[專題強化(十一)]電學(xué)實驗基礎(chǔ)

________________________________________________________________________

(每題10分，建議用時：50分鐘)

1．(10分)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中：

(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量一粗細均勻圓柱體的長度，如圖所示，由圖可知其長度

________mm。(2分)

(2)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲直徑的測量值d

＝________mm。(2分)

(3)按如圖乙所示的電路圖測量金屬絲的電阻Rx(阻值約為15Ω)。實驗中除開關(guān)、若干

導(dǎo)線之外還提供下列器材：電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)；

電流表A1(量程為0～200mA，內(nèi)阻約為3Ω)；電流表A2(量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1

Ω)；滑動變阻器R1(0～50Ω)；

滑動變阻器R2(0～200Ω)；電源E(3V，內(nèi)阻不計)。

為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中電流表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選________。(填

器材的名稱符號)(4分)

(4)請根據(jù)如圖乙所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙中的實驗器材連接起來，并使

滑動變阻器的滑片P置于b端時接通電路后的電流最小。

(5)若通過測量可知，金屬絲的長度為l，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，對應(yīng)金屬絲

兩端的電壓為U，由此可計算得出金屬絲的電阻率ρ＝________。(用題目所給字母和通用數(shù)

學(xué)符號表示)(2分)

解析：(1)由題圖可知，均勻圓柱體的長度為

L＝1cm＋7×0.05mm＝10.35mm。

(2)由圖甲可知，該金屬絲的直徑為

d＝38.4×0.01mm＝0.384mm。

E

(3)由于通過待測金屬絲的最大電流為Imax＝＝0.2A，所以電流表應(yīng)選擇A1；

Rx

E

根據(jù)歐姆定律可求出電路中需要的最大電阻約為Rmax＝＝45Ω，則滑動變阻器需要

IA

3

的最大電阻為45Ω－15Ω＝30Ω，所以為調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選擇R1。

(4)接法如圖所示。

(5)根據(jù)題意及歐姆定律應(yīng)有

Ulπd2

R＝，R＝ρ，S＝

IS4

πUd2

聯(lián)立可得，金屬絲的電阻率為ρ＝。

4Il

答案：(1)10.35(2)0.384(3)A1R1

πUd2

(4)見解析圖(5)

4Il

2．(10分)有一個標(biāo)有“2.5V，1W”的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪該小燈泡的伏安特

性曲線，有下列器材供選用：

A．蓄電池(輸出電壓恒為4V)

B．電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約為20kΩ)；

C.電流表(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)；

D.滑動變阻器(阻值范圍0～200Ω，允許通過的最大電流為1A)；

E．滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω，允許通過的最大電流為2A)。

(1)若要求小燈泡兩端的電壓從零開始增大，且實驗誤差較小，應(yīng)選擇圖2中的________

(填“甲”“乙”或“丙”)電路。(1分)

(2)根據(jù)實驗電路圖將圖3所示的實物圖補充完整。

(3)滑動變阻器應(yīng)選用________(均填字母代號)。開始實驗前，圖(3)中的滑動變阻器滑片

應(yīng)該滑在________(選填“最左端”“最右端”或“中間位置”)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。(2

分)

(4)某同學(xué)測量過程中某次電壓表和電流表示數(shù)如圖1所示，此時電流I＝________A，

電壓U＝________V。(4分)

(5)通過實驗測得該小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示。由圖線可知，當(dāng)小燈泡兩端的

電壓增大時，小燈泡的電阻________(填“變大”或“變小”)。(3分)

解析：(1)小燈泡電阻較小，應(yīng)用外接法，要求小燈泡兩端的電壓從零開始增大，則滑

動變阻器采用分壓式接法，故選甲。

(2)根據(jù)實驗電路圖連接實物圖如圖所示。

(3)滑動變阻器應(yīng)用最大阻值較小的E，開始實驗前，圖(3)中的滑動變阻器滑片應(yīng)該滑

在最左端，起保護電路的作用。

(4)根據(jù)電流表和電壓表的分度值可知電流為0.26A，2.10V。

(5)由圖分析可知當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時，小燈泡的電阻變大。

答案：(1)甲(2)見解析(3)E最左端

(4)0.262.10

(5)變大

3．(10分)(2023·安徽高三聯(lián)考)某實驗小組用伏安法描繪某個小燈泡的UI特性曲線，

該小燈泡上標(biāo)有“2V1W”的字樣。有下列實驗器材供選用：

A．電源E：電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計

B．雙量程電壓表V：量程V1為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ；量程V2為0～15V，內(nèi)阻約

為15kΩ

C．雙量程電流表A：量程A1為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω；量程A2為0～3A，內(nèi)阻

約為0.1Ω

D．滑動變阻器R1：最大阻值為15Ω，額定電流為1.0A

E.滑動變阻器R2：最大阻值為150Ω，額定電流為0.5A

F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

(1)實驗中電壓表應(yīng)選用量程________(選填“V1”或“V2”)，電流表應(yīng)選用量程

__________(選填“A1”或“A2”)，滑動變阻器應(yīng)選用__________(選填“R1”或“R2”)。(3分)

(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實物圖連接成完整的實驗電路。

(3)在實驗中，其中一組數(shù)據(jù)如圖乙，電流表示數(shù)為__________A，電壓表示數(shù)為

________V。(4分)

(4)該實驗小組通過實驗描繪了小燈泡的UI曲線如圖丙所示。當(dāng)小燈泡兩端的電壓為

1.40V時，小燈泡的電阻是__________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3分)

解析：(1)小燈泡的工作電壓為2V，則電壓表應(yīng)選用量程為0～3V的V1；小燈泡的工

P1

作電流為I＝＝A＝0.5A，則電流表應(yīng)選用量程為0～0.6A的A1；小燈泡正常工作時

U2

U2

的電阻為R＝＝Ω＝4Ω，為了調(diào)節(jié)方便，使電表示數(shù)變化明顯，滑動變阻器應(yīng)選用

I0.5

阻值較小的R1。

(2)描繪小燈泡的UI曲線，電壓、電流需要從0開始調(diào)節(jié)，則滑動變阻器采用分壓接

RV3000R4

法；由于＝>＝，可知小燈泡電阻遠小于電壓表內(nèi)阻，則電流表應(yīng)采用外

R4RA0.6

接法，實物連線如圖所示。

(3)電流表的分度值為0.02A，由題圖乙可知電流表示數(shù)為0.42A；電壓表的分度值為

0.1V，由題圖乙可知電壓表示數(shù)為1.20V。

(4)由題圖丙可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.40V時，電流為0.45A，則此時小燈泡的

U1.40

電阻為R＝＝Ω≈3.1Ω。

I0.45

答案：(1)V1A1R1(2)見解析圖(3)0.421.20(4)3.1

4．(10分)(2023·天津高三三模)某實驗小組同學(xué)要測量阻值約為350Ω的定值電阻Rx，

現(xiàn)備有下列器材：

A．電流表A(量程為10mA，內(nèi)阻約為100Ω)；

B．電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩ)；

C．滑動變阻器R1(阻值范圍為0～10Ω，額定電流為2A)；

D．定值電阻R2(阻值為750Ω)；

E.直流電源E(電動勢為4.5V，內(nèi)阻不計)；

F．開關(guān)S和導(dǎo)線若干。

U

(1)實驗小組設(shè)計了如圖甲、乙所示的兩種測量電路，電阻的測量值可由Rx＝計算得

I

出。式中U與I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)，則圖________(填“甲”或“乙”)所示電路

的測量值更接近待測電阻的真實值。(3分)

(2)若采用(1)中所選電路進行測量，得到電壓表和電流表的示數(shù)如圖丙所示，則由此組

數(shù)據(jù)可得待測電阻的測量值Rx＝________Ω，若所用電壓表和電流表的內(nèi)阻分別按3kΩ和

100Ω進行計算，則由此可得待測電阻的真實值R真＝________Ω。(計算結(jié)果均保留三位有

效數(shù)字)(7分)

RV3000Rx350

解析：(1)由于≈≈8.57>≈＝3.5，可知電流表分壓更明顯，故采用電

Rx350RA100

流表外接法，則題圖乙所示的電路測量更準(zhǔn)確，測量值更接近待測電阻的真實值。

(2)根據(jù)讀數(shù)規(guī)律可知

電壓表的示數(shù)U＝1.80V

電流表的示數(shù)為I＝6.0mA

根據(jù)歐姆定律可得待測電阻的阻值為

U1.80

Rx＝＝Ω＝300Ω

I6.0×10－3

電路誤差在于電壓表的分流，則

U1.80

R真＝＝Ω≈333Ω。

U－1.80

I－6.0×103－

3

RV3×10

答案：(1)乙(2)300(3)333

5．(10分)(2023·江西宜春二模)要描繪一個標(biāo)有“2.5V，0.5A”的小燈泡的伏安特性曲

線，有如下一些器材：

A．待測小燈泡

B．電流表A：量程為0～6A，內(nèi)阻約為0.1Ω

C．電壓表V：量程為0～3V，內(nèi)阻約為3000Ω

D．定值電阻R1：阻值為5Ω

E．定值電阻R2：阻值為10Ω

F．滑動變阻器R3：阻值范圍為0～5Ω，額定電流為1.5A

G.滑動變阻器R4：阻值范圍為0～50Ω，額定電流為1A

H．干電池E：電動勢約為9V，內(nèi)阻很小

I．電鍵S及導(dǎo)線若干

(1)根據(jù)以上所給器材，最佳實驗電路圖應(yīng)該選擇________。(2分)

(2)定值電阻R0應(yīng)選________(填R1或R2)，滑動變阻器R應(yīng)選________(填R3或R4)。(4

分)

(3)如圖所示是實驗中描繪出的小燈泡的伏安特性曲線，該實驗小組將2個這樣伏安特

性相同的小燈泡，并聯(lián)后接在電動勢為2.5V、內(nèi)阻為2.5Ω的電源上，則每個小燈泡實際工

作的功率為________W(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。不考慮偶然誤差，這個實驗得到的燈泡的

電阻值和實際值相比________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。(4分)

2.5RVRL

解析：(1)小燈泡電阻RL＝Ω＝5Ω，根據(jù)>知，應(yīng)采用電流表外接法，定值

0.5RLRA

電阻R0起保護電路作用，所以最佳實驗電路圖應(yīng)該選擇丙。

(2)滑動變阻器采用分壓接法，滑動變阻器R應(yīng)選R3，由于電動勢約為9V，電壓表量

程為0～3V，定值電阻R0應(yīng)選R1。

(3)設(shè)流過其中一個燈泡的電流為I，則干路電流為2I，每個燈泡的電壓與電源路端電壓

相等，設(shè)為U。電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系為U＝E－2Ir，代入數(shù)據(jù)變形為I＝0.5－

U

(A)，在小燈泡IU圖像中畫出此關(guān)系式的圖像，如圖所示，

5

兩圖線交點(1.0V，0.3A)就是每個小燈泡的實際電壓與電流，則燈泡的實際功率P＝

UI＝0.3W，由于電壓表的分流作用，電流表測量值偏大，這個實驗得到的燈泡的電阻值和

實際值相比偏小。

答案：(1)丙(2)R1R3(3)0.3偏小

6．(10分)為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30Ω)，有以下一些器材可供選擇。

電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω)；

電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω)；

電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；

電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻很大)；

電源E(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω)；

定值電阻R(20Ω，允許最大電流1.0A)；

滑動變阻器R1(0～10Ω，允許最大電流2.0A)；

單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。

(1)對于電流表和電壓表的選擇，下列說法正確的是__________。(3分)

A．電流表應(yīng)選A1，電壓表應(yīng)選V1

B．電流表應(yīng)選A1，電壓表應(yīng)選V2

C．電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1

D．電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V2

(2)請在下面的虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。(要求所測量范圍盡可能大)(3

分)

Ｋ

(3)某次測量中，電壓表示數(shù)為