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中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 十 电学实验题 时间:60 分钟 满分:100 分 非选择题:共 11 小题,解答应写出必要的文字说明,方程式和重要演算步 骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值 和单位. 1.(6 分)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨 ab 和 a1b1 固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的 N 极位 于两导轨的正上方,S 极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导 轨垂直. (1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路, 且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动. (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议: A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增 大金属棒中的电流 其中正确的是________(填入正确选项前的标号). 2.(9 分)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,通过改变滑动变阻器电 阻大小,测量并记录多组电压和相应电流值,某同学的实验数据如下表所示, 与预想的实验结果不一致. U/V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 I/A 0.18 0.21 0.25 0.27 0.30 0.33 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 (1)由实验数据来分析,他所连接的电路可能是下列电路图中的 (2)如图为某同学根据正确的电路图做出的 U—I 图线,由该图线可得被测 干电池的电动势 E=________V,内阻 r=________Ω. 3.(9 分)标有“6 V 1.5 W”的小灯泡,测量其 0~6 V 各不同电压下的实 际功率,提供的器材除导线和开关外,还有: A.直流电源 6V(内阻不计) B.直流电流表 0~3 A(内阻 0.1 Ω 以下) C.直流电流表 0~300 mA(内阻约为 5 Ω) D.直流电压表 0~15 V(内阻约为 15 kΩ) E.滑动变阻器 10 Ω,2 A F.滑动变阻器 1 kΩ ,0.5 A (1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(序号表示) (2)在虚线方框图中画出电路图. 4.(6 分)某同学要描绘一种新合成材料的电阻的伏安特性曲线,步骤如下: (1)该同学首先设计实验原理,现有如下的器材: A.待测电阻 R B.电流表 (量程为 200 mA,内阻约 30 Ω) C.电压表 (量程为 3 V,内阻约 10 kΩ) 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 D.电压表 (量程为 15 V,内阻约 25 kΩ) E.直流电源 E(电动势为 4 V,内阻不计) F.滑动变阻器 R1(阻值范围为 0~15 Ω,允许通过的最大电流为 2.0 A) G.滑动变阻器 R2(阻值范围为 0~2 kΩ,允许通过的最大电流为 0.5 A) H.开关 S,导线若干 为使实验误差较小,要求测尽可能多的数据进行分析,请在图甲所示的虚 线框中画出实验所需的电路图,并标明所用器材的代号. (2)该同学经过正确操作,描出的伏安特性曲线如图乙所示,则由图可见该 材料的电阻随电压的升高而________(填“增大”或“减小”). 5.(12 分) (1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几百欧姆的电阻 Rx,以下给出的是可 能的操作步骤,其中 S 为选择开关,P 为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确的步 骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上________. a.将两表笔短接,调节 P 使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,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“×10” d.旋转 S 使其尖端对准欧姆挡“×100” e.旋转 S 使其尖端对准交流“500 V”挡,并拔出两表笔 (2)根据图甲所示指针位置,此被测电阻的阻值约为________Ω. 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 (3)为了较准确测量(1)中的待测电阻 Rx,除待测电阻外,实验室提供了如下 器材: A.电源 E(电动势为 3 V,内阻不计) B.电流表 (量程为 10 mA,内阻 r1 约为 500 Ω) C.电流表 (量程为 500 μA,内阻 r2=1000 Ω) D.滑动变阻器 R1(最大阻值为 20 Ω,额定电流为 2 A) E.定值电阻 R2=5000 Ω F.定值电阻 R3=500 Ω G.开关 S 和导线若干 ①在图乙所示的虚线框中画出测量所需电路图(标出所选器材符号) ②若两电流表的示数分别为 I1=6.2 mA,I2=300 μA,则待测电阻 Rx= ________Ω. 6.(8 分)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用 电阻丝的电阻约为 20 Ω.他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接 线柱 a 和 b 上,在电阻丝上夹上一个与接线柱 c 相连的小金属夹,沿电阻丝移 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 动金属夹,可改变其与电阻丝接触点 P 的位置,从而改变接入电路中电阻丝的 长度.可供选择的器材还有: 电池组 E(电动势为 3. 0 V,内阻约 1 Ω); 电流表 A1(量程 0~100 mA,内阻约 5); 电流表 A2(量程 0~0.6 A,内阻约 0.2 Ω); 电阻箱 R(0~999.9); 开关、导线若干. 小明的实验操作步骤如下: A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径; B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路; C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关; D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使 电流表满偏,记录电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L; E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值, 使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电 阻丝长度 L. F.断开开关. (1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次测 量中该电阻丝直径的测量值 d=________mm; (2)实验中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”); (3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值 R 和对应的接入电路中电阻丝长度 L 的数据,绘出了如图丙所示的 R-L 关系图线,图线在 R 轴的截距为 R0,在 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 L 轴的截距为 L0,再结合测出的电阻丝直径 d,可求出这种电阻丝材料的电阻 率 ρ=________(用给定的物理量符号和已知常数表示). (4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的 存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏 大还是偏小.(不要求写出分析的过程,只回答出分析结果即可) 答: . 7.(10 分)如图甲所示的电路中,①至⑪为连接点的标号.在开关闭合后, 发现小灯泡不亮,电压表和电流表均无示数.现用多用电表检查电路故障,需 要检测的有:电源、开关、变阻器、小灯泡、6 根导线以及电路中的各连接 点.已知电压表和电流表均无故障. (1)为了检测变阻器、小灯泡以及 6 根导线,在连接点①、②已接好的情况 下,应当选用多用电表的__________挡;在连接点①、②同时断开的情况下, 应当选用多用电表的__________挡. (2)在开关闭合的情况下,多用电表选择旋钮置于 “直流电压 5 V”挡,测 得⑤、⑥两点间的电表指示如图乙所示,则⑤、⑥两点间的电压是________V. (3)为了尽可能准确地探究小灯泡 U-I 特性,请在图甲中补画出正确的连 接线. (4)图丙是某实验小组的同学根据实验数据绘制而成的小灯泡的 U-I 特性 图线.随后他们将该小灯泡直接串接在电动势 E=4.5 V,内阻 r=1.5 Ω 的直流 电源上,则该小灯泡通电发光时的电功率约为__________W. 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 8.(2016·全国Ⅰ卷)(14 分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求 当热敏电阻的温度达到或超过 60 ℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻, 报警器(内阻很小,流过的电流超过 Ic 时就会报警),电阻箱(最大阻值为 999.9 Ω), 直流电源(输出电压为 U,内阻不计),滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω),滑 动变阻器 R2(最大阻值为 2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干. 在室温下对系统进行调节.已知 U 约为 18 V,Ic 约为 10 mA;流过报警器 的电流超过 20 mA 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小, 在 60 ℃时阻值为 650.0 Ω. (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线. (2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”). (3)按照下列步骤调节此报警系统: ①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值 为________Ω;滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近,不 能置于另一端的原因是_________________________________________. ②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑 片,直至__________________________________________________. (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可 正常使用. 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 9.(8 分)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值. (1)将电阻箱接入 a、b 之间,闭合开关.适当调节滑动变阻器 R′后保持其 阻值不变.改变电阻箱的阻值 R,得到一组电压表的示数 U 与 R 的数据如下表: 电阻 R/Ω 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 45.0 电压 U/V 1.00 1.50 1.80 2.14 2.32 2.45 请根据实验数据作出 U-R 关系图象. (2)用待测电阻 Rx,替换电阻箱,读得电压表示数为 2.00 V.利用(1)中测绘 的 U-R 图象可得 Rx=________Ω. (3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大.若仍用本实 验装置和(1)中测绘的 U-R 图象测定某一电阻,则测定结果将________(选填 “偏大”或“偏小”).现将一已知阻值为 10 Ω 的电阻换接在 a、b 之间,你应 如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的 U-R 图象实现对 待测电阻的准确测定? 10.(9 分)图甲是改装并核准电流表的电路图.已知表头 的量程为 Ig= 600 、内阻为 Rg, 是标准电流表.要求改装后的电流表量程为 I=60 mA.完成下列填空: 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 (1)图甲中分流电阻 Rp 的阻值应为________(用 Ig、Rg 和 I 表示). (2)在电表改装完成后的某次校准测量中, 表的示数如图乙所示,由此读 出流过 电流表的电流为______mA.此时流过分流电阻 Rp 的电流为 ________mA(保留 1 位小数). 11.(9 分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图 111 所示,继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端,当继电 器的电流超过 15 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的 电阻约 20 Ω,热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示. t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1 (1)提供的实验器材有:电源 E1(3 V,内阻不计)、电源 E2(6 V,内阻不计) 、滑动变阻器 R1(0~200 Ω)、滑动变阻器 R2(0~500 Ω)、热敏电阻 Rt、继电器、 电阻箱(0~999.9 Ω)、开关 S、导线若干. 为使该装置实现对 30 ℃~80 ℃之间任一温度的控制,电源 E 应选用 ________(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器 R 应选用________(选填“R1”或 “R2”). (2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点 间的电压,则应将如图 112 所示的选择开关旋至________(选填 “A”“B”“C”或“D”). (3)合上开关 S,用调节好的多用电表进行排查.在图 111 中,若只有 b、 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 c 间断路,则应发现表笔接入 a、b 时指针________(选填“偏转”或“不偏转”), 接入 a、c 时指针________(选填“偏转”或“不偏转”). (4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为 50 ℃时被吸合,下列操作步骤的 正确顺序是________.(填写各步骤前的序号) ①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合 ③断开开关,将电阻箱从电路中移除 ④合上开关,调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至 108.1 Ω 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 十 电学实验题 1.(1)实验电路连线如图所示 (2)AC 解析:(1)实验电路连线如图所示. (2)为使金属棒获得更大的速度,则金属棒运动时需要更大的加速度,根据 BIL 牛顿第二定律有 a= m ,所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距 离都可以使加速度增大.故选项 A、C 正确,选项 B 错误. 2.(1)B (2)1.49 1.75 解析:从表中实验数据可知所测电流随电压的增大而增大,且电压与电流 的比值近似相等,因此,电压表电流表测量的是定值电阻 R1 的电压和电流,电 路图正确的是 B.由作出的 U-I 图线在纵轴的截距可知被测干电池的电动势 E= 1.49 V,由图线的斜率可得电池内阻 r=1.75 Ω. 3.(1)C E (2)如图所示 4.(1)如图所示 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 (2)减小 5.(1)c、a、b、e (2)300 (3)①电路如图所示 ②305.1 πd2R0 6.(1)0.730 (2)A1 (3) 4L0 (4)不产生影响 解析:(1)根据螺旋测微器读数规则,该电阻丝直径的测量值 d=0.5 mm+ 0.230 mm=0.730 mm (2)由于电阻丝的电阻约为 20 Ω,电池组 E 的电动势为 3.0 V,电路中电流 小于 0.15 A,所以实险中电流表应选择 A1. πd2 (3)由电阻丝接入电路部分电阻 R′=ρL/S,S= 4 ,根据闭合电路欧姆定律, 4ρ E=I(R+R′+r),联立解得:R=E/I-r-πd2L,对照 R-L 关系图线,可得 4ρ πd2R0 πd2=R0/L0,可求出这种电阻材料的电阻率 ρ= 4L0 . (4)由于电流表内阻的存在不影响图线斜率,所以对电阻率的测量结果不会 产生影响. 7.(1)电压 欧姆 (2)2.88(2.87~2.90 均可) (3)正确的电路接线如图: (4)2.60(2.55~2.65 均可) 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 8.(1)连线如解析图所示. (2)R2 (3)①650.0 b 接通电源后,流过报 警器的电流会超过 20 mA,报警器可能损坏 ②c 报警器开始报警 解析:(1)电路图连接如图. (2)报警器开始报警时,对整个回路有 U=Ic(R 滑+R 热) 代入数据可得 R 滑=1 150.0 Ω,因此滑动变阻器应选择 R2. (3)①在调节过程中,电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用,电阻箱的阻值 应为报警器报警时热敏电阻的阻值,即为 650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流 接法,滑片应置于 b 端附近,若置于另一端 a 时,闭合开关,则电路中的电流 18 I=650.0 A≈27.7 mA,超过报警器最大电流 20 mA,报警器可能损坏.②开关 应先向 c 端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始报警为止. 9.(1)如图所示 (2)20(19~21 都算对) (3)偏小 改变滑动变阻器阻值,使电压表示数为 1.50 V 解析:(1)作图如图所示. (2)将电压为 2.00 V 所对的电流值从图象中找出,用电阻的定义式求电阻. (3)若电源的内阻增大,仍用本实验装置和(1)中的图来测电阻,会使被测电 阻两端的电压值偏小,测得的电阻值偏小. IgRg 10.(1)I-Ig (2)50.0 49.5 解析:(1)将量程小的电流表改装成量程大的电流表需要并联一个分流电 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 Ig Rp IgRg 阻.电流表与分流电阻的电流关系为I-Ig=Rg,故分流电阻的阻值为I-Ig. (2)电流表读数时要准确. 11.(1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③① 解析:(1)若实现对 30 ℃温度的控制 继电器和 Rt 的电压 U=0.015×(20+199.5) V≈3.29 V 因此符合要求的电源应选 E2. 若实现对 80 ℃温度的控制 对全电路有 U=I(R 继+Rt+R) 即 6 V=0.015 A×(20 Ω+49.1 Ω+R) 解得 R=330.9 Ω. 因此滑动变阻器应选 R2. (2)用多用电表测量直流电压时,选择开关应旋至 C(直流电压挡). (3)a、b 间电压为 0,指针不偏转. 接入 a、c 时,多用电表与电源等构成回路,指针偏转. (4)连接电路时,先用电阻箱代替热敏电阻,调节滑动变阻器阻值,衔铁被 吸合时,调节完毕,移除电阻箱换为热敏电阻即可,正确的顺序为⑤④②③①.