2020年高考物理《电学实验综合一（测电阻）》专项练习及答案解析

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1、高考物理高考物理电学实验综合一（测电阻）电学实验综合一（测电阻）专项练习专项练习 1.(2017海南物理卷)某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为：待测电阻R(阻值约为 5 )， 电源(电动势 3 V)，滑动变阻器(阻值范围 010 )，电流表(量程 0.6 A,3 A)，电压表(量程 3 V,15 V)， 开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。 回答下列问题： (1)按照实验要求在图中画出实物连接图。 (2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为 3 V，电流表的示数 始终接近于零。写出产生这种现象的一个原因： _。

2、(3)在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图甲和乙所示。由图可知，电压表读数为 _V，电流表读数为_A。由此可得待测电阻的阻值为_(结果保留三位有效数字)。 【答案】 ： (1)如解析图所示(2)电阻R断路(3)2.20 0.48 4.58 【解析】 ： (1)因为电源的电动势为 3 V，所以电压表量程选择 3 V；由欧姆定律可得I 3 V 5 0.6 A，电 路中最大电流不超过 0.6 A，所以电流表量程选择 0.6 A；根据题意要求，按“从电源的某一极出发，先干 路后支路”的原则连线，如图所示。 (2)电压表的示数为 3 V，电流表的示数接近零，说明接入电路的电阻很大，电压表

3、所测范围电路断路，相 当于电压表内阻直接接入电路。由图可判定电阻R断路。 (3)电压表读数为 2.20 V，电流表读数为 0.48 A。 由欧姆定律可得，待测电阻的阻值R2.20 0.48 4.58 。 2某探究小组利用课外时间做了如下探究实验。先利用如图所示的电路来测量两个电压表的内阻，实验分 两个过程，先用替代法测出电压表 V1的内阻，然后用半偏法测出电压表 V2的内阻。供选用的器材如下： A待测电压表 V1，量程为 2.0 V，内阻为 1030 k B待测电压表 V2，量程为 3.0 V，内阻为 3040 k C电阻箱，阻值范围为 099 999.9 D滑动变阻器，阻值范围 01 000

4、 ，额定电流为 0.5 A E滑动变阻器，阻值为 020 ，额定电流为 2 A F电池组、电动势为 6.0 V，内阻为 0.5 G单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个，导线若干 (1)实验器材除选择 A、B、C、F、G 外，滑动变阻器R应选用_。(用器材前的字母表示) (2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容补充完整。 用替代法测待测电压表 V1的内阻 根据电路图连接实验电路，并将滑动变阻器R的滑动触头置于最左端；将单刀双掷开关 S2置于触点 2，调 节滑动变阻器R，使电压表 V2的指针指在刻度盘第N格，然后将单刀双掷开关 S2置于触点 1，调节电阻箱 R使电压表 V2的指针指在_，记下此时电

5、阻箱R的阻值； 用半偏法测待测电压表 V2的内阻 将单刀双掷开关 S2置于触点 1，电阻箱的阻值调为零，闭合开关 S1，调节滑动变阻器使电压表 V2的指针满 偏。保持滑动变阻器R的滑动触头位置不变，调节电阻箱R，使电压表 V2的指针指在_，记下电阻 箱R的阻值。 【答案】 ： (1)E (2)刻度盘的第N格；刻度盘的中央 【解析】 ：(1)由于滑动变阻器采用了分压式接法，因此滑动变阻器的最大阻值越小越好，应选用 E； (2)当单刀双掷开关分别接 1 和 2 时，通过调节电阻箱的阻值使得两次电压表 V2的指针指在同一位置，则 表明两次电路中电阻相同，即电阻箱的阻值等于电压表 V1的内阻，因此 V

6、2的指针应指在刻度盘的第N格； 在测量电压表 V2的内阻时，首先将电阻箱的阻值调为零，调节R的滑片使电压表 V2的示数满偏，然后 保持R滑片位置不变， 调节电阻箱的阻值使电压表 V2的指针指在刻度盘的中央时， 可认为电阻箱的阻值等 于电压表 V2的内阻。 3.(2015课标23)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 (1)已知毫安表表头的内阻为 100 ，满偏电流为 1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接 线柱，电表量程为 3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为 10 mA。由题给条件和数据，可以求出R1 _，R2_。 (2)现用一

7、量程为 3 mA、内阻为 150 的标准电流表对改装电表的 3 mA 挡进行校准，校准时需选取的刻 度为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。电池的电动势为 1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格， 阻值分别为 300 和 1 000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为 750 和 3 000 。则R0应 选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。 (3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的 R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱_(填 “

8、b或“c”)相连。 判断依据是：_。 【答案】 ： (1)15 35 (2)300 3 000 (3)c 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电 表指针不动，则损坏的电阻是R2 【解析】 ： (1)由并联电路各支路两端电压相等有：使用a和b两个接线柱时 1 mA100 (31) mA (R1R2)；使用a和c两个接线柱时 1 mA(100 R2)(101) mAR1，联立可得R115 ，R235 。 (2)由题意知校准时电路中电流的范围为 0.5 mAI3.0 mA，则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻R总 E I满足 500 R 总3 000 ，而两电表的总电阻RA150 1 m

9、A100 3 mA 183 ，故R0R应满足 317 R0R2 817 ，可知R0只能选用 300 的，R只能选用 3 000 的。 (3)在图(b)电路中，当d接c时，若R1损坏则毫安表仍接入电路而有示数，若R2损坏则毫安表不接入电路 而无示数，故可由毫安表有无示数来判断损坏的电阻；当d接b时，无论R1还是R2损坏，对毫安表示数的 影响相同，从而不能进行判定。 4.(2016全国 1)某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供 选择的器材有：电阻箱R(最大阻值 99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值 50 )，滑动变阻器R2(最大阻 值

10、5 k)，直流电源E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干。 实验步骤如下： 电路原理图(a)连接线路； 将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关 S； 调节滑动变阻器，使电压表满偏； 保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00 V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。 (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。 (b) (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得 电压表的内阻为_(结果保留到个

11、位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标 号)。 A100 A B250 A C500 A D1 mA 【答案】 ： (1)R1 (2)如解析图所示 (3)2 520 (4)D 【解析】 ：(1)由于电压表的总电阻较大，根据并联电路电压分配特点，只有当滑动变阻器电阻较小时，调 节变阻箱电阻，才能近似认为接入滑动变阻器的并联支路总电压不变化，即滑动变阻器应选阻值小的，即 选R1。 (2)实物图连线如图所示。 (3)电阻箱阻值为 0 时，电压表满偏电压Ug2.5 V，电阻箱阻值R630.0 时，电压表的示数UV2.00 V， 此时电阻箱两端

12、的电压URUgUV0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得U V UR Rg R， 故RgU V URR 2.00 0.5 630.0 2 520 。 (4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRgUg， 故IgU g Rg 2.5 2 520 A1 mA，选项 D 正确。 5.(2017全国卷某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 A，内阻大约为 2 500 )的 内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R2(其中一个阻值为 20 ，另一个阻值为 2 000 )；电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 )；电源 E(电动势约为 1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、

13、D 分别为两个滑动变阻器 的滑片。 (1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。 (2)完成下列填空： R1的阻值为_(填“20”或“2 000”)。 为了保护微安表，开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对 应的位置；将 R2的滑片 D 置于中间位置附近。 将电阻箱 RZ的阻值置于 2 500.0 ，接通S1。将 R1的滑片置于适当位置，再反复调节 R2的滑片 D 的位置。 最终使得接通S2前后， 微安表的示数保持不变， 这说明S2接通前 B 与 D 所在位置的电势_(填 “相等” 或“不相等”)。 将电阻箱 RZ和微安表位置对调，其他条件保持不变，

14、发现将 RZ的阻值置于 2 601.0 时，在接通S2前后， 微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)。 (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。 【答案】 ： (1)见解析图 (2)20 左 相等 2 550 (3)调节 R1上的分压，尽可能 【解析】 ： (1)根据原理图(a)，将图(b)中的实物连线如图所示。 (2)滑动变阻器 R1在实验中为控制电路， 且为分压接法， 应选总阻值小的滑动变阻器， 故 R1的阻值为20 。 为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将 R1的滑片 C 滑到滑动变阻器的左端。 接通S2前后，微安表的示数保持不变，

15、说明S2闭合后，没有电流流过S2，故 B、D 两点的电势相等。 实验过程中，由于测量电路，即由 RZ、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变， 故与 RZ互换后通过 R2、RZ和的电流不变，电路如图所示。 由于 B、D 两点的电势相等，对于图甲，I1RAI2R I1RZ1I2R，即R A RZ1 R R 对于图乙，I1RZ2I2R I1RAI2R，即R Z2 RA R R 所以R A RZ1 RZ2 RA 所以 RA RZ1RZ2 2 5002 601 2 550 。 (3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 6.（2017

16、新课标 1）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L（额定电压 3.8 V，额定 电流 0.32 A） ；电压表VV（量程 3 V，内阻 3 k） ；电流表A（量程 0.5 A，内阻 0.5 ） ；固定电阻 R0（阻值 1 000 ） ；滑动变阻器 R（阻值 09.0 ） ；电源 E（电动势 5 V，内阻不计） ；开关 S；导线若 干。 （1）实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。 （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（填“增大” “不变”或“减小” ） ，灯丝的电阻 率_

17、（填“增大” “不变”或“减小” ） 。 （3）用另一电源 E0（电动势 4 V，内阻 1.00 ）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器 R 的阻值， 可以改变小灯泡的实际功率。 闭合开关 S， 在 R 的变化范围内， 小灯泡的最小功率为_W， 最大功率为_W。 （结果均保留 2 位小数） 【答案】 （1）如图所示 （2）增大 增大 （3）0.39 1.17 【解析】 （1）要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法， 小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示； （2）由 IU 图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增

18、大，再由电阻定律 l R S 知， 电阻率增大； （3）当滑动变阻器的阻值为 9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时 E=U+I（r+R）得 U=10I+4， 在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为 U=1.75 V，I=225 mA，P1=UI=0.39 W；整理得： 1E IU RrRr ，当直线的斜率最大时，与灯泡的 IU 曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最 大。当滑动变阻器电阻值 R=0 时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为 U=3.67 V，I=0.32 A，如右图所 示，最大的功率为 P2=UI=1.17 W。 7.(2016海南)某同学改装和校准电压表的电路图如图所

19、示，图中虚线框内是电压表的改装电路。 (1)已知表头 G 满偏电流为 100 A，表头上标记的内阻值为 900 。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表 头构成量程为 1 mA 的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的 量程为 1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为 3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1 _，R2_，R3_。 (2)用量程为 3 V，内阻为 2 500 的标准电压表对改装表 3 V 挡的不同刻度进行校准。所用电池的 电动势E为 5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为 50 和 5 k，为了方便实验中调节电压， 图中

20、R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。 (3)校准时，在闭合开关 S 前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_(填“M或“N”)端。 (4)若由于表头 G 上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头 G 内阻 的真实值_(填“大于”或“小于”)900 。 【答案】 ： (1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于 【解析】 ： (1)根据题意，R1与表头 G 构成量程为 1 mA 的电流表，则：IgRg(IIg)R1，整理：R1100 ； 若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为 1 V，则R2U abIgRg I 10.09 110 3 910 ；若使用

21、a、c两个 接线柱，电压表的量程为 3 V，则R3U acIgRgIR2 I 30.09110 3910 110 3 2 000 。 (2)电压表与之并联之后，电阻小于 2 500 ，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部 分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择 50 的电阻。 (3)在闭合开关 S 前，滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，这样把并联部分电路短路，起到一种保护作用。 (4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头 G 的电流偏小，则实际其电阻偏大， 故其实际阻值大于 900 。 8.（2019 全国 1）某同学要将一量程为 250A 的

22、微安表改装为量程为 20 mA 的电流表。该同学测得微安表 内阻为 1 200 ，经计算后将一阻值为 R 的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据 图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表） 。 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （2）当标准毫安表的示数为 16.0mA 时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量 程不是预期值，而是_。 （填正确答案标号） A18 mA A21 mA C25mA D28 mA （3）产生上述问题的原因可能是_。 （填正确答案标号） A微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1 200 B微

23、安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 CR 值计算错误，接入的电阻偏小 DR 值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为 R 的电阻换为一个 阻值为 kR 的电阻即可，其中 k=_。 【答案】 (1). (2). C (3). AC (4). 99 79 【解析】 （1）电表改装时，微安表应与定值电阻 R 并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示： （ 2 ） 由 标 准 毫 安表 与该 装 表 的 读 数 可知 ，改 装 后 的 电 流 表， 实际 量 程 被 扩 大 的倍 数为 ： 3 16 100 160 10 mA

24、 n mA 倍。故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为： 3 250 1010025mA ，故 本小题选 C； （3）根据 ggg I RIIR ，得： 1 g g R II R ，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量 值偏小，即电表实际内阻 g R 真实值，大于 1200；或者因为定值电阻 R 的计算有误，计算值偏大，实际接 入定值电阻 R 阻值偏小。故本小题选 AC； （4）由于接入电阻 R 时，改装后的表实际量程为 25mA，故满足 25 ggg I RIR ；要想达到预期目的， 即将微安表改装为量程为 20mA 电流表，应满足 20 ggg I RIkR ， 其中 250A0

25、.25mA g I ，联立 解得： 1.25k 或 99 79 k 。 9.（2019 江苏）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率实验操作如下： （1）螺旋测微器如题图所示在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动 （选填“A” “B”或“C” ） ，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏 选择电阻丝的 （选填“同一”或“不同” ）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径 （3）题 11-2 甲图中 Rx，为待测电阻丝请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题 11-2 乙图实物电路中 的正确位置 （题 11-2 甲图） （题 11-2 乙图

26、） （4）为测量 R，利用题 11-2 甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得 5 组电压 U1 和电流 I1 的值，作出的 U1I1 关系图象如题 11-3 图所示接着，将电压表改接在 a、b 两端，测得 5 组电压 U2 和电流 I2 的值， 数据见下表： U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在方格纸上作出 U2I2 图象 由此，可求得电阻丝的 Rx= 根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率 【答案】 (1). C (2). 不同 (3). (4). (5). 23.5（23.024.0 都算对

27、） 【解析】 (1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即 C，直到听见“喀喀”的响声； (2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量； (3)按照原理图，将实物图连线如图： ； (4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图： ； 当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为 0 ,? x RR的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压 为 0 R的电压，由图可得： 00 1.962.04 49 ,25.5 0.040.08 x RRR ，所以23.5 x R 。 10(2018清江中学月考)如图，甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率

28、。 (1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为“100”)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R_。 (2)用螺旋测微器测量此金属导线的直径d，测量结果如图丙所示，则d_mm；用游标卡尺测量此 新型导电材料的长度L，测量结果如丁所示，则L_mm。 (3)采用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻： A电流表：量程为 0.6 A，内阻约为 0.2 B电压表：量程为 3 V，内阻约为 3 k C滑动变阻器：最大值为 20 ，额定电流 1 A D电源 E电动势 6 V F开关 S，导线若干 在方框中画出实验电路图。 (4)某同学设计了如下的实验电路，但是在实验过程中却发现导电材料棒电阻率的测量值明显偏小

29、，经检查 发现实物图中有一根导线连接错误，该导线是：_(用导线的序号表示)。 (5)如果(3)问实验电路中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料 的电阻率_(用I、U、L、d表示)。 【答案】 ： (1)2 000 (2)3.204 50.15 (3)见解析图 (4) (5)Ud 2 4LI 【解析】 ： (1)多用电表的读数：20100 2 000 ； (2)d3 mm0.01 mm20.4 3.024 mm； L5 cm0.05 mm350.15 mm； (3)如图所示： (4)因待测电阻的阻值较大，则采用电流表内接电路，故导线接错位置； (5)根据欧姆定

30、律及电阻定律：RU I L S L 1 4d 2，解得： Ud 2 4LI 。 11.(2018苏州一模)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图所示的电路图。请回答 下列问题： (1)请将图中的实物连线按电路图补充完整。 (2)考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值_(填“大于” “等于”或“小于”)真实值。 (3)在电路图中闭合开关 S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的 示数调为零。原因可能是图中的_(填“(a” “b“ “c” “d” “e”或“f)处接触不良。 (4)实验测得表格中的 7 组数据。请在坐标纸上作出该元件的I U图线。 z

31、 (5)为了求元件Q在I U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由RU I求得。乙同学作出该点 的切线，求出切线的斜率k，由R1 k求得。其中_(填“甲”或“乙”)同学的方法正确。 【答案】 ： (1)图见解析 (2)小于 (3)f (4)见解析 (5)甲 【解析】 ： (1)根据电路图，连接实物，如图所示。 (2)如图知，电流的测量偏大，根据RU I知，电阻的测量偏小，即小于真实值。 (3)无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零，是因为滑动变阻器是限流式接法，故是导 线f断路。 (4)描点画图，如图所示。 (5)根据欧姆定律电阻应等于割线的斜率RU I，切线的斜率不等于电阻，所以甲同学的方法正确。