高三物理电学实验专题.docx

高三物理电学实验专题
1.请读出以下测量仪器的示数,其中游标卡尺读数为 cm, 
螺旋测微器读数为　　　　mm,多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为　　　　V,若用欧姆表“×100”挡时的读数为　　　　Ω。 

2.某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图所示。ab是一段粗细均匀的金属电阻丝,R0是阻值为6 Ω的保护电阻,学生电源的输出电压为10 V,电流表可视为理想电表。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,其直径为　　　mm。 

(2)先接通电源,后闭合开关,发现电流表的示数为零,利用多用电表检查故障(电路中故障只有一处),先将选择开关旋至直流电压挡,测得各点间的电压如下表格。
e、d间电压
e、c间电压
e、b间电压
e、a间电压
e、h间电压
0 V
10 V
10 V
10 V
10 V
　　由此可以判断电路发生的故障是　　　　　　。 
(3)排除故障后进行实验,闭合开关K,调节线夹的位置,记录金属电阻丝ab接入电路的长度L和对应的电流表的示数I,根据得到的实验数据,作出了1I-L图像。由图像和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为　　　Ω·m。(π取3,保留1位有效数字) 

(4)若电流表不能视为理想电表,考虑电流表的电阻,则电阻率的测量值　　　真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”) 
3.[2017北京海淀二模,21(2)]指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
①如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是　　　　。(选填选项前面的字母) 

A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔
②用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。

A.若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为　　　mA。 
B.若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则示数为　　　Ω。 
③用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:　　　。 
　　A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1 k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
④某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀,分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系,他们分别画出了如图所示的几种图像,其中可能正确的是　　　　　。 

4．(2018·东北三省四市二模)某研究小组要测量电压表V1的内阻r1，要求方法简洁，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：
A．电压表(V1)：量程3 V，内阻r1待测(约2 000 Ω)
B．电压表(V2)：量程6 V，内阻r2＝4 000 Ω
C．电压表(V3)：量程4 V，内阻r3＝10 000 Ω
D．电流表(A1)：量程0.6 A，内阻r4＝0.05 Ω
E．滑动变阻器(R0)：总电阻约50 Ω

F．电源(E)：电动势15 V，内阻很小
G．电键(S)、导线若干
(1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在方框中画出电路图，标明所用器材的符号；

(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1的表达式，即：r1＝r2，式中各符号的意义是：U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数，r2表示电压表V2的内阻．
5．现有一量程为3 V的电压表，内阻约为5～6 kΩ.为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内阻．

(1)试根据图甲所示的电路图，完成如图乙所示的实物电路的连线．
(2)若电源E、滑动变阻器R2、电阻箱R1各有两组可供选择：
电源E：
a．电动势2.0 V，有内阻
b．电动势5.0 V，有内阻
滑动变阻器R2：
a．最大阻值20 Ω
b．最大阻值1 700 Ω
电阻箱R1：
a．0～999.9 Ω
b．0～9 999.9 Ω
为了减小实验误差，电源E应选b(填序号“a”或“b”，下同)，滑动变阻器R2应选a，电阻箱R1应选b.
(3)该同学在开关都断开的情况下，检查电路连接无误后，接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于A端．后续必要的实验操作步骤依次是：A、B、E、D、G或B、A、E、D、G.最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序选填下列步骤前的字母)
A．闭合开关S1 B．闭合开关S2
C．断开开关S1 D．断开开关S2
E．调节R2的阻值，使电压表指针偏转到满刻度
F．调节R2的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半
G．调节R1的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半
H．调节R1的阻值，使电压表指针偏转到满刻度
(4)按正确的实验步骤操作完成后，如果所得的R1的阻值为5 400.0 Ω，则图甲中被测电压表V的内阻RV的测量值为5_400.0 Ω，该测量值略大于实际值(选填“略大于”“略小于”或“等于”)．
答案精解精析
1.答案　1.135　4.717　30.0　1 100
解析　根据游标卡尺读数规则,游标卡尺主尺读数为1.1 cm,游标尺第7个刻度线与主尺刻度线对齐,20分度游标尺精度为0.05 mm,游标尺读数为7×0.05 mm=0.35 mm,测量值为1.1 cm+0.35 mm=1.135 cm。根据螺旋测微器读数规则,读数为4.5 mm+0.217 mm=4.717 mm。多用电表挡位为直流电压挡50 V时,按照中间的刻度盘刻度读数,为30.0 V;若用欧姆表“×100”挡时读数为11×100 Ω=1 100 Ω。
2.答案　(1)0.900　(2)c、d间断路
(3)6×10-6　(4)等于
解析　(1)直径d=0.5 mm+40.0×0.01 mm=0900 mm。
(2)因e、c间电压为10 V,而e、d间电压为0 V,则可判断发生的故障是c、d间断路。
(3)由欧姆定律有I=UR0+RL,又RL=ρLS,S=πd22,得1I=4ρπd2UL+R0U,再结合图像得出4ρπd2U=1.0 A-1·m-1,解得ρ≈6×10-6 Ω·m。
(4)若考虑电流表内阻,则由欧姆定律有I=UR0+RA+RL,又RL=ρLS,S=πd22,得1I=4ρπd2UL+R0+RAU,可知电流表内阻对电阻率的测量值没有影响。
3.答案　①AC　②21.0　1.9×102 (190同样正确)
③BAD　④AC
解析　①由欧姆挡自带电源知开关接触点2时为欧姆挡位,电流从红表笔进入电表,从黑表笔流出电表,所以B接的是黑表笔。开关接触点1时,G和R1并联相当于电流表。
②50 mA挡的分度值为1 mA,按110估读法可读得结果为21.0 mA。欧姆挡的表盘示数为19.0 Ω,选用倍率为“×10”,故测量结果为1.9×102 Ω。
③由于欧姆表盘中值刻度为15 Ω,测量2 kΩ的电阻时需换用“×100”倍率,每换一次倍率均需进行一次欧姆调零,故操作顺序为BAD。
④由欧姆定律有I=ERx+RΩ,Rx趋向于无穷大时,电流趋近于0,C正确,D错误。由1I=RΩE+1ERx知,1I-Rx图线是一条纵截距大于0的直线,A正确,B错误。
4.解析：1)由已知可得通过V1最大电流约为＝0.001 5 A，电流表的量程太大了，故选择已知电阻的电压与表V1串联，根据流过两电压表的电流相等，得出结果．而可通过V2的最大电流为＝0.001 5 A，可通过V3的最大电流为＝0.000 4 A，故选择V2与V1串联，电路图如答案所示．
(2)流过两电压表的电流相等，根据I＝＝即可得出答案．U1、U2分别表示两电压表示数，r1、r2分别表示两电压表内阻．
5.答案：(1)如图所示
解析：
(2)电压表的量程为3 V，电源E应选b，滑动变阻器R2采用分压式接入，选最大阻值较小的a，当电压表半偏时，电阻箱R1与电压表内阻近似相等，则应选b；
(3)接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于A端，确保开始实验输出电压最小；实验过程中电压表先满偏，后半偏，其步骤可以为ABEDG或BAEDG；
(4)闭合S2后，R1和电压表各分得的电压为电压表量程的一半，则电压表内阻等于5 400.0 Ω；实际上断开S2后，滑动变阻器的输出电压略有增大，则R两端的电压大于，测量值大于真实值．