黑表笔短接,欧姆调零时,电流表的指针应达到最大值;现电流表的指针未达到最大值,说明通过电流表的电流偏小;
设电流表与电阻R1和R2串联后的并联电阻为R并,由于电流表内阻和电阻R1、R2的电阻不变,电流的分配不变,为了增大通过电流表的电流,就应该增加干路电流;
根据闭合电路的欧姆定律,电路中的总电流
当滑动变阻器的电阻减小时,电路中的总电流就会增大,因此滑动变阻器的滑动片应向上滑动;
(2)当红黑表笔短接时,根据闭合电路的欧姆定律
当两表笔之间解电阻R0时,电流表指针位于a位置,根据欧姆定律
当两表笔之间解电阻Rx时,电流表指针位于b位置,根据欧姆定律
代入数据联立解得待测电阻
(3)由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值,所以第一情况:1、2之间接一个5Ω电阻,2、3之间接两个5Ω电阻串联,电路图如图所示:
所以第二情况:1、2之间接两个10Ω电阻并联,2、3之间接一个10Ω电阻,电路图如图所示:
故答案为:(1)见解析;上;(2);(3)见解析。
10. (2024 镇海区校级模拟)电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下:
电容器C(额定电压10V,电容标识不清);
电源E(电动势12V,内阻不计);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
电阻箱R2(阻值0~9999.9Ω);
电压表V(量程15V,内阻较大);
开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1、断开开关S2,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器R1的滑片应向 端滑动(选填“a”或“b”)。
(2)当电压表的示数为U1=3V时,调节R2的阻值,闭合开关S2,通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像;保持R2的阻值不变,断开开关S1,得到电容器放电过程电流随时间变化的图像,图像如图乙所示。测得I1=6mA,则R2= Ω。
(3)重复上述实验,得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像,利用面积法可以得到电容器电荷量的大小,测出不同电压下电容器所带的电荷量如表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 3 4 5 6 7 8
Q/×10﹣3C 0.14 0.19 0.24 0.30 0.33 0.38
请在图丙中画出U﹣Q图像,并利用图像求出电容器的电容为 F。(结果保留两位有效数字)
【解答】解:(1)闭合开关S1,滑动变阻器是分压式接法,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器R1的滑片应向b端滑动。
(2)由图乙可知,电容器开始放电电流是I1=6mA,则开始充电瞬间电流是6mA,则充电瞬间,由欧姆定律可得:
(3)由表中数据,在图丙中描点画U﹣Q图像,如图所示。
根据电容的定义式,变形后可得:
则U﹣Q图像的斜率:
电容器电容:
故答案为:(1)b;(2)500;
(3)、4.9×10﹣5。
11. (2024 浙江模拟)某同学为研究某种金属导线的电阻率,用图甲电路进行实验,金属导线的长度可以通过导线上的滑动头调节,滑动头有一定的电阻,但阻值未知。
(1)请以笔代线,将未连接的导线在图乙中补齐。
(2)实验室准备了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)两种滑动变阻器,用R1、R2分别实验,以电压表的读数U为纵轴,以为横轴(x为图甲中AP长度,L为AB长度),得到图像如图丙,其中选用R1时对应的图线应为 (选填“m”或“n”);
(3)在用螺旋测微器测量金属导线的直径如图丁所示,则该导线的直径为 mm;
(4)在多次调节滑动头改变金属导线的长度l,并测量出不同长度时的电阻值Rx,作Rx﹣l图(图戊),根据图像可求出该金属导线的电阻率为 Ω m(计算结果保留两位有效数字)。
【解答】解:(1)根据电路图连接实物图,如图
(2)若电源为理想电源,由于滑动变阻器R1电阻较小,则移动滑动变阻器,RAP并联支路电压变化较小,则根据串联分压原理可知
化简可得
则U图像的斜率近似为定值,故选用R1时对应的图线应为m。
(3)螺旋测微器的分度值为0.01mm,则该导线的直径为d=1mm+0.7×0.01mm=1.007mm
(4)根据电阻定律R
由图可知k
代入数据解得,该金属导线的电阻率为ρ=6.1×10﹣6Ω m
故答案为:(1)如图
(2)m;
(3)1.007(1.006﹣1.009都对);
(4)6.1×10﹣6(5.9×10﹣6﹣6.4×10﹣6都对)。
12. (2024 绍兴二模)如图1所示是小明设计的测量纯净水电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)的电路图,已知圆柱形容器中水的长度为L、横截面积为S,电压表V1的内阻为RV,某次实验中电压表V1和V2的读数分别为U1、U2,电阻箱的示数如图2所示,则电阻箱的阻值为 Ω,纯净水的电导率为 (用相关字母表示),不合格纯净水的电导率会 (选填“偏大”或“偏小”)。
【解答】解:电阻箱的阻值为(6×10000+5×1000+3×100+7×10+0×1+0×0.1)Ω=65370.0Ω
根据欧姆定律有R
根据电阻定律有R=ρ
电导率为ρ0
解得ρ0
不合格的纯净水杂质较多,电阻率偏小,电导率偏大。
故答案为:65370.0;;偏大
13. (2024 下城区校级模拟)利用一段阻值约为5Ω的康铜电阻丝,测定康铜材料的电阻率。
(1)如图1,用螺旋测微器测量电阻丝直径,其读数为 mm;
(2)现有电源(3V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),电压表(0~3V,内阻约3kΩ),开关和导线若干,电流表有两个量程:电流表:0~0.6A,内阻约0.125Ω;0~3A,内阻约0.025Ω;为减小测量误差,在实验中电流表量程应选用0~ A;实验电路应采用图2中的 (“甲”或“乙”);
(3)实验测得以下数据:电压表示数为U,电流表示数为I,电阻丝长度为l、直径为d,则电阻率表达式为ρ= ;
(4)图3为实验所用的电流表和电压表的表头,可认为其误差为最小刻度的一半。金属材料的电阻率与温度有关,关系式为ρ=(1+at)ρ0。其中,a称为温度系数,t为摄氏温度,ρ0为该金属0℃时的电阻率,康铜的温度系数a=1.6×10﹣5℃﹣1。由此可以判断,对康铜电阻率测量值影响更大的是 。(选填“电表读数误差”或“温度”)
【解答】解:(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。由图1所示螺旋测微器可知,电阻丝直径
d=0mm+21.7×0.01mm=0.217mm
(2)电路最大电流约为
所以电流表量程应选择0~0.6A。
由题意可知
为了减小实验误差,电流表应采用外接法,应选择图甲所示实验电路。
(3)根据欧姆定律得
由电阻定律得
解得:ρ
(4)康铜的温度系数a=1.6×10﹣5℃﹣1非常小约等于0,由电阻率与温度有的关系式可知,温度对康铜的电阻率几乎没有影响,由此可以判断,对康铜电阻率测量值影响更大的是电表读数误差。
故答案为:(1)0.217;(2)0.6A;甲;(3);(4)电表读数误差
14. (2024 杭州二模)某同学为测量一节干电池的电动势和内阻,准备了以下器材:
A.电压表V(量程为3V,内阻约5kΩ)
B.电流表G(量程为10mA,内阻RG=90Ω)
C.滑动变阻器R1(阻值范围为0~50Ω,额定电流为1A)
D.滑动变阻器R2(阻值范围为0~1000Ω,额定电流为0.02A)
E.定值电阻R3=10Ω
F.待测干电池、开关与若干导线
(1)为了尽可能精确地测量,同时操作方便,实验中应选用的滑动变阻器为 (选填“R1”或者“R2';),选用的电路是下图中的 。
(2)利用(1)中所选电路进行实验测得数据,以电流表G的读数为横坐标,以电压表V的读数为纵坐标,描出如图所示的点,由此可求出电源的电动势E= V,电源的内阻r= Ω(均保留两位有效数字)。
【解答】解:(1)干电池的内阻较小,滑动变阻器要串联在电路里,为操作方便,滑动变阻器最大阻值要与电池的内阻相差不多,则滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1。电流表G的量程过小,应用定值电阻R3与之并联将其量程扩大,改装后的电流表的内阻是已知的,故采用相对电源的内接法,使实验不存在系统误差,故选用的电路中:C正确,ABD错误。
(2)由(1)中所选电路,可得路端电压为:U端=U+IRG,流过电源的电流为:I干=I
根据闭合电路欧姆定律得:U端=E﹣I干r,
联立代入数据得:U=E﹣10(9+r)I
应用描点法作出U﹣I图像如下图所示。
可知U﹣I图像纵截距等于测得该电源的电动势,则有:E=1.5V
根据U﹣I图线的斜率可得:﹣10(9+r)Ω
解得电源的内阻为:r=1.0Ω
故答案为:(1)R1;C;(2)1.5;1.0
15. (2024 宁波模拟)某同学买了一卷铜导线,想在不拆散导线卷情况下,测定带卷铜导线的长度。
(1)该同学剥去导线末端的少许绝缘皮,用螺旋测微器测铜导线直径,如图(a)所示,该铜导线直径为 mm。
(2)该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻R ,电路图如图(b),其中R1=0.6Ω,R2=100Ω,G为灵敏电流计,R3为电阻箱,电路其余部分电阻均不计。
①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于 端(填“A”或“B”);
②闭合开关并移动变阻器滑片,发现电流计有示数。调节电阻箱,使电流计指针稳定指向中央零刻度线,此时电阻箱阻值如图(c),则该卷铜导线的电阻为 Ω;
③已知铜导线的电阻率为1.78×10﹣8Ω m,该同学测得导线的实际长度为 m(π取3.14,保留一位小数)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,该铜导线直径为d=1mm+28.0×0.01mm=1.280mm。
(2)①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于A端;
②电阻箱的阻值为R3=0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω
当电流计指针稳定指向中央零刻度线时,电桥平衡,则
代入数据解得Rx=0.40Ω
(3)根据电阻定律
解得。
故答案为:(1)1.280;(2)①A;②0.40;(3)28.9。
16. (2024 金东区校级模拟)科技实践小组的同学们应用所学电路知识,对“一抽到底”的纸巾盒进行改装,使纸巾剩余量可视化。
同学们使用的器材有:电源(E=1.5V,内阻不计)、定值电阻(R0=6Ω)、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
(1)用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针的偏转角度很大,因此需选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,并需 (填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图所示,测量结果为 Ω。
(2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边,截取一段导线固定在挡板C,并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动,请完成图电路连接。
(3)不计多用电表内阻,多用电表应该把选择开关打在“mA挡”,量程为 (选填“2.5”、“25”或“250”)。
(4)将以上装置调试完毕并固定好,便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度,设铅笔芯总电阻为R,总长度为L,不计多用电表内阻,则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I= (用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来,并进行标识,从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
【解答】解:(1)多用表测电阻,欧姆表的指针偏转角度很大,说明读数很小,倍率较高,则需选择×1倍率的电阻挡,并需要重新欧姆调零后进行测量,测量结果为12Ω。
(2)将用电表选择开关调至合适的直流电流挡,红表笔接C,黑表笔接电源负极,如图所示:
(3)纸巾没有使用时,铅笔芯电阻视为零,则最大电流为
多用表直流挡的量程选择为250mA;
(4)根据欧姆定律。
故答案为:(1)×1;欧姆调零;12;(2)见解析;(3)250;(4)。
17. (2024 嘉兴一模)某兴趣小组想测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)小王想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻,下列说法正确的是 (单选);
A.多用电表可以粗测电动势,不能粗测内阻
B.多用电表可以粗测内阻,不能粗测电动势
C.多用电表可以粗测电动势和内阻
D.多用电表既不可粗测电动势,也不可粗测内阻
(2)其他同学从实验室找来了以下器材:
A.量程0 3V 15V的电压表
B.量程0 0.6A 3A的电流表
C.滑动变阻器R1(0 10Ω)
D.开关、导线若干
①连接电路如图甲所示,P点应连接在 (填“A”或“B”)点。
②选择合适量程的器材,正确连接好电路甲,闭合开关前,滑动变阻器滑片应打到最 端(填“左”或“右”)。
③实验过程中发现电压表示数变化不大,其可能的原因是 。(写出1条)
(3)另一同学提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案:如图乙连接电路,闭合开关S1,将开关S2接在a端,调节电阻箱R的阻值,记录多个电压表和电流表的示数,作出U﹣I图线,如图丙中图线1所示,图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。保持开关S1闭合,再将开关S2接在b端,调节电阻箱R的阻值,记录多个电压表和电流表的示数,作出U﹣I图线,如图丙中图线2所示,图线2与U轴和I轴的截距分别为U2和I2。从减小电表测量的系统误差角度,电动势的准确值为 ,内阻r的准确值为 。(U1,U2,I1,I2都为已知量)
【解答】解:(1)多用电表电压挡内阻远大于电源内阻,所以用多用电表电压挡可以粗测电源电动势。
而多用电表电流挡内阻与电源内阻相差不大,所以不能用多用电表电流挡粗测电源内阻。电源内阻太小,也不能用欧姆挡测量,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2)图甲中,为了使开关能控制电路(包括电表的读数),所以P点应连接在B点。
正确连接好电路甲,闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大,所以滑片应打到最右端。
电源的内阻太小,会造成电压表示数变化不大。
(3)开关S2接在a端,根据闭合电路的欧姆定律有:E=U+IrA+Ir
当电流为零时,由上式可得:E=U1
开关S2接在b端,根据闭合电路欧姆定律有:E=U+Ir
当电压为零时,由上式可得:E=I2r
所以内阻:
故答案为:(1)A;(2)B;右;电源的内阻太小;(3)U1;
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
专题17电学实验——2025届浙江省物理选考三年高考一年模拟
1. (2024 浙江)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱R(0~9999Ω)、一节干电池、微安表(量程0~300μA,零刻度在中间位置)、电容器C(2200μF,16V)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小
B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小
D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160μA时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 kΩ(计算结果保留两位有效数字)。
2. (2023 浙江)在“测量金属丝的电阻率”实验中
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与 (选填“﹣”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与 (选填“﹣”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过U﹣I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流Ig=300μA的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。则图像斜率k= mA m。若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表,需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
3. (2023 浙江)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2所示,其示数为 V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U﹣I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。(计算结果均保留两位小数)
4. (2022 浙江)(1)探究滑动变阻器的分压特性,采用图1所示的电路,探究滑片P从A移到B的过程中,负载电阻R两端的电压变化。
①图2为实验器材部分连线图,还需要 (选填af、bf、fd、fc、ce或cg)连线(多选)。
②图3所示电压表的示数为 V。
③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω,额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω,以R两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),得到U分压特性曲线为图4中的“I”;当R=100Ω,分压特性曲线对应图4中的 (选填“Ⅱ”或“Ⅲ”);则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 。
(2)两个相同的电流表G1和G2如图5所示连接,晃动G1表,当指针向左偏时,静止的G2表的指针也向左偏转,原因是 (多选)。
A.两表都是“发电机”
B.G1表是“发电机”,G2表是“电动机”
C.G1表和G2表之间存在互感现象
D.G1表产生的电流流入G2表,产生的安培力使G2表指针偏转
5. (2022 浙江)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出l图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20Ω”或“0~200Ω”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,电压表的指针位置如图3所示,量程为3V,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10﹣8m2,则合金丝甲的电阻率为 Ω m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的l图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
1. (2024 乐清市校级三模)用如图1所示电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9Ω)、R2(99999.9Ω)。
按电路图正确连接电路图后:将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值:断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。如图3是RM调节后面板。
(1)RN应选 ;
(2)根据电路图,请把图2中实物连线补充完整;
(3)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V(保留3位有效数字);
(4)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为 。(用RM、RN表示)
2. (2024 西湖区校级模拟)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20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度L= mm.
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙,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R,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)为了测量由两节干电池组的电动势和内阻,某同学设计了如图丁(a)所示的实验电路,其中R为电阻箱,定值电阻R0=3Ω为保护电阻,电压表为理想电表.
①某同学按如图丁(a)所示的电路图连接好电路.
②先断开开关S,将电阻箱的阻值调到最大,再闭合开关S,调节电阻箱,读取并记录电压表的示数及电阻箱的阻值,多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,为横坐标,画出的关系图线,如图丁(b)所示(该图线为一条直线).
③根据电路原理图推导和的函数关系, 。根据图线求得电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
④所测r测 r真,E测 E真(均填“大于”“等于”或“小于”)。
3. (2024 镇海区校级三模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻Rx代替R0,结果发现表针指在b位置,则Rx= ;(结果用R0表示)
(3)该同学为了研究力传感器的原理,查阅相关原理,发现力传感器内部的核心结构是如图戊所示的装置,四个电阻R1=R2=R3=R4贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力F时,弹性梁发生形变,引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变,引起电阻值大小发生变化,使输出的电压发生变化,把力学量转化为电学量。其电路简化图如图己所示。施加如图戊所示的外力F,若要ad两点输出的电压尽量大,则图己中A处电阻应为 (填“R2”或者“R4”)。
4. (2024 浙江模拟)为测量一未知电阻Rx的阻值。一实验小组设计的电路如图1所示,其中R0为定值电阻,电压表V1和V2的内阻较大。
(1)图2是已用导线连接的实物图,其中电压表V1与定值电阻R0连接的两根导线中应选择 (选填“①”、“②”)导线。闭合电键S前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“最左端”或“最右端”)。
(2)读取U1、U2的读数,描绘出U1﹣U2图线,如图3所示,若图线的斜率为k,则Rx阻值为 (选择字母k、R0表示)的。
(3)实验小组又设计了如图4所示的电路来测量同一未知电阻Rx的阻值,其中R′为电阻箱,下列说法正确的是 。
A.示数不清,但刻线清晰的电压表V2不能在本实验中使用
B.只要满足V2的指针有较大偏转,而其内阻对实验没有影响
C.S'打到1,观察V2示数,然后S'打到2,通过同时调节滑动变阻器R和电阻箱R',使V2示数不变
经过正确实验操作,测得的阻值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图1电路测得的阻值,产生误差的原因是图1电路不能准确确定电阻Rx (选填“两端的电压”或“通过的电流”)。
5. (2024 温州二模)滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有:
两节干电池(电动势为3V,内阻为r),电流表(量程为0.6A,内阻为0.8Ω),电阻箱R(0~999.9Ω),待测滑动变阻器(总匝数120匝,匝数清晰可数),开关及导线若干。
器材按图1连接,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关,调节电阻箱至合适阻值并保持不变,移动待测滑动变阻器的滑片,多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数n和相应电流表的读数I。作出图像,如图2所示。
(1)用螺旋测微器测量滑动变阻器电阻丝的直径如图3所示,电阻丝直径d= mm;
(2)某次测量时,电流表指针位置如图4所示,读数I= A;
(3)已知待测变阻器螺线管的直径D=3.15cm,则待测变阻器电阻丝电阻率为 Ω m(结果保留2位有效数字);
(4)若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为4.0Ω,则两节干电池串联的总内阻r= Ω(结果保留2位有效数字);
(5)实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,则测得的电阻率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
6. (2024 温州三模)(1)某实验小组通过测量矿泉水的电阻率,来分析其内矿物质含量。用多用电表的欧姆挡直接测量矿泉水的电阻,进而得到电阻率。多用电表测电阻时,下列说法中正确的是 ;
A.测量时电流从“+”插孔流出电表,从“﹣”插孔流回电表
B.若不能估计被测电阻大小,可先用中等倍率试测
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20和30正中间,则测量值小于25Ω
(2)取截面积12.5cm2,厚度不计的两铜板A、B,安装在针筒内两端紧密贴合。铜板A在靠近针嘴处固定,导线从针嘴里引出,铜板B固定在活塞上可随活塞一起运动,导线从活塞上端引出(不影响活塞的密封性)。针筒最上方靠近针嘴处有一小孔P用于液体的加入和气体排除。实验步骤如下:
①按如图1电路图连接好电路;
②用另一针筒从小孔P处推入适量的该品牌矿泉水,使活塞静置于90ml处;小刚同学发现测量水的电阻时,阻值会逐渐增加,猜测由水电解引起。查阅资料后,电源使用如图2所示的交流电供电可抑制电解的影响,该交流电电压的有效值为 V;
③将变阻箱打到1944Ω,输入如图2所示的交变电流,闭合开关,用数字多用表的交流电压挡测得电压为0.900V,此时针筒内水的阻值是 Ω;
④向左缓慢推动活塞,处于50ml时,矿泉水恰好未漫出P小孔。继续推动活塞处于40ml、30ml,…,记录相应数据。该矿泉水的电阻率为 Ω m(此结果保留3位有效数字)。
7. (2024 嘉兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中,
(1)下列操作正确的是 ;(多选)
A.每次转动选择开关前都需进行机械调零
B.每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零
C.测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡
(2)选用“直流2.5V挡”测量小灯泡两端电压时,指针位置如图1所示,则其读数为 V。
(3)小飞按如图2所示连接电路,闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路,于是选择多用电表某一挡位,将表笔一始终接触图中A点,表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置。则表笔一应是 表笔(选填“红”或“黑”),所选电表挡位是 。
A.直流10V挡
B.直流10mA挡
C.交流10V挡
D.电阻“×10”挡
8. (2024 金华二模)某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率,设计了如下的实验。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,测得其直径D= mm。
(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡,进行欧姆调零后测量,指针静止时位置如图乙所示,此测量值为 Ω。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻Rx,实验室提供了下列器材:
A.电流表A1(量程500μA,内阻r1=1kΩ)
B.电流表A2(量程10mA,内阻r2约为0.1Ω)
C.滑动变阻器R1(0~500Ω,额定电流0.5A)
D.滑动变阻器R2(0~10Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω)
F.电源(电动势3.0V,内阻约0.2Ω)
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于 端(选填“最左”、“最右”或“居中”)。由于没有电压表,需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表,则电阻箱的阻值R= Ω。滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”)。
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,测得电阻丝接入电路的长度为L,则电阻丝的电阻率ρ= (用题中所给或所测得的物理量的符号表示)。
9. (2024 镇海区校级模拟)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图 ,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻Rx代替R0,结果发现表针指在b位置,则Rx= Ω;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω,2、3之间的电阻为10Ω,1、3之间的电阻为15Ω,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可) 。
10. (2024 镇海区校级模拟)电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下:
电容器C(额定电压10V,电容标识不清);
电源E(电动势12V,内阻不计);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
电阻箱R2(阻值0~9999.9Ω);
电压表V(量程15V,内阻较大);
开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1、断开开关S2,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器R1的滑片应向 端滑动(选填“a”或“b”)。
(2)当电压表的示数为U1=3V时,调节R2的阻值,闭合开关S2,通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像;保持R2的阻值不变,断开开关S1,得到电容器放电过程电流随时间变化的图像,图像如图乙所示。测得I1=6mA,则R2= Ω。
(3)重复上述实验,得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像,利用面积法可以得到电容器电荷量的大小,测出不同电压下电容器所带的电荷量如表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 3 4 5 6 7 8
Q/×10﹣3C 0.14 0.19 0.24 0.30 0.33 0.38
请在图丙中画出U﹣Q图像,并利用图像求出电容器的电容为 F。(结果保留两位有效数字)
11. (2024 浙江模拟)某同学为研究某种金属导线的电阻率,用图甲电路进行实验,金属导线的长度可以通过导线上的滑动头调节,滑动头有一定的电阻,但阻值未知。
(1)请以笔代线,将未连接的导线在图乙中补齐。
(2)实验室准备了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)两种滑动变阻器,用R1、R2分别实验,以电压表的读数U为纵轴,以为横轴(x为图甲中AP长度,L为AB长度),得到图像如图丙,其中选用R1时对应的图线应为 (选填“m”或“n”);
(3)在用螺旋测微器测量金属导线的直径如图丁所示,则该导线的直径为 mm;
(4)在多次调节滑动头改变金属导线的长度l,并测量出不同长度时的电阻值Rx,作Rx﹣l图(图戊),根据图像可求出该金属导线的电阻率为 Ω m(计算结果保留两位有效数字)。
12. (2024 绍兴二模)如图1所示是小明设计的测量纯净水电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)的电路图,已知圆柱形容器中水的长度为L、横截面积为S,电压表V1的内阻为RV,某次实验中电压表V1和V2的读数分别为U1、U2,电阻箱的示数如图2所示,则电阻箱的阻值为 Ω,纯净水的电导率为 (用相关字母表示),不合格纯净水的电导率会 (选填“偏大”或“偏小”)。
13. (2024 下城区校级模拟)利用一段阻值约为5Ω的康铜电阻丝,测定康铜材料的电阻率。
(1)如图1,用螺旋测微器测量电阻丝直径,其读数为 mm;
(2)现有电源(3V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),电压表(0~3V,内阻约3kΩ),开关和导线若干,电流表有两个量程:电流表:0~0.6A,内阻约0.125Ω;0~3A,内阻约0.025Ω;为减小测量误差,在实验中电流表量程应选用0~ A;实验电路应采用图2中的 (“甲”或“乙”);
(3)实验测得以下数据:电压表示数为U,电流表示数为I,电阻丝长度为l、直径为d,则电阻率表达式为ρ= ;
(4)图3为实验所用的电流表和电压表的表头,可认为其误差为最小刻度的一半。金属材料的电阻率与温度有关,关系式为ρ=(1+at)ρ0。其中,a称为温度系数,t为摄氏温度,ρ0为该金属0℃时的电阻率,康铜的温度系数a=1.6×10﹣5℃﹣1。由此可以判断,对康铜电阻率测量值影响更大的是 。(选填“电表读数误差”或“温度”)
14. (2024 杭州二模)某同学为测量一节干电池的电动势和内阻,准备了以下器材:
A.电压表V(量程为3V,内阻约5kΩ)
B.电流表G(量程为10mA,内阻RG=90Ω)
C.滑动变阻器R1(阻值范围为0~50Ω,额定电流为1A)
D.滑动变阻器R2(阻值范围为0~1000Ω,额定电流为0.02A)
E.定值电阻R3=10Ω
F.待测干电池、开关与若干导线
(1)为了尽可能精确地测量,同时操作方便,实验中应选用的滑动变阻器为 (选填“R1”或者“R2';),选用的电路是下图中的 。
(2)利用(1)中所选电路进行实验测得数据,以电流表G的读数为横坐标,以电压表V的读数为纵坐标,描出如图所示的点,由此可求出电源的电动势E= V,电源的内阻r= Ω(均保留两位有效数字)。
15. (2024 宁波模拟)某同学买了一卷铜导线,想在不拆散导线卷情况下,测定带卷铜导线的长度。
(1)该同学剥去导线末端的少许绝缘皮,用螺旋测微器测铜导线直径,如图(a)所示,该铜导线直径为 mm。
(2)该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻R ,电路图如图(b),其中R1=0.6Ω,R2=100Ω,G为灵敏电流计,R3为电阻箱,电路其余部分电阻均不计。
①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于 端(填“A”或“B”);
②闭合开关并移动变阻器滑片,发现电流计有示数。调节电阻箱,使电流计指针稳定指向中央零刻度线,此时电阻箱阻值如图(c),则该卷铜导线的电阻为 Ω;
③已知铜导线的电阻率为1.78×10﹣8Ω m,该同学测得导线的实际长度为 m(π取3.14,保留一位小数)。
16. (2024 金东区校级模拟)科技实践小组的同学们应用所学电路知识,对“一抽到底”的纸巾盒进行改装,使纸巾剩余量可视化。
同学们使用的器材有:电源(E=1.5V,内阻不计)、定值电阻(R0=6Ω)、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
(1)用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针的偏转角度很大,因此需选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,并需 (填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图所示,测量结果为 Ω。
(2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边,截取一段导线固定在挡板C,并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动,请完成图电路连接。
(3)不计多用电表内阻,多用电表应该把选择开关打在“mA挡”,量程为 (选填“2.5”、“25”或“250”)。
(4)将以上装置调试完毕并固定好,便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度,设铅笔芯总电阻为R,总长度为L,不计多用电表内阻,则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I= (用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来,并进行标识,从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
17. (2024 嘉兴一模)某兴趣小组想测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)小王想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻,下列说法正确的是 (单选);
A.多用电表可以粗测电动势,不能粗测内阻
B.多用电表可以粗测内阻,不能粗测电动势
C.多用电表可以粗测电动势和内阻
D.多用电表既不可粗测电动势,也不可粗测内阻
(2)其他同学从实验室找来了以下器材:
A.量程0 3V 15V的电压表
B.量程0 0.6A 3A的电流表
C.滑动变阻器R1(0 10Ω)
D.开关、导线若干
①连接电路如图甲所示,P点应连接在 (填“A”或“B”)点。
②选择合适量程的器材,正确连接好电路甲,闭合开关前,滑动变阻器滑片应打到最 端(填“左”或“右”)。
③实验过程中发现电压表示数变化不大,其可能的原因是 。(写出1条)
(3)另一同学提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案:如图乙连接电路,闭合开关S1,将开关S2接在a端,调节电阻箱R的阻值,记录多个电压表和电流表的示数,作出U﹣I图线,如图丙中图线1所示,图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。保持开关S1闭合,再将开关S2接在b端,调节电阻箱R的阻值,记录多个电压表和电流表的示数,作出U﹣I图线,如图丙中图线2所示,图线2与U轴和I轴的截距分别为U2和I2。从减小电表测量的系统误差角度,电动势的准确值为 ,内阻r的准确值为 。(U1,U2,I1,I2都为已知量)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)