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高考物理一轮复习 电学实验
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 杨浦区校级期末)在做“观察电容器的充、放电现象”实验时,先将开关S拨到位置1,一段时间后再拨到位置2。在此过程中,根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的u﹣t和i﹣t图线可能为( )
A. B.
C. D.
2.(2025 义乌市三模)如图的电路广泛的存在于收音机、电子琴等用电器中,如果我们在电路左侧的输入端输入正弦交流电,在AB端和CD端分别用示波器监测电路的输出信号。下列同学对示波器监测到的信号判断正确的是( )
A.电路正常工作时,AB端监测到的信号图样如丁所示,CD端监测到的信号图样如甲所示
B.电路正常工作时,AB端监测到的信号图样如乙所示,CD端监测到的信号图样如丙所示
C.如果电路中的某个二极管虚焊断路,AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示
D.改变电感的自感系数和电容器的电容都可以改变CD端输出信号的频率
3.(2025 长春四模)某学生在练习使用多用电表之前,她认真分析了欧姆表的原理电路图(见图甲)。她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示,下列说法中错误的是( )
A.图1中多用电表选择开关应该是直流电压挡
B.图2中多用电表选择开关应该是直流电流挡
C.图3中多用电表测二极管电阻时,指针几乎不偏转
D.图4中多用电表选用欧姆挡,可以给电容器充电
4.(2025春 如皋市校级期末)下列关于电阻表的使用和操作正确的是( )
A.用多用电表测量不同的电阻R时,均需要重新欧姆调零
B.电阻表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,为了提高测量精度,应换用“×10”挡,重新欧姆调零后再测量
C.若用多用电表电阻挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,可知该二极管的正极为A端
D.多用电表用完后,将红黑表笔拔出即可
5.(2025 江苏模拟)小明用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验,变压器两个线圈的导线粗细不同,他将原线圈接在学生电源上,分别测量原、副线圈的电压,下列说法中正确的是( )
A.匝数较少线圈是用较细的铜导线绕制的
B.原线圈的匝数必须比副线圈的匝数多
C.线圈的电压可用多用电表直流电压挡测量
D.实验发现原、副线圈的电压比略大于匝数比
6.(2025春 海淀区期末)某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻,他们设计了四种实验方案,分别用到如下器材组合,其中无法达成实验目的的是( )
A.一个电流表和多个定值电阻
B.一个电压表和多个定值电阻
C.两个电流表和一个滑动变阻器
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
7.(2025 朝阳区模拟)用多用电表的直流电压挡直接测量一节干电池两端的电压,把测量值作为电动势。下列说法正确的是( )
A.由于系统误差,该测量值大于真实值
B.电压表的内阻较大时,系统误差较大
C.干电池的内阻较大时,系统误差较大
8.(2025春 江阴市期中)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,只做以下改变,一定会增大图中电流表指针偏转角度的是( )
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大图中位置磁铁运动速度
C.将导线从接线柱G0(内阻约100Ω)移接至接线柱G1(内阻约2400Ω)
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 成都模拟)在探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验中,可拆变压器如图(a)所示,原线圈有四个接线柱,副线圈有三个接线柱,其简化图如图(b)所示。某同学将正弦交流电源接在原线圈“0”和“1400”两个接线柱上,用交流电压表先测量原线圈各接线柱间的电压,再测量副线圈各接线柱间的电压,将测得的电压U与对应匝数n中的部分数据描绘在U﹣n图上。分析发现数据点大致分布在过原点的直线Ⅰ与直线Ⅱ上,如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A.直线Ⅰ对应为原线圈测得的电压与匝数关系
B.直线Ⅰ斜率比直线Ⅱ斜率大的原因可能是铁芯漏磁
C.电源输出电压的最大值约为14V
D.仅增大电源输出电压,直线Ⅰ与直线Ⅱ的斜率均减小
(多选)10.(2025春 重庆校级月考)经过10多年的不懈努力,法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,一个线圈A连接电池与电键S,另一线圈B闭合并在其中一段直导线下方行放置小磁针,小磁针静止时N极指向北方如图所示。利用此实验装置,下列说法正确的是( )
A.当合上电键S后,小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止
B.电键S断开和闭合的瞬间,小磁针偏转的方向不一样
C.将线圈B的匝数增多,合上电键S的瞬间,小磁针抖动得更厉害
D.电池由1节换为2节,保持电键S闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大
(多选)11.(2025 河南二模)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它的反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化。此外,由于它与计算机相连,还能显示出电流i随时间t变化的图像。如图1所示,电源的电动势为8.0V,单刀双掷开关先接通电键“1”,待电流传感器的示数为0后,再接通“2”,电容器放电的i﹣t图像如图2所示,图线与坐标轴所围约40小格,则( )
A.电容器的放电量约为3.2×10﹣3C
B.电容器的电容约为4.0×10﹣4F
C.其他条件不变,只将电阻换成另一个阻值较小的电阻,充电时间将变短
D.其他条件不变,只将电容器换成另一个电容较大的电容器,则得到的i﹣t图线与坐标轴所围成的面积不变
(多选)12.(2024秋 温州期末)下列说法正确的是( )
A.用多用电表测量电阻时,若指针偏角过大,应换成倍率较小的挡位
B.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,需调节斜槽末端水平
C.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,去掉铁芯不影响实验结果
D.在“测定金属丝的电阻率”实验中,可用螺旋测微器测量金属丝长度来提高实验精度
三.填空题(共4小题)
13.(2025 郴州二模)在“练习使用多用电表”的实验中,用直流电压挡测量小灯泡的电压时需将多用电表与小灯泡 (填“串联”或“并联”);在用欧姆挡测电阻时,选挡之后还应该进行 (填“欧姆调零”或“机械调零”)。
14.(2025春 杨浦区校级期末)为测量某家用电器内电池的电动势和内阻,小何同学将电阻箱R和阻值为1.0Ω的定值电阻R0串联后接在该电池的两端,如图所示。当电阻箱阻值为1.0Ω时电压表读数为6.4V;电阻箱阻值为6.5Ω时电压表读数为7.5V。则该电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
15.(2025 通州区一模)按要求完成填空。
(1)某同学用多用表的欧姆挡测量一个未知电阻的阻值。由于第一次将欧姆挡的选择开关置于“×10”时,发现指针偏转角度过小。此时,应将选择开关置于 (选填“×100”或“×1”),进行欧姆调零后再进行测量。
(2)另一同学利用如图所示的伏安法测一个未知电阻的阻值。将电压表左端接a,当右端接b时,测得的数据是U1=2.90V、I1=4.00mA;当右端接c时,测得的数据是U2=3.00V、I2=3.00mA。由此可知,为使测量误差小些,电压表右端应接在 (选填“b”或“c”)点。
16.(2025 思明区校级三模)(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该金属棒的直径d= mm,金属棒的长度为L= cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图(c)所示,则金属棒的阻值约为 Ω。
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 宜兴市期末)如图所示,画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1kΩ,电流表的内阻为0.1Ω,被测导体R的真实电阻为80.0Ω。测量时,把电压表示数和电流表示数之比作为电阻的测量值。求:
(1)如果不考虑实验中的偶然误差,按甲、乙电路进行实验,得到的电阻测量值各是多少?
(2)你能从中得出什么结论?
18.(2025 银川校级一模)将内阻为Rg=30Ω,满偏电流为Ig=1mA的电流表改装为量程为0 3V的电压表,需要 (填“串联”或“并联”)阻值为 Ω的电阻.如两电压表由相同的电流表改装而成,量程分别为0 3V和0 15V,将两电压表串联在一起测某电阻两端电压,两表指针的偏角 (填“相同”或“不同”).
19.(2024 宝山区模拟)如图是“探究感应电流产生的条件”实验器材和部分连接线路。
(1)在给出的图中,用笔线作为导线完成实验器材的连接(导线不能交叉),在闭合电键S前,滑动变阻器滑片P应置于使滑动变阻器接入电阻 (选择:A.最大、B.最小)的位置。
(2)合上电键S后,若线圈A内部磁场的磁感应强度方向向下,则从上往下看环绕线圈A的电流方向为 方向(选择:A.顺时针、B.逆时针);若将线圈A插入线圈B内部,则在这一过程中穿过线圈B的磁通量 (选择:A.增加、B.不变、C.减少)
(3)在完成实验器材正确连接的情况下,下列能产生感应电流的办法是 。(多选)
A.闭合电键S瞬间
B.断开电键S后,移动变阻器滑片P
C.闭合电键S后,移动变阻器滑片P
D.闭合电键S后,以线圈A为轴转动线圈B
20.(2024 市中区校级模拟)在山东省实验中学西校区举办的科技节上,高二58班物理实验小组设计了如图甲、乙所示的两个电路测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)若已知电流计(量程0~10mA,内阻51Ω),要将电流计改装成量程为3V的电压表,应将电阻箱R接入电路的电阻值调为R1= Ω;
(2)请根据电路图甲将图1中实物连接完整。
(3)若图乙中电压表内阻RV已知,实验小组利用U﹣I图线对数据进行了处理,得到如图2所示的图象,图象截距已知。则电源电动势的真实值为 。
高考物理一轮复习 电学实验
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 杨浦区校级期末)在做“观察电容器的充、放电现象”实验时,先将开关S拨到位置1,一段时间后再拨到位置2。在此过程中,根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的u﹣t和i﹣t图线可能为( )
A. B.
C. D.
【考点】观察电容器及其充、放电现象.
【专题】信息给予题;定性思想;推理法;交流电专题;理解能力.
【答案】A
【分析】开关S拨到位置1,电容器充电,根据电容器充电时,充电电流与电容器两端的电压的变化进行分析;
开关S拨到位置2,电容器放电,根据电容器放电时,放电电流与电容器两端的电压的变化进行分析。
【解答】解:开关S拨到位置1,电容器充电,电流传感器中的电流从最大值开始减小,电压传感器中的电压从0开始增大,且随着电压增大,电流减小的越来越慢;
开关S拨到位置2,电容器放电,此时电流传感器中的电流从最大值开始减小,电压传感器中的电压从最大值开始减小,且随着电压减小,电流减小的越来越慢;
充电电流与放电电流方向相反,充电时与放电时都是电容器右边极板是正极板;
综上分析可知,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电容器充电和放电时,电流和电压随时间的变化关系,基础题。
2.(2025 义乌市三模)如图的电路广泛的存在于收音机、电子琴等用电器中,如果我们在电路左侧的输入端输入正弦交流电,在AB端和CD端分别用示波器监测电路的输出信号。下列同学对示波器监测到的信号判断正确的是( )
A.电路正常工作时,AB端监测到的信号图样如丁所示,CD端监测到的信号图样如甲所示
B.电路正常工作时,AB端监测到的信号图样如乙所示,CD端监测到的信号图样如丙所示
C.如果电路中的某个二极管虚焊断路,AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示
D.改变电感的自感系数和电容器的电容都可以改变CD端输出信号的频率
【考点】观察电容器及其充、放电现象.
【专题】定性思想;推理法;交流电专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据二极管的单向导电性和自感线圈、电容器在交流电路中的作用进行分析解答。
【解答】解:AB.根据二极管的单向导电性结合线圈的自感作用、电容器滤波作用可知,当电路正常工作时,AB端监测到的信号图样如图甲所示,CD端监测到的信号图样是如图丁所示,故AB错误;
C.如果电路中的某个二极管虚焊断路,则该二极管会失去相应的整流作用,会导致部分波形缺失,则AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示,故C正确;
D.此电路不是LC振荡电路,改变电感的自感系数和电容器的电容,不可以改变CD端输出信号的频率,故D错误。
故选:C。
【点评】考查二极管的单向导电性和自感线圈、电容器在交流电路中的作用,会根据题意进行准确分析解答。
3.(2025 长春四模)某学生在练习使用多用电表之前,她认真分析了欧姆表的原理电路图(见图甲)。她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示,下列说法中错误的是( )
A.图1中多用电表选择开关应该是直流电压挡
B.图2中多用电表选择开关应该是直流电流挡
C.图3中多用电表测二极管电阻时,指针几乎不偏转
D.图4中多用电表选用欧姆挡,可以给电容器充电
【考点】练习使用多用电表(实验).
【专题】实验题;实验探究题;定性思想;图析法;恒定电流专题.
【答案】C
【分析】用多用电表测电阻时多用电表两表笔与待测电路并联;
用多用电表测电流时多用电表要串联在电路中;
欧姆表内置电源与黑表笔相连附近与红表笔相连,二极管正向偏压时电阻很小;
把欧姆表两表笔与电容器两极板相连,可以给电容器充电。
【解答】解:A、由图1所示可知,多用电表并联在灯泡两端,多用电表测灯泡两端电压,选择开关应该是直流电压挡,故A正确;
B、由图2所示可知,多用电表串联在电路中,多用电表测电路电流,多用电表选择开关是直流电流挡,故B正确;
C、由图3所示,二极管正向偏压,二极管正向偏压电阻很小,欧姆表指针偏角很大,故C错误;
D、多用电表选择欧姆挡,由图4可知,欧姆表的内置电源给电容器充电,故D正确;
本题选错误的,故选:C。
【点评】本题考查了多用电表的使用,知道电压表、电流表、欧姆表的结构是解题的前提,分析清楚图示电路图即可解题。
4.(2025春 如皋市校级期末)下列关于电阻表的使用和操作正确的是( )
A.用多用电表测量不同的电阻R时,均需要重新欧姆调零
B.电阻表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,为了提高测量精度,应换用“×10”挡,重新欧姆调零后再测量
C.若用多用电表电阻挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,可知该二极管的正极为A端
D.多用电表用完后,将红黑表笔拔出即可
【考点】练习使用多用电表(实验).
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】ABD.根据多用表测电阻的正确操作分析作答;
C.电流从二极管正极流入,二极管导通,正向电阻小,电流从二极管负极流入,二极管截止,反向电阻很大;欧姆表的内部电流从黑表笔流出,黑表笔插“﹣”插孔,据此分析作答。
【解答】解:A.用多用电表测量不同的电阻R时,若不需要换挡,则不需重新进行欧姆调零,故A错误;
B.电阻表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转角度小,欧姆表指针对应示数大,为了提高测量精度,应换用“×1K”挡,重新欧姆调零后再测量,故B错误;
C.用多用电表电阻挡测量某晶体二极管,电流从二极管正极流入,二极管导通,正向电阻小,电流从二极管负极流入,二极管截止,反向电阻很大;欧姆表的内部电流从黑表笔流出,黑表笔插“﹣”插孔,因此二极管的正极为A端,故C正确;
D.多用电表用完后,应将选择开关置于交流电压最高挡或者“OFF“位置,长期不用应取下内部电池,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了多用表侧电阻的正确操作;知道电流从二极管正极流入二极管导通,正向电阻向,知道欧姆表的内部电流从黑表笔流出,黑表笔插“﹣”插孔是解题的关键。
5.(2025 江苏模拟)小明用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验,变压器两个线圈的导线粗细不同,他将原线圈接在学生电源上,分别测量原、副线圈的电压,下列说法中正确的是( )
A.匝数较少线圈是用较细的铜导线绕制的
B.原线圈的匝数必须比副线圈的匝数多
C.线圈的电压可用多用电表直流电压挡测量
D.实验发现原、副线圈的电压比略大于匝数比
【考点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系.
【专题】定性思想;推理法;交流电专题;实验探究能力.
【答案】D
【分析】根据变压器的工作原理和原副线圈两端的电学物理量的关系,结合电阻定律分析出导线的金属;考虑到实际变压器有功率损失,从而分析出电压比和匝数比的关系。
【解答】解:A、根据变压器变压以及变流规律可知匝数较少的线圈电压较小,电流较大,为了减小功率损失,根据电阻定律可知应选用较粗的铜导线绕制,故A错误;
B、原、副线圈的匝数大小关系没有要求,故B错误;
C、变压器的工作原理为互感作用,所以在原副线圈中的电压均为交流电压,测量原副线圈的电压必须用交流电压表,故C错误;
D、由于所用变压器并非理想变压器,存在功率损失,所以实验发现原副线圈的电压比大于匝数比,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查了变压器的相关应用,理解变压器的工作原理,结合变压器两端的电学物理量与匝数比的关系即可完成分析。
6.(2025春 海淀区期末)某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻,他们设计了四种实验方案,分别用到如下器材组合,其中无法达成实验目的的是( )
A.一个电流表和多个定值电阻
B.一个电压表和多个定值电阻
C.两个电流表和一个滑动变阻器
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
【考点】测量普通电源的电动势和内阻;用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据闭合电路欧姆定律,结合伏安法以及滑动变阻器的特点分析求解。
【解答】解:A.由闭合电路欧姆定律:E=I(R+r)知一个电流表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻,故A正确;
B.由闭合电路欧姆定律:知一个电压表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻,故B正确;
C.因不能读出滑动变阻器的阻值,故C错误。
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器属于用伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材,故D正确。
本题选选无法达成实验目的的,故选:C。
【点评】本题考查了测量一节干电池的电动势和内阻的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
7.(2025 朝阳区模拟)用多用电表的直流电压挡直接测量一节干电池两端的电压,把测量值作为电动势。下列说法正确的是( )
A.由于系统误差,该测量值大于真实值
B.电压表的内阻较大时,系统误差较大
C.干电池的内阻较大时,系统误差较大
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】C
【分析】根据欧姆定律和闭合电路的欧姆定律求解路端电压与电动势的关系,然后作答;
【解答】解:用多用电表的直流电压挡直接测量一节干电池两端的电压,根据欧姆定律有:
从以上表达式可知,由于电压表内阻RV不是无穷大,则测量值小于真实值。当电压表的内阻较大时,系统误差较小,干电池的内阻较大时,系统误差较大,故AB错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了测量电阻的实验,要明确实验原理,理解欧姆定律和闭合电路欧姆定律的运用,能够正确分析实验误差。
8.(2025春 江阴市期中)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,只做以下改变,一定会增大图中电流表指针偏转角度的是( )
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大图中位置磁铁运动速度
C.将导线从接线柱G0(内阻约100Ω)移接至接线柱G1(内阻约2400Ω)
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
【考点】研究电磁感应现象.
【专题】实验题;定量思想;推理法;电磁感应与电路结合;推理论证能力.
【答案】B
【分析】根据磁通量的变化率与感应电动势的关系,结合法拉第电磁感应定律以及电流表指针的偏转情况分析求解。
【解答】解:A、磁铁静止,向上移动线圈,虽然改变了线圈与磁铁的相对位置,但不一定能增大磁通量的变化率,也就不一定会增大感应电流,故A错误。
B、增大图中位置磁铁运动速度,会使磁通量的变化率增大,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势增大,在电路电阻不变的情况下,感应电流增大,一定会增大电流表指针偏转角度,故B正确。
C、将导线从接线柱G0(内阻约100Ω)移接至接线柱G1(内阻约2400Ω),只是改变了电路的内阻,并没有改变磁通量的变化率,感应电动势不变,根据欧姆定律,电阻增大,感应电流减小,电流表指针偏转角度减小,故C错误。
D、将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外,对原电路的磁通量变化率没有影响,感应电流不变,电流表指针偏转角度不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了影响感应电流方向的因素实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 成都模拟)在探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验中,可拆变压器如图(a)所示,原线圈有四个接线柱,副线圈有三个接线柱,其简化图如图(b)所示。某同学将正弦交流电源接在原线圈“0”和“1400”两个接线柱上,用交流电压表先测量原线圈各接线柱间的电压,再测量副线圈各接线柱间的电压,将测得的电压U与对应匝数n中的部分数据描绘在U﹣n图上。分析发现数据点大致分布在过原点的直线Ⅰ与直线Ⅱ上,如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A.直线Ⅰ对应为原线圈测得的电压与匝数关系
B.直线Ⅰ斜率比直线Ⅱ斜率大的原因可能是铁芯漏磁
C.电源输出电压的最大值约为14V
D.仅增大电源输出电压,直线Ⅰ与直线Ⅱ的斜率均减小
【考点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系.
【专题】定量思想;推理法;交流电专题;推理论证能力.
【答案】AB
【分析】根据图(c)中的U﹣n关系图,直线Ⅰ的斜率比直线Ⅱ的斜率大,结合有效值和最大值的关系,以及仅增大电源输出电压,不会改变线圈的匝数比分析求解。
【解答】解:A、根据图(c)中的U﹣n关系图,由于原线圈的匝数较多,且电源接在“0”和“1400”两个接线柱上,因此直线Ⅰ对应的应该是原线圈的电压与匝数关系,而直线Ⅱ对应的才是副线圈的电压与匝数关系,故A错误;
B、直线Ⅰ的斜率比直线Ⅱ的斜率大,这意味着在相同的匝数下,副线圈的电压更低。这可能是由于铁芯漏磁导致的能量损失,使得副线圈的实际电压低于理论值,故B正确;
C、计算电源输出电压的最大值 从图(c)中可以看出,当n=800时,对应的电压约为8V,故n=1400时,电压为14V,由于这是有效值,最大值为倍的有效值,即14V,故C错误;
D、仅增大电源输出电压,不会改变线圈的匝数比,因此直线Ⅰ和直线Ⅱ的斜率均不会减小,故D错误;
故选:AB。
【点评】本题考查了探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
(多选)10.(2025春 重庆校级月考)经过10多年的不懈努力,法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,一个线圈A连接电池与电键S,另一线圈B闭合并在其中一段直导线下方行放置小磁针,小磁针静止时N极指向北方如图所示。利用此实验装置,下列说法正确的是( )
A.当合上电键S后,小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止
B.电键S断开和闭合的瞬间,小磁针偏转的方向不一样
C.将线圈B的匝数增多,合上电键S的瞬间,小磁针抖动得更厉害
D.电池由1节换为2节,保持电键S闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大
【考点】研究电磁感应现象;变压器的构造与原理.
【专题】定性思想;推理法;电磁感应与电路结合;推理论证能力.
【答案】ABC
【分析】根据不同情况下磁通量的变化,结合变压器原理以及感应电流的产生条件分析求解。
【解答】解:A.合上电键A的瞬间,A线圈突然通电,导致B线圈的磁通量发生变化,B线圈产生感应电流,小磁针发生偏转;
但A线圈通电电流达稳定后,B线圈的磁通量不发生变化,B线圈无感应电流,小磁针最终又回到原来位置静止,故A正确。
B.电键S断开和闭合的瞬间,B线圈产生的感应电流方向相反,所以小磁针偏转的方向也相反,故B正确。
C.将线圈B的匝数增多,合上电键S的瞬间,根据变压器电流与匝数比的关系,线圈B上产生的感应电流的电流强度更大,小磁针抖动得更厉害,故C正确。
D.电池由1节换为2节,保持电键S闭合一段时间后,由于A线圈通电电流强度不变,B线圈的磁通量不变,B线圈没有产生感应电流,故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题考查了电磁感应相关知识,理解感应电流的产生条件是解决此类问题的关键。
(多选)11.(2025 河南二模)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它的反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化。此外,由于它与计算机相连,还能显示出电流i随时间t变化的图像。如图1所示,电源的电动势为8.0V,单刀双掷开关先接通电键“1”,待电流传感器的示数为0后,再接通“2”,电容器放电的i﹣t图像如图2所示,图线与坐标轴所围约40小格,则( )
A.电容器的放电量约为3.2×10﹣3C
B.电容器的电容约为4.0×10﹣4F
C.其他条件不变,只将电阻换成另一个阻值较小的电阻,充电时间将变短
D.其他条件不变,只将电容器换成另一个电容较大的电容器,则得到的i﹣t图线与坐标轴所围成的面积不变
【考点】观察电容器及其充、放电现象.
【专题】定量思想;推理法;电容器专题;推理论证能力.
【答案】ABC
【分析】根据i﹣t图像中图线与坐标轴所包围面积的物理意义计算;根据电容的定义式计算;根据i﹣t图像中图线与坐标轴所包围面积的物理意义结合电容定义式分析判断。
【解答】解:A.电容器在全部放电过程中释放的电荷量在数值上等于i﹣t图像中图线与坐标轴所包围的面积,则
Q=0.2×10﹣3×0.4×40C=3.2×10﹣3C
故A正确;
B.充电完毕后,电容器极板间电压等于电源电动势8.0V,根据电容定义式可得
故B正确;
C.其他条件不变,只将电阻换成另一个阻值较小的电阻,由闭合电路欧姆定律知,将开关掷向1时电容器开始充电的电流增大,则曲线与纵轴交点的位置将向上移动,而充电时曲线与横轴所围成的面积将不变,所以充电时间将变短,故C正确;
D.其他条件不变,只将电容器换成另一个电容较大的电容器,根据
可知充电时,电容器极板上电荷量将增大,则得到的i﹣t图线与坐标轴所围成的面积变大,故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题关键掌握i﹣t图像中图线与坐标轴所包围面积的物理意义。
(多选)12.(2024秋 温州期末)下列说法正确的是( )
A.用多用电表测量电阻时,若指针偏角过大,应换成倍率较小的挡位
B.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,需调节斜槽末端水平
C.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,去掉铁芯不影响实验结果
D.在“测定金属丝的电阻率”实验中,可用螺旋测微器测量金属丝长度来提高实验精度
【考点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系;电阻率及其影响因素;欧姆表的读数.
【专题】定性思想;推理法;交流电专题;推理论证能力.
【答案】AB
【分析】根据用多用电表测量电阻的正确操作分析作答;从保证小球离开斜槽后做平抛运动的角度分析作答;去掉铁芯,漏磁更加明显,据此分析作答;螺旋测微器的测量范围太小,应该使用游标卡尺。
【解答】解:A、用多用电表测量电阻时,若指针偏角过大,说明待测电阻阻值较小,应更换倍率较小的挡位,故A正确;
B、在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,为了保证小球离开斜槽后做平抛运动,需调节斜槽末端水平,故B正确;
C、在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,变压器的铁芯可以减少能量损失,去掉铁芯对实验结果有影响,故C错误;
D、在“测定金属丝的电阻率”实验中,可用游标卡尺测量金属丝的长度来提高实验精度,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了用多用电表测量电阻实验、“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验、“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验和“测定金属丝的电阻率”实验,涉及的知识点多,需要掌握实验的原理、正确操作和注意事项,对于这些基本实验要求熟练掌握。
三.填空题(共4小题)
13.(2025 郴州二模)在“练习使用多用电表”的实验中,用直流电压挡测量小灯泡的电压时需将多用电表与小灯泡 并联 (填“串联”或“并联”);在用欧姆挡测电阻时,选挡之后还应该进行 欧姆调零 (填“欧姆调零”或“机械调零”)。
【考点】练习使用多用电表(实验).
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】并联;欧姆调零。
【分析】用多用电表测电压多用电表应与被测电阻并联;欧姆表换挡后要进行欧姆调零。
【解答】解:用直流电压挡测量小灯泡的电压时需将多用电表与小灯泡并联;
在用欧姆挡测电阻时,选挡之后还应该进行欧姆调零。
故答案为:并联;欧姆调零。
【点评】本题考查了多用电表的使用,要掌握常用器材的使用方法与读数方法。
14.(2025春 杨浦区校级期末)为测量某家用电器内电池的电动势和内阻,小何同学将电阻箱R和阻值为1.0Ω的定值电阻R0串联后接在该电池的两端,如图所示。当电阻箱阻值为1.0Ω时电压表读数为6.4V;电阻箱阻值为6.5Ω时电压表读数为7.5V。则该电池的电动势为 8 V,内阻为 0.5 Ω。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】8;0.5。
【分析】根据闭合电路的欧姆定律,结合电阻箱不同电阻值时电压表的示数分析求解。
【解答】解:当电阻箱的电阻R=1Ω,电路中的电流
根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir
同理当电阻箱的电阻R′=6.5Ω
电路中的电流
因为E=U′+I′r
代入数据解得E=8V,r=0.5Ω
故答案为:8;0.5。
【点评】本题考查了测量某家用电器内电池的电动势和内阻的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
15.(2025 通州区一模)按要求完成填空。
(1)某同学用多用表的欧姆挡测量一个未知电阻的阻值。由于第一次将欧姆挡的选择开关置于“×10”时,发现指针偏转角度过小。此时,应将选择开关置于 ×100 (选填“×100”或“×1”),进行欧姆调零后再进行测量。
(2)另一同学利用如图所示的伏安法测一个未知电阻的阻值。将电压表左端接a,当右端接b时,测得的数据是U1=2.90V、I1=4.00mA;当右端接c时,测得的数据是U2=3.00V、I2=3.00mA。由此可知,为使测量误差小些,电压表右端应接在 c (选填“b”或“c”)点。
【考点】伏安法测电阻.
【专题】实验题;定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】(1)×100;(2)c。
【分析】(1)根据欧姆表的指针偏转过小,说明待测电阻阻值较大分析求解;
(2)根据电压表的分流作用明显,为使测量误差小些,应将电流表内接分析求解。
【解答】解:(1)欧姆表的指针偏转过小,说明待测电阻阻值较大,为了使测量尽量准确,应切换更大的倍率,即×100。
(2)根据
即电压表的分流作用明显,为使测量误差小些,应将电流表内接,即电压表右端应接在c点。
故答案为:(1)×100;(2)c。
【点评】本题考查了电学实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
16.(2025 思明区校级三模)(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该金属棒的直径d= 1.848 mm,金属棒的长度为L= 5.015 cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图(c)所示,则金属棒的阻值约为 700 Ω。
【考点】练习使用多用电表(实验);游标卡尺的使用与读数;螺旋测微器的使用与读数.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】(1)1.848;5.015;(2)700
【分析】(1)根据螺旋测微器及游标卡尺的精确度读数;
(2)根据指针位置及倍率读数。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为1.5mm+34.8×0.01mm=1.848mm
游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为50mm+3×0.05mm=5.015cm
(2)指针位于7的位置,读数诶700Ω
故答案为:(1)1.848;5.015;(2)700
【点评】本题考查仪器的读数,解题关键掌握读数的方法及原理。
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 宜兴市期末)如图所示,画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1kΩ,电流表的内阻为0.1Ω,被测导体R的真实电阻为80.0Ω。测量时,把电压表示数和电流表示数之比作为电阻的测量值。求:
(1)如果不考虑实验中的偶然误差,按甲、乙电路进行实验,得到的电阻测量值各是多少?
(2)你能从中得出什么结论?
【考点】伏安法测电阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】(1)如果不考虑实验中的偶然误差,按甲、乙电路进行实验,得到的电阻测量值各74.1Ω,80.1Ω;
(2)得出的结论如解析。
【分析】(1)根据电流表的内外接法的特点进行分析解答;
(2)根据误差的大小进行分析判断。
【解答】解:(1)不考虑实验中的偶然误差,甲图是电流表的外接法,得到的测量值为电压表和R的并联电阻总阻值,为R1Ω≈74.1Ω,乙图是电流表的内接法,得到的测量值为电流表和R的串联电阻总阻值,为R2=80.0Ω+0.1Ω=80.1Ω;
(2)通过电流表的内外接法的比较,两种接法都会产生误差,但是选择不同的接法误差大小不同,所以在用伏安法测电阻时要根据给定的条件选择合适的接法,让产生的误差尽量小些。
答:(1)如果不考虑实验中的偶然误差,按甲、乙电路进行实验,得到的电阻测量值各74.1Ω,80.1Ω;
(2)得出的结论如解析。
【点评】考查电流表的两种接法,目的是为了尽可能的将误差降至最低。
18.(2025 银川校级一模)将内阻为Rg=30Ω,满偏电流为Ig=1mA的电流表改装为量程为0 3V的电压表,需要 串联 (填“串联”或“并联”)阻值为 2970 Ω的电阻.如两电压表由相同的电流表改装而成,量程分别为0 3V和0 15V,将两电压表串联在一起测某电阻两端电压,两表指针的偏角 相同 (填“相同”或“不同”).
【考点】电表的改装和应用(实验).
【专题】实验题.
【答案】见试题解答内容
【分析】把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值;根据串联电路特点分析答题.
【解答】解:把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,
串联电阻阻值:RRg30=2970Ω;
如两电压表由相同的电流表改装而成,量程分别为0 3V和0 15V,
将两电压表串联在一起测某电阻两端电压,通过两表头的电流相等,两表指针的偏角相同.
故答案为:串联;2970;相同.
【点评】本题考查了电流表的改装,知道电表的改装原理是正确解题的关键,把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题.
19.(2024 宝山区模拟)如图是“探究感应电流产生的条件”实验器材和部分连接线路。
(1)在给出的图中,用笔线作为导线完成实验器材的连接(导线不能交叉),在闭合电键S前,滑动变阻器滑片P应置于使滑动变阻器接入电阻 A (选择:A.最大、B.最小)的位置。
(2)合上电键S后,若线圈A内部磁场的磁感应强度方向向下,则从上往下看环绕线圈A的电流方向为 A 方向(选择:A.顺时针、B.逆时针);若将线圈A插入线圈B内部,则在这一过程中穿过线圈B的磁通量 A (选择:A.增加、B.不变、C.减少)
(3)在完成实验器材正确连接的情况下,下列能产生感应电流的办法是 AC 。(多选)
A.闭合电键S瞬间
B.断开电键S后,移动变阻器滑片P
C.闭合电键S后,移动变阻器滑片P
D.闭合电键S后,以线圈A为轴转动线圈B
【考点】研究电磁感应现象.
【专题】定性思想;推理法;电磁感应与电路结合;实验探究能力.
【答案】(1)A;(2)A;A;(3)AC
【分析】(1)根据实验的要求连接实验器材。为保护电路,在闭合电键S前滑动变阻器滑片P应置于使滑动变阻器接入电阻最大的位置。
(2)根据安培定则判断线圈A的电流方向。根据线圈B所处磁场的强弱变化,判断磁通量变化。
(3)根据产生感应电流的条件分析解答。
【解答】(1)完成的实验器材连接如下图所示。
为保护电路,在闭合电键S前滑动变阻器滑片P应置于使滑动变阻器接入电阻最大的位置(故选择A)。
(2)根据安培定则判断,可知从上往下看环绕线圈A的电流方向为顺时针方向(故选择A)。
将线圈A插入线圈B内部,在这一过程中穿过线圈B的磁通量增加(故选择A)。
(3)A.闭合电键S瞬间,线圈A中电流突然增加,其产生的磁场的磁感应强度增大,则线圈B的磁通量增大,根据法拉第电磁感应定律,可知线圈B产生感应电流,故A正确;
B.断开电键S后,再移动变阻器滑片P,此时电路处于断开状态没有电流通过,不存在磁场,不能产生感应电流,故B错误;
C.闭合电键S后,再移动变阻器滑片P,线圈A中有变化的电流,产生变化的磁场,则线圈B的磁通量发生变化,能产生感应电流,故C正确;
D.闭合电键S后,以线圈A为轴转动线圈B,线圈B的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,故D错误。
故答案为:(1)A;(2)A;A;(3)AC
【点评】本题考查了电磁感应现象产生感应电流的条件。产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。
20.(2024 市中区校级模拟)在山东省实验中学西校区举办的科技节上,高二58班物理实验小组设计了如图甲、乙所示的两个电路测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)若已知电流计(量程0~10mA,内阻51Ω),要将电流计改装成量程为3V的电压表,应将电阻箱R接入电路的电阻值调为R1= 249 Ω;
(2)请根据电路图甲将图1中实物连接完整。
(3)若图乙中电压表内阻RV已知,实验小组利用U﹣I图线对数据进行了处理,得到如图2所示的图象,图象截距已知。则电源电动势的真实值为 。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】(1)249;(2)如图所示;(3)。
【分析】(1)根据电表改装的原理得出电阻的大小;
(2)根据电路图画出对应的实物连线图;
(3)根据闭合电路欧姆定律,结合图像的物理意义得出电动势的表达式。
【解答】解:(1)根据电表的改装原理可得:
Ig(Rg+R1)=I1
代入数据解得;R1=249Ω
(2)根据图甲的电路图,可得出实物连线图如图所示:
(3)考虑到电压表的分流作用,根据闭合电路欧姆定律可得:
整理可得:
结合图像的解析式
联立解得:E
故答案为:(1)249;(2)如图所示;(3)。
【点评】本题主要考查了电源电动势和内阻的测量实验,根据实验原理掌握正确的实验操作,结合闭合电路欧姆定律即可完成分析。
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