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提能专训(十四) 电学试验
时间：90分钟 满分：100分
试验题(本题共8小题，共100分)
1．(10分)关于多用电表的使用，请完成下列两题．
(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的试验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的挨次填写在下面的横线上．
a．将两表笔短接，调整P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔；
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔；
c．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×1 k”；
d．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”；
e．旋转S使其尖端对准沟通500 V挡，并拔出两表笔．
______________________________________________________.
依据如图所示的指针位置，此被测电阻的阻值约为________．
(2)下列关于使用多用电表欧姆挡测电阻的说法，正确的是( )
A．测量电阻时，假如指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，假如红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应当把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必需重新调零
答案：(1)c、a、b、e 30 kΩ (2)C
解析：(1)题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应当选择“×1 k”的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最终将S旋至指向沟通500 V挡，并拔出表笔，所以正确挨次为c、a、b、e.依据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表读数为30 kΩ.
(2)指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项错误；电阻的阻值与电流流向无关，所以红、黑表笔接反不影响测量的结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位就不需要重新调零，D项错误．
2．(2022·云南一模)(10分)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧．试验中得到了多组数据，通过描点连线在IU坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示．
(1)在虚线框中画出试验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连接电路．
(2)依据图甲，可确定小灯泡的功率P与U2、P与I2的关系，下列示意图中合理的是________．
(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路．电源电动势为6.0 V，内阻为1.0 Ω.若电路中的电流为0.40 A，则定值电阻R所消耗的电功率为________W.
丙
答案：(1)电路图、实物图如图
(2)D (3)0.64
解析：(1)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开头变化，滑动变阻器应接受分压接法，由图甲所示图象可知，灯泡电阻约为R＝＝ Ω≈14.6 Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应接受外接法，试验电路图如答案图所示．依据试验电路图连接实物电路图，如答案图所示．
(2)由图甲所示图象可知，随灯泡电流与电压的增大，电压与电流的比值增大，即随灯泡电流与电压的增大，灯泡电阻增大．依据P＝可知，灯泡电阻随U2增大，PU2斜率减小，故A、B错误；依据P＝I2R可知，PI2图象斜率增大，C错误，D正确．
(3)由图甲所示图象可知，电流为0.4 A时，灯泡两端电压为4 V，电阻两端电压UR＝E－Ir－UL＝(6－0.4×1－4) V＝1.6 V，电阻消耗的电功率P＝URI＝1.6×0.4 W＝0.64 W.
3．(2022·山东德州一模)(15分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：
(1)游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为_______mm；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_______
mm；
甲 乙
丙
(3)选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________Ω；
(4)为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：
电流表A1(量程300 mA，内阻约为2 Ω)；
电流表A2(量程150 mA，内阻约为10 Ω)；
电压表V1(量程1 V，内阻r＝1 000 Ω)；
电压表V2(量程15 V，内阻约为3 000 Ω)；
定值电阻R0＝1 000 Ω；
滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω)；
电源E(电动势约为4 V，内阻r约为1 Ω)；
开关，导线若干．
为了使测量尽量精确 ，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选_______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______．(填填器材代号)
依据你选择的器材，请在线框内画出试验电路图．
答案：(1)50.15 (2)4.700 (3)22 (4)V1 A2 R1 如图
解析：(1)游标卡尺的主尺读数为50 mm，游标尺读数为0.05×3 mm＝0.15 mm，
所以最终读数为50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm.
(2)螺旋测微器固定刻度为4.5 mm，可动刻度为0.01×20.0＝0.200 mm，
所以最终读数为4.5 mm＋0.200 mm＝4.700 mm.
(3)该电阻的阻值约为22×1 Ω＝22 Ω.
(4)电源电动势为4 V，直接使用电压表V1量程太小，为了使测量尽量精确 ，测量时电表读数不得小于其量程的，使用电压表V2量程又太大，可以把电压表V1与定值电阻R0串联，增大其量程进行试验，故电压表选择V1，电阻中最大电流约为Imax＝ A＝160 mA，所以电流表选A2；为精确 测量电阻阻值，应测多组试验数据，滑动变阻器可以接受分压接法，为保证电路平安、便利试验操作，滑动变阻器应选R1.依据＝>＝，所以接受电流表外接法．如图所示：
4．(2022·辽宁重点中学联考)(10分)用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表、电压表各一只，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．如图甲所示，具体做法：先闭合S1，断开S2，调整R和RP，使电流表和电压表示数合理，登记两表示数为I1、U1；再保持RP阻值不变，闭合S2，登记电流表和电压表示数为I2、U2.
(1)按电路图在图乙上连线，电压表取3 V量程，电流表取0.6 A量程．
(2)被测电阻Rx＝____________(用电表的示数表示)．
(3)此试验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值________真实值．(填“大于”、“小于”或“等于”)．
甲 乙
答案：(1)如图所示 (2) (3)等于
解析：(2)先闭合S1，断开S2，调整R和RP，使电流表和电压表示数合理，登记两表示数为I1、U1，设电压表内阻为RV，＝＋；再保持RP不变，闭合S2，登记电流表和电压表示数为I2、U2，＝＋＋，求得：Rx＝.
(3)由试验原理可知，虽然此试验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，但对测量结果没有影响，因此被测电阻的测量值等于其真实值．
5．(15分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中，某同学连接了如图甲所示的实物电路图．闭合开关，发觉灯泡不亮，电流表的示数为零．
甲 乙
(1)他借助多用电表检查小灯泡．先断开开关，把多用电表的选择开关旋到“×1 Ω”挡，再进行________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘恰好如图乙所示，说明小灯泡正常，此时的电阻为________Ω.
(2)他将多用电表选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发觉电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线消灭了________(填“断路”或“短路”)．
(3)故障排解后，为了使电流表的示数能够从零开头连续变化，要在________(填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(填“左”和“右”)端．
答案：(1)欧姆 6(或6.0) (2)断路 (3)③、④ 左
解析：(1)选好挡位后先进行欧姆调零，表盘示数为6乘所选挡位1，故灯泡的电阻为6 Ω；
(2)“②、③”导线间的电压等于电源电动势，说明“②、③”两点间发生了断路；
(3)灯泡两端的电压要从零开头调整，需要用分压法，依据分压法的连接特点知应将“③、④”连接，开头时要使灯泡两端的电压为零，滑片应置于最左端．
6．(15分)图甲是测量电源电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5 Ω为定值爱护电阻，电流表内阻不计，单位长度电阻r0＝0.10 Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度．
(1)请依据原理图连接图乙的实物图；
(2)闭合开关S，记录ab的长度L和电流表A的示数I；滑动b点转变ab的长度L，测得6组L和I值，并算出对应的值，写出与L、E、r、R0、r0的关系式＝________________；
(3)图丙中的“×”是已标出的试验数据，请作出随L变化的图线；
(4)依据L图线算出电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(计算结果保留到小数点后两位)
答案：(1)如图(a)
(2)·L＋ (3)如图(b)
(b)
(4)1. 48(1.40～1.50均可) 0.61(0.55～0.66均可)
解析：(2)依据闭合电路的欧姆定律得E＝I(R0＋r＋r0L)，变形得＝(R0＋r)＋L；(3)作图时使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，较远的点舍去；(4)依据图象得斜率＝，解得E＝1.48 V，纵截距(R0＋r)＝2.1，解得r＝0.61 Ω.
7．(2022·浙江五校联考)(10分)现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，允许通过的最大电流约为 50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行试验．图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω；R0是定值电阻，起爱护电路的作用．
(1)试验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，符合要求的是( )
A．10 Ω 2.5 W B．50 Ω 1.0 W
C．200 Ω 1.0 W D．2 000 Ω 5.0 W
(2)该同学将符合要求的R0接入电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U，再转变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图象．依据该同学所作的图象，可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
答案：(1)C (2)10 46(45～48均可)
解析：(1)此电路中爱护电阻的作用是爱护电源，应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流．在电阻箱R的阻值取零时，计算可得需要的爱护电阻的阻值最小为180 Ω，而此电阻允许通过的最大电流为71 mA，故C项满足要求．
(2)利用图线的截距和斜率来解答．先写出试验电路中和的函数关系式，再作解答．过程如下：由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋r，则有＝＋·， 图象应为直线，它在纵轴上的截距为电源电动势的倒数，斜率即为内阻和电动势的比值．
8．(15分)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，某同学测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．试验所使用的小灯泡规格为“6.0 V,3.0 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)该同学预先用多用表测量小灯泡的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发觉多用电表指针偏转过大，因此需选择________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并________________再进行测量，多用表的示数如图甲所示，测量结果为________Ω，对比小灯泡规格你认为此测量结果正确吗？________(填“正确”或“不正确”)；
甲
(2)请依据预备使用的实物电路图乙，在图丙内画出完整的电路图；
(3)该同学处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图丁所示．请指出图象中不恰当的地方：______________；
(4)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最终整理好器材．
答案：(1) ×1 重新进行欧姆调零 1 正确
(2)电路图如解析图所示 (3)图线不应画成直线
(4)电池
解析：(1)用多用表测量小灯泡的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，多用电表指针偏转过大，说明所选挡位太大，为精确 测量应换小挡，因此需选择“×1”倍率的电阻挡，并重新进行欧姆调零再进行测量；由题图甲所示可知，测量结果为1×1 Ω＝1 Ω；灯泡电阻随温度的上升而增大，在常温下灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻阻值，此测量结果是正确的．
(2)依据实物电路图作出试验电路图，试验电路图如图所示：
(3)应用描点法作图，应选择合适的标度，依据试验数据在坐标系内描出对应的点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出图象，由题图丁所示图象可知，该图象的错误之处为：图线不应画为直线．
(4)测量结束后，应先断开开关，拆除电池两端的导线，再拆除其他导线，最终整理好器材．
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