电学实验(B卷)(45分钟，100分)1.(8分)影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小。图甲是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图像，若用该电阻与电池(电动势E=1.5V，内阻不计)、电流表(量程为5mA，内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的“金属电阻温度计”。(1)电流刻度较大处对应的温度刻度 (选填“较大”或“较小”)。(2)若电阻箱阻值R′=50Ω，在丙图中标出空格处对应的温度数值为 。【解析】(1)由图甲知，金属电阻随温度变化的规律是R=(100+t)Ω，由闭合电路欧姆定律I=ER+R'+Rg，金属材料制成的电阻随着温度的升高而增大，因此电路中的电流随温度的升高而减小，即电流较大时对应的温度较低。(2)将R′=50Ω、I=5mA等数据代入I=ER+R'+Rg，解得R=150Ω，由R=(100+t)Ω知，t=50℃。答案：(1)较小 (2)50℃2.(10分)(2022·衢州二模)一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω。现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程。为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源(电动势E为6～7V，内阻可忽略不计)，一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线。(1)为达到上述目的，将如图所示仪器连成一个完整的实验电路图。-10-\n(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V。由此可以计算出改装后电压表的量程为 V，电源电动势为 V。【解析】(1)电路图：将电压表与标准电阻串联后与电源连接即可。(2)设电源电动势为E，则由闭合电路欧姆定律，当两开关都闭合时，R2被短路，有：E=I1(1000+R1)=0.901000(1000+R1)当S1闭合，S2断开时，E=I2(1000+R1+R2)=0.701000(3000+R1)解两式得：R1=6000Ω，E=6.3V；根据串联分压原理，可得改装后电压表的量程为7V。答案：(1)连线如图(2)7 6.33.(10分)(2022·天津高考)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)；电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；电键一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 (填字母代号)。A.滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图 (填字母代号)。-10-\n(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是 W。【解析】(1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流I=PU=0.63A=0.2A，两个滑动变阻器在此电流下都能保证安全，根据测绘小灯泡的伏安特性曲线的要求，小灯泡两端的电压需要从零开始调节，故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法。为方便调节应选用最大阻值小的滑动变阻器，故选A；(2)额定电压下小灯泡的阻值R=UI=30.2Ω=15Ω，远小于电压表内阻，故电流表应该采用外接法，所以电路应采用分压外接法，故选B。(3)在小灯泡的伏安特性曲线图像中，根据E=U+Ir，即I=0.3-0.2U，作出电源的I-U图像如图所示，由图像可知，由该电源对小灯泡供电的电流I=0.1A，电压U=1V，故小灯泡消耗的功率为P=IU=0.1W。-10-\n答案：(1)A (2)B (3)0.14.(12分)(2022·宁波二模)如图所示为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω)。图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如下：①调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑片调到最右端。②合上开关S。③将滑动变阻器的滑片向左端滑动，使两个电压表指针都明显偏转。④记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2。⑤多次改变滑动变阻器滑片的位置，记下V1和V2的多组读数U1和U2。⑥求Rx的平均值。回答下列问题：(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为，滑动变阻器的符号为，其余器材用通用的符号表示。-10-\n(2)不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为 。(3)考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的表达式为 。【解析】(2)不计电压表内阻，根据串联分压原理，有：U1U2=R0Rx⇒Rx=U2U1R0。(3)考虑电压表内阻影响时，则R0与V1的内阻的并联电阻与Rx与V2的内阻的并联电阻串联分压，即U1(1R0+1r1)=U2(1Rx+1r2)，解得：Rx=U2R0r1r2U1r2(R0+r1)-U2R0r1。答案：(1)电路原理图如图所示(2)Rx=U2U1R0 (3)Rx=U2R0r1r2U1r2(R0+r1)-U2R0r15.(12分)某同学利用一段长电阻丝测定一节干电池的电动势和内阻。接好如图所示的实验装置后，将导线的接头O分别连接在电阻丝的a、b、c、d四个位置并闭合电路测量。-10-\n(1)实验中选择从电阻丝的左端a开始而不是从电阻丝的最右端开始的理由是： 。(2)实验中得到两电表读数如表：接线柱abcd电压/V1.501.501.251.20电流/A0.000.000.250.30经检查，电阻丝某处发生断路，则根据表格，发生断路的位置在 (填写字母)两点之间。(3)由(2)中的数据，可求得E= V，r= Ω(结果保留3位有效数字)。【解析】(1)实验中从电阻丝的左端a开始时，接入电路的电阻丝较长，电路中电阻大，电流小，可以保护电源。(2)由于接a、b时，电压表示数均为1.50V，接c时，电压表示数为1.25V，小于1.50V，故断路故障发生在b、c之间。(3)接c、d时，由闭合电路欧姆定律得：E=1.25+0.25r，E=1.20+0.30r，解得E=1.50V，r=1.00Ω。答案：(1)防止短路，保护电源 (2)b、c (3)1.50 1.006.(16分)(2022·金华二模)(1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，如图所示，直径d为 mm。(2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5Ω，现用伏安法进一步精确测量其电阻，备有以下器材：直流电源E：电动势约4.5V，内阻很小；-10-\n直流电流表A1：量程0～3A，内阻约0.025Ω；直流电流表A2：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；直流电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值为50Ω；开关、导线若干。①在可选择的器材中应选用的电流表是 。(选填“A1”或“A2”)②仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值 真实值。(选填“大于”“小于”或“等于”)③如图所示实物连接图，还有两根导线没有连接，请补充完整。【解析】(1)读数为4mm+48.7×0.01mm=4.487mm。(2)①流过电流表的最大电流为Imax=35A=0.6A故电流表选A2。②因为被测电阻较小，电流表应外接，由于电压表的分流，电阻的测量值小于真实值。③电路可采用限流式，电流表外接。答案：(1)4.487(±0.002) (2)①A2 ②小于③如图所示7.(16分)(2022·宁波二模)为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻，某实验小组设计了如图甲所示的电路，可供选择的实验仪器如下：电流表A1(0～3A、约5Ω)；滑动变阻器R1(0～1kΩ，额定电流0.5A)；电流表A2(0～100mA、约10Ω)；滑动变阻器R2(0～50Ω，额定电流2A)；多用电表；定值电阻R0=20Ω；-10-\n电源(3V、约1Ω)及开关等，导线若干。(1)请按图甲将图乙实物图连接完整。(2)应选择的电流表是 ，滑动变阻器是 。(填写符号)(3)测量过程中应保证电动机 。(选填“转动”或“不转动”)(4)为防止烧坏电动机，实验中要分次读取数据，由实验测得的数据已在图丙的U-I图中标出，请你完成图线，并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R= Ω。(保留两位有效数字)【解析】(1)按原理图连线，如图所示(2)由题中的U-I图像可知，电流表选A2，为使电路调节方便，滑动变阻器选R2。(3)若电动机-10-\n转动，会有机械能的转化，此时电动机就是非纯电阻电路，不能满足欧姆定律成立的条件，故在测量过程中应保证电动机“不转动”。(4)将图像连成直线，并求出图像的斜率即为待测的电动机与定值电阻R0的电阻之和，所以待测电阻R=20Ω。答案：(1)见解析图(2)A2 R2 (3)不转动(4)如图所示208.(16分)(2022·温州二模)两位同学利用图甲所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势E和内电阻r。滑动变阻器的滑动触头P从最右端N滑到最左端M的过程中，一同学记录了电流表A(内阻为1.0Ω)和电压表V1(内阻约为20kΩ)的示数；另一同学记录的是电流表A和电压表V2(内阻约为10kΩ)的示数。两位同学各记录了5组数据(包含P在M、N两端时的示数)，并根据所记录数据描绘了图乙所示的两条U-I图线。回答下列问题：(1)图线a是利用电流表A和电压表 的示数进行图线描绘(选填“V1”或“V2”)。(2)根据图乙可得，电源的电动势E= V、内电阻r= Ω。(3)图乙中两条图线的交点表示P滑到了 端(选填“M”或“N”)。-10-\n(4)根据图乙可求得滑动变阻器的总阻值为 Ω。【解析】(1)由图知图线a电压随电流的增大而减小，所以是利用电压表V1的示数进行描绘的。(2)根据闭合电路的欧姆定律E=U1+Ir，结合乙图可得E=3.0V，内阻r=1.0Ω。(3)交点表示两电压表示数相同，故P滑到M端。(4)当滑片P滑到N端时，V1的示数最大，V2的示数最小，滑动变阻器的总阻值为R=U1-U2I=12Ω。答案：(1)V1 (2)3.0 1.0 (3)M (4)12-10-
