專題強化練（十三）電學(xué)實驗綜合

（40分鐘40分）

1.（6分）（2023?合肥模擬）飛飛同學(xué)在做“測量金屬絲的電阻率”的實驗時,設(shè)計了如圖甲所示的

電路進行實驗，所使用的器材有:電源E（電動勢為3V,內(nèi)阻為r）;

電流表A（量程為0?0.6A,內(nèi)阻為1Q）;

電阻箱R（0?99.99。）;金屬絲;開關(guān)K;導(dǎo)線若干。

⑴他先用螺旋測微器對金屬絲的直徑進行了測量，如圖乙所示，該金屬絲的直徑為

________mm。

⑵他連接好電路，將金屬絲接入電路中的長度和電阻箱均調(diào)到一個較大的值，閉合開關(guān)K,記錄

下電流表讀數(shù)和金屬絲接入電路中的長度。保持電阻箱阻值不變，多次改變并記錄金屬絲接入

電路中的長度并同時記錄相對應(yīng)的電流表讀數(shù)/。利用實驗中記錄的數(shù)據(jù)，描繪出;-L圖像。

由圖丙可得該金屬絲的電阻率為（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（3）若已知實驗中電阻箱接入電路中的電阻為2.00Q則所用電源內(nèi)阻為Qo

（4）若實驗所用電源因為長期使用，電動勢略有下降，則因此得出的金屬絲電阻率比真實值

（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。

2.（8分）有一根細而均勻的圓柱體導(dǎo)體棒樣品（如圖1）,電阻約為100。,為了測量其電阻率"，現(xiàn)

提供以下實驗器材：10分度的游標(biāo)卡尺、螺旋測微器,電流表A1（量程50mA,內(nèi)阻H為100。）;

電流表A2（量程100mA,內(nèi)阻r2約為40。）;電流表A3（量程1A,內(nèi)阻r3約為0.1。）;滑動變阻器

R（20C,額定電流1A）、直流電源￡（12V,內(nèi)阻不計）、圓柱體導(dǎo)體棒樣品必、開關(guān)一只、導(dǎo)線

若干。

⑴用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖2所示,其示數(shù)L=cm;用螺旋測微器測得該樣

品的直徑如圖3所示，其示數(shù)。=mm。

（2）為了盡可能精確地測量樣品電阻尺，電路原理圖如圖4所示，圖中甲電流表應(yīng)選;乙

電流表應(yīng)選o（均選填“A1”“A2”或“A3”）

（3）閉合開關(guān),測量出需要測量的物理量是。

（4）根據(jù)（1）（3）步測量的數(shù)據(jù)字母,表示出電阻率0=o

3.（8分）（2023?石家莊模擬）某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗。測量

電路如圖所示，實驗器材如下：

電池組￡（電動勢為9V,內(nèi)阻較小可忽略不計）;

電壓表Vi（量程為0-6V,內(nèi)阻為3000。）;

電壓表V2（量程為0-10V,內(nèi)阻為5000。）;

定值電阻R）（阻值為5000Q）;

滑動變阻器R（最大阻值為3000Q）;

待測電阻

單刀單擲開關(guān)Si,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干。

（1）斷開開關(guān),將滑動變阻器R的滑片移到阻值最大的一端，按照電路圖連接電路。閉合開關(guān)Si,

單刀雙擲開關(guān)S2接1,移動滑動變阻器的滑片，使電壓表指針指在滿刻度的;處。該同學(xué)選擇的

電壓表為（選填“Vi”或“V2”）;此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為Qo

⑵保持滑動變阻器的阻值不變,單刀雙擲開關(guān)S2接2,電壓表指針指在滿刻度的押，則氐的測量

值為Qo

⑶本實驗中,未考慮電池組的內(nèi)阻，這對Rx的測量值（選填“有”或“無”）影響。

4.（9分）某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時,其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實驗電路如圖

所示,實驗設(shè)定恒定電流為50.0piA,主要實驗器材有:恒壓直流電源￡、加熱器、測溫儀、熱敏

電阻AT、可變電阻RI、電流表A、電壓表V。

（1）用加熱器調(diào)節(jié)比的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為50.0心,須調(diào)節(jié)（選填一種給

定的實驗器材）。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時，電流表示數(shù)為50.0piA;連接電壓表后，電流表示數(shù)

顯著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻（選填“遠大于”“接近”或“遠小于”）RT阻值的

電壓表。

⑵測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.0。（2變化到40.0。（2的過程

中后的阻值隨溫度的平均變化率是kQ-oC-i（保留2位有效數(shù)字）。

UN

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00

20.030.040.050.060.070.0

5.（9分）為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開關(guān)可用光敏電阻控制,

如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光的照度變化曲線，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大,

照度單位為:勒克斯（lx）。

甲

⑴如圖乙所示，電源電動勢為3V,內(nèi)阻不計，當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓上升至2V時，控制開關(guān)自動

啟動照明系統(tǒng)。要求當(dāng)天色漸暗照度降至1.0lx時控制開關(guān)接通照明系統(tǒng)，則以=kQo

⑵某同學(xué)為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計了如圖丙所示的電路進行測量，電源

（￡=3V,內(nèi)阻未知）,電阻箱（0-99999C）。實驗時將電阻箱阻值調(diào)至最大，閉合Si,將S2與1相連,

減小電阻箱阻值，使靈敏電流計的示數(shù)為/,圖丁為實驗時電阻箱的阻值，其讀數(shù)為kC;

然后將S2與2相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖戊所示，此時電流表的示數(shù)恰好為/,則光敏電阻的阻

值為k。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。

x10k

x100x10

解析版

1.（6分）（2023?合肥模擬）飛飛同學(xué)在做“測量金屬絲的電阻率”的實驗時,設(shè)計了如圖甲所示的

電路進行實驗，所使用的器材有:電源￡（電動勢為3V,內(nèi)阻為r）;

電流表A（量程為0?0.6A,內(nèi)阻為1Q）;

電阻箱R（0?99.99C）;金屬絲;開關(guān)K;導(dǎo)線若干。

⑴他先用螺旋測微器對金屬絲的直徑進行了測量，如圖乙所示，該金屬絲的直徑為

________mm。

⑵他連接好電路，將金屬絲接入電路中的長度和電阻箱均調(diào)到一個較大的值，閉合開關(guān)K,記錄

下電流表讀數(shù)和金屬絲接入電路中的長度。保持電阻箱阻值不變,多次改變并記錄金屬絲接入

電路中的長度，并同時記錄相對應(yīng)的電流表讀數(shù)/。利用實驗中記錄的數(shù)據(jù)，描繪出;-L圖像。

由圖丙可得該金屬絲的電阻率為（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（3）若已知實驗中電阻箱接入電路中的電阻為2.00。，則所用電源內(nèi)阻為Qo

（4）若實驗所用電源因為長期使用，電動勢略有下降，則因此得出的金屬絲電阻率比真實值

（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。

【解析】（1）金屬絲的直徑為d=2mm+0.01x0.0mm=2.000mm。

⑵由圖丙知，當(dāng)卜1.2A"i=O時，由閉合回路可得2R+RA+F,解得火+尸2.6。，當(dāng)白

hhl2

2.2A"2=0.6m時，由閉合回路可得*R+RA+F+&解得&=3C,又%二骼,解得產(chǎn)1.6x1CPQ.m

,2M/

⑶由⑵分析可知R+r=2.6。，則『0.60。

⑷由⑵分析可知胃R上,解得心=筆應(yīng)，電源因為長期使用，電動勢略有下降，則計算時E偏

l2h"2

大,當(dāng)偏大，由必岑可知，得出的金屬絲電阻率偏大。

答案:（1）2.000（2）1.6x10-5a.

（3）0.60（4）偏大

2.（8分）有一根細而均勻的圓柱體導(dǎo)體棒樣品（如圖1）,電阻約為100Q為了測量其電阻率小現(xiàn)

提供以下實驗器材：10分度的游標(biāo)卡尺、螺旋測微器,電流表Ai（量程50mA,內(nèi)阻力為100C）;

電流表Az（量程100mA,內(nèi)阻r2約為40C）;電流表A3（量程1A,內(nèi)阻r3約為0.1。）;滑動變阻器

R（20。，額定電流1A）、直流電源E（12V,內(nèi)阻不計）、圓柱體導(dǎo)體棒樣品必、開關(guān)一只、導(dǎo)線

若干。

67cm

010

圖1圖2

⑴用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖2所示,其示數(shù)L=cm;用螺旋測微器測得該樣

品的直徑如圖3所示，其示數(shù)。=mm。

（2）為了盡可能精確地測量樣品電阻電路原理圖如圖4所示，圖中甲電流表應(yīng)選;乙

電流表應(yīng)選0（均選填“A1”“A2”或“A3”）

（3）閉合開關(guān),測量出需要測量的物理量是o

（4）根據(jù)⑴⑶步測量的數(shù)據(jù)字母，表示出電阻率片o

【解析】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有6cm+5x0.1mm=6.05cm。

根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)法則有3.5mm+13.0x0.01mm=3.630mm。

（2）實驗器材中沒有電壓表，可以用已知內(nèi)阻的電流表Ai與待測電阻并聯(lián)測電壓,即電流表甲選

擇Ai；乙電流表若選擇A3則量程過大,則應(yīng)選A2O

（3）需要測量的物理量是電流表Ai的讀數(shù)/1,電流表A2的讀數(shù)/2o

（4）由電阻定律可知Rx=f^p

由歐姆定律可知待測電阻阻值

聯(lián)立解得電阻率"雜與。

答案:（1）6.053.630（2）AiA2（3）電流表Ai的讀數(shù)人電流表A2的讀數(shù)A

（4）砌田

3.（8分）（2023?石家莊模擬）某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗。測量

電路如圖所示，實驗器材如下：

電池組E（電動勢為9V,內(nèi)阻較小可忽略不計）;

電壓表Vi（量程為0-6V,內(nèi)阻為3000Q）;

電壓表V2（量程為0-10V,內(nèi)阻為5000Q）;

定值電阻&（阻值為5000Q）;

滑動變阻器R（最大阻值為3000Q）;

待測電阻上；

單刀單擲開關(guān)Si,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干。

(1)斷開開關(guān)，將滑動變阻器火的滑片移到阻值最大的一端，按照電路圖連接電路。閉合開關(guān)S1,

單刀雙擲開關(guān)S2接1,移動滑動變阻器的滑片，使電壓表指針指在滿刻度的;處。該同學(xué)選擇的

電壓表為(選填“V1”或“V2”)；此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為。。

⑵保持滑動變阻器的阻值不變,單刀雙擲開關(guān)S2接2，電壓表指針指在滿刻度的押，則氐的測量

值為Qo

⑶本實驗中,未考慮電池組的內(nèi)阻，這對Rx的測量值(選填“有”或“無”)影響。

【解析】(1)單刀雙擲開關(guān)S2接1,電壓表指針指在滿刻度的;處，若選擇的電壓表為V1,則電壓表

示數(shù)為3V,電壓表Vi與&并聯(lián)的等效電阻A-j吧i-1'｝。Q由串聯(lián)電路規(guī)律,有空斗，解得

R接入電路的阻值區(qū)」羋。=3750。

大于滑動變阻器R的最大阻值3000。；

若選擇的電壓表為V2,則電壓表示數(shù)為5V,電壓表V2與Ro并聯(lián)的等效電阻弁2—2500

KO+?V2

由串聯(lián)電路規(guī)律，有”答，

解得R接入電路的阻值R=2000。，

小于滑動變阻器R的最大阻值3000。，所以該同學(xué)選擇的電壓表為V2。

⑵單刀雙擲開關(guān)S2接2,電壓表指針指在滿刻度的|處,電壓表示數(shù)偽=6V由串聯(lián)電路規(guī)律，有

衿青，解得當(dāng)=4000。，由必吟乎，解得%=20000Q。

K心十^V2

⑶根據(jù)上述運算可知，可以把電池內(nèi)阻與滑動變阻器的電阻合在一起考慮，因此本實驗未考慮

電池內(nèi)阻，這對Rx的測量值無影響。

答案：(1)V22000⑵20000⑶無

4.(9分)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時,其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實驗電路如圖

所示,實驗設(shè)定恒定電流為50.0piA,主要實驗器材有:恒壓直流電源E、加熱器、測溫儀、熱敏

電阻AT、可變電阻以、電流表A、電壓表V。

⑴用加熱器調(diào)節(jié)KT的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為50.0心,須調(diào)節(jié)（選填一種給

定的實驗器材）。當(dāng)治兩端未連接電壓表時，電流表示數(shù)為50.0心;連接電壓表后，電流表示數(shù)

顯著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻（選填"遠大于”“接近”或“遠小于呻T阻值的

電壓表。

（2）測得比兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.0。（2變化到40.0。（2的過程

中，火T的阻值隨溫度的平均變化率是ke。。］（保留2位有效數(shù)字）。

UN

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

t1℃

0.00

20.030.040.050.060.070.0

【解析】（1）由題知恒壓直流電源￡的電動勢不變，而用加熱器調(diào)節(jié)KT的溫度后,導(dǎo)致整個回路

的總電阻改變。而要確保電流表的示數(shù)仍為50.0NA,則需控制整個回路的總電阻不變,故須調(diào)

節(jié)可變電阻火1。連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，則說明電壓表與KT并聯(lián)后火總減小，則根

據(jù)并聯(lián)電阻的關(guān)系有R總霽三粵-,要保證R總不變，須將原電壓表更換為內(nèi)阻遠大于屏阻值

的電壓表。

⑵實驗設(shè)定恒定電流為50.0RA,由題圖可得溫度為35.0。（2時電壓表的電壓為1.6V,則根據(jù)歐

姆定律可知此時熱敏電阻Rm=32kQ;溫度為40.0°C時電壓表的電壓為1.3V,則根據(jù)歐姆定律

可知此時熱敏電阻RT2=26kQ,則溫度從35.0。。變化到40.0。。的過程中,RT的阻值隨溫度的平

均變化率是公等=12kC-oCL負號表示隨著溫度升高RT的