1、专题专题 19 电磁学实验电磁学实验 1.(2021 浙江卷)小李在实验室测量一电阻 Rx的阻值。 (1)因电表内阻未知，用如图 1 所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合 上开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 移至合适位置。单刀双掷开关 K 掷到 1，电压表的读数 1 1.65VU ，电流表的示数如图 2 所示，其读数 1 I _A；将 K掷到 2，电压表 和电流表的读数分别为 2 1 75VU .， 1 0 33AI .。由此可知应采用电流表_(填 “内”或“外”)接法。 (2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验： 器材间连线如图 3 所示，请在虚线框中画出对应的
2、电路图_； 先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱 的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图 3 所示。则待测电阻 x R _。 此方法_(填“有”或“无”)明显的实验误差， 其理由是_。 2.(2021 全国乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量电池的电动势 E(约1.5V)和内阻 r(小于2)。 图中电压表量程为1V， 内阻 380.0 V R ： 定值电阻 0 20.0R ； 电阻箱 R， 最大阻值为999.9；S 为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： (1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选_(填“5.
3、0”或 “15.0”)； (2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值 R和电压表的相应读数 U； (3)根据图(a)所示电路，用 R、 0 R、 V R、E和 r 表示 1 U ，得 1 U _； (4)利用测量数据，做 1 R U 图线，如图(b)所示： (5)通过图(b)可得E _V(保留 2位小数)，r _(保留 1 位小数)； (6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为 E ，由此产生的误差为 100% EE E _%。 3.(2021 全国甲卷)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡(额定电压 2.5V，额定电流 0.3A) 电压表(量程
4、 300mV，内阻 300) 电流表(量程 300mA，内阻 0.27) 定值电阻 R0 滑动变阻器 R1(阻值 0-20) 电阻箱 R2(最大阻值 9999.9) 电源 E(电动势 6V，内阻不计) 开关 S、导线若干。 完成下列填空： (1)有 3 个阻值分别为 10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在 0300mA 的 U-I 曲线，R0应选取阻值为_的定值电阻； (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_(填“a”或“b”)端； (3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读 取电压表和电流表的示数 U、I，结果如图(b)
5、所示。当流过电流表的电流为 10mA 时，小灯 泡的电阻为_(保留 1 位有效数字)； (4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V， 该同学经计算知， 应将 R2的阻值 调整为_。然后调节滑动变阻器 R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 2000 220.0 240.0 260.0 2800 300.0 (5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻_(填“增大”“减 小”或“不变”)； (6)该同学观测到小灯泡刚开
6、始发光时流过电流表的电流为 160mA，可得此时小灯泡电功率 W1=_W(保留 2 位有效数字)；当流过电流表的电流为 300mA 时，小灯泡的电功率为 W2，则 2 1 W W =_(保留至整数)。 4.(2021 湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀 双掷开关、一个定值电阻(阻值为 0 R)、一个电流表(内阻为 A R)、一根均匀电阻丝(电阻丝总 阻值大于 0 R，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量 电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆 心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实
7、验步骤如下： (1)将器材如图(a)连接： (2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的_端(填“a”或“b”)； (3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示 数I，得到多组数据； (4)整理数据并在坐标纸上描点绘图， 所得图像如图(b)所示， 图线斜率为k， 与纵轴截距为d， 设单位角度对应电阻丝的阻值为 0 r，该电池电动势和内阻可表示为E _，r _(用 0 R、 A R、k、d、 0 r表示) (5)为进一步确定结果， 还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值 0 r。 利用现有器材设计实验， 在图(c)方框中画出实验电路图_(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；
8、(6)利用测出的 0 r，可得该电池的电动势和内阻。 5.(2021 河北卷)某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡(6.3V， 0.15A)，直流电源(9V)，滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设 计的电路如图 1 所示。 (1)根据图 1，完成图 2 中的实物连线_； (2)按照图 1 连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能 是_(单项选择，填正确答案标号)； A.电流表短路 B.滑动变阻器的滑片接触不良 C.滑动变阻器滑片的初始位置在 b端 (3)更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到IU图像，其
9、 中一部分如图 3 所示，根据图像计算出 P 点对应状态下小灯泡的电阻为_(保留三位 有效数字)。 6.(2021 春 浙江卷) (1)在“测定电池的电动势和内阻”实验中， 用如图所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图所示，则该电池的电动势 E=_V(保留 3位有效数字)；内阻 r=_(保留 2位有效数字)； 现有如图所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为 09999，滑动变阻器阻值变 化范围为 010， 电流表 G的量程为 03mA、 内阻为 200， 电压表的量程有 03V和 0 15V。请在图 3中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势 和内阻的电路
10、图。_ (2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小 涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于_。 A.平面 abcd B.平面 abfe C.平面 abgh D.平面 aehd 7.(2021 广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和 量程合适的器材。 (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔 _，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0”处。测量时观察到热敏电阻温度越高， 相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而
11、 _。 (2)再按图连接好电路进行测量。 闭合开关 S前，将滑动变阻器 1 R的滑片滑到_端(选填“a”或“b”)。 将温控室的温度设置为 T， 电阻箱 0 R调为某一阻值 01 R。 闭合开关 S，调节滑动变阻器 1 R， 使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T 和 01 R。断 开开关 S。 再将电压表与热敏电阻 C端间的导线改接到 D端，闭合开关 S。反复调节 0 R和 1 R，使电压 表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 02 R。断开开关 S。 实验中记录的阻值 01 R_ 02 R(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电
12、阻阻值 T R _。 8.(2021 北京通州一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。 (1)下列实验器材必须要用的有_(选填字母代号) A.干电池组 B.学生电源 C.多用电表 D.直流电压表 E.滑动电阻器 F.条形磁铁 G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈) (2)下列说法正确的是_(选填字母代号) A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的 匝数 C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把
13、电能由原线圈输送到副线圈 (3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中 n1、n2分别为原、副线圈的匝数， U1、 U2分别为原、 副线圈的电压， 通过实验数据分析可以得到的实验结论是： _。 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1600 400 12.1 2.90 2 800 400 10.2 4.95 3 400 200 11.9 5.92 9.(2021 北京通州一模)关于“测电源的电动势和内阻”实验，某研究性学习小组的同学用如图 1 所示的电路，测量两节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内电阻 r。实验室提供的器 材如下：待测电池、电压表、电阻箱(阻值范围
14、 0999.9)、开关、导线。 (1)请根据图 1 所示的电路图，在图 2 中画出连线，将器材连接成实验电路_。 (2)开始做实验时，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路 的阻值 R，读取与 R 对应的电压表的示数 U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在 U U R 图 中。请将图 3、图 4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图 5所示的坐标系中 (用“+”表示)，并画出 U U R 图线_。 (3)由 U U R 图线可得该电池组的电动势 E=_V， 内电阻 r =_。 (均保 留 3位有效数字) (4)若利用电流表、电压表来测量一节新的干电池的电动势和内电
15、阻，要求尽量减小实验误 差，图 6中甲、乙两种连接方案应该选择哪一种，并说明理由：_。 10.(2021 四川泸州三模)某实验小组在设计测量阻值约为 200 的定值电阻 Rx时，可供选择 的器材如下： 电源 E，电动势约为 3.0V，内阻 r约 5 ； 电流表 A，量程为 00.6A，内阻 rA约为 2 ； 电压表 V1，量程为 00.5V，内阻 r1=1 000 ； 电压表 V2，量程为 03V内阻 r2约为 5 k； 定值电阻 R0，有四种规格供选： 10、 50、500、 1000 滑动变阻器 R，最大阻值为 50，额定电流 1A； 单刀单掷开关 S 一个，导线若干。 (1)在下面四种方
16、案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是_(选填图下的字 母序号)； A. B. C. D. (2)综合考虑电表内阻及量程带来的影响，该小组设计了如图所示的电路。在闭合开关前， 滑动变阻器的滑片应该置于最_(选填“左端、 右端”)； 为了保证两只电压表的读数都不 小于其量程的 1 3 ，定值电阻 R0的规格应选择_(选填“10”“50” “500”或“1000”)； (3)请根据(2)中的电路图，写出计算 Rx的理论表达式 Rx=_(如涉及电压表和电流表的示 数分别对应用 U1、U2、I表示，电表内阻和定值电分别对应用 r1、r2、 rA、R0表示)。 11.(2021 河北唐山一模)新
17、能源汽车是汽车发展的主流方向，如图(a)为车载动力电池组中一 块电池，其技术参数是额定容量约 120 Ah，额定电压约 3.3V，内阻约 0.03。现有一块该 型号的旧电池，某研究小组用如图(b)所示电路测量该电池的电动势和内阻，其中电流表量 程为 100mA、内阻为 9；定值电阻 Ro=1。测得的数据如下表所示。 次数 1 2 3 4 5 R() 0.9 4.2 7.3 10.8 14.1 I0(mA) 100 50 34 25 20 (1)实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是_； (2)利用测得的数据在坐标纸上作出 R和 1 I 的图像，其中 I 表示干路电流_； (3)由图像可知，该
18、电池的电动势 E=_V，内阻 r=_。 12.(2021 云南曲靖一模)某同学利用图(甲)所示电路测量量程为2.5V的电压表V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99999)， 滑动变阻器R1(最大阻值50)， 滑动变阻器 R2(最大阻值 5k)，直流电源 E(电动势 3V)，开关 1个，导线若干。实验步骤如 下： 按电路原理图(甲)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(甲)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 2.00V，记下电阻 箱的阻
19、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(甲)所示电路将图(乙)中实物图连线；_ (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 625.0，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，可推断该表头的满偏电流为_。 13.(2021 上海普陀一模)某同学欲将内阻为 100、 量程为 300A 的电流计 G 改装成欧姆表， 要求改装后欧姆表的 0 刻度正好对准电流表表盘的 300A 刻度。 可选用的器材还有：定值电阻 R1(阻值 25)；定值电阻 R2(阻值 l0
20、0)；滑动变阻器 R(最大 阻值 l000)；干电池(E=1.5V.r=2)；红、黑表笔和导线若干。改装电路如图甲所示。 (1)定值电阻应选择_(填元件符号).改装后的欧姆表的中值电阻为_。 (2)该同学用改装后尚未标示对应刻度的欧姆表测量内阻和量程均未知的电压表 V 的内阻。 步骤如下：先将欧姆表的红、黑表笔短接，调节_填图甲中对应元件代号)，使电流计 G 指针指到_A；再将_(填“红”或“黑”)表笔与 V 表的“+”接线柱相连，另一表笔与 V 表 的“一”接线柱相连。若两表的指针位置分别如图乙和图丙所示，则 V 表的内阻为_，量 程为_V。 14.(2021 江苏常州一模)为准确测量电源的
21、电动势和内电阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计 G(内阻约为 50)； 电压表 V(03V，内阻约为 10k)； 电阻箱 R1(09999)； 滑动变阻器 R2(0100，1.5A)； 旧干电池一节； 导线开关若干。 (1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为 2V，灵敏电流 计示数为 4mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为 45 。 (2)该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联， 将灵敏电流计的量程扩大为原来的 10 倍.调节好 后连接成如图丙所示的电路测量干电池的电动势和内阻， 调节滑动变阻器读出几组电压表和 电流计的示数如表，请在图丁所示的坐标系
22、中选择合理的标度，作出对应的 UIG图线。 U/V 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 (3)由作出的 UIG图线求得干电池的电动势 E 1.4 V，内阻 r 15.5 。 (4)本实验测出的电源电动势与真实值相比 相等 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 15.(2021 广西柳州一模)实验室有一直流电流表，其说明书上附的该电流表的内部电路如图 甲所示。 (1)某次用 03A 量程测量时，示数如图乙所示，其读数为_A； (2)该电流表 00.6A 量程对应的内阻为_(结果保留两位有效数字)； (3)若电阻R1断路， 则电流表允许通过的
23、最大电流为_mA(结果保留两位有效数字)。 16.(2021 北京东城一模)灵敏电流计(俗称“表头”)的结构如图 1 所示， 线圈由长而细的铜丝绕 制而成，当电流通过接柱流入线圈时，线圈会在均匀辐向磁场中转动，从线圈的偏转角度就 能判断电流的大小。灵敏电流计的优点是灵敏度高，但是允许通过的电流很弱，如希望用它 测量较大的电流值，就要进行电表的改装。 (1)当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到 力的作用而转动。 (2)如图 2 所示，为将内阻为 200，满偏电流为 2mA 的表头改装成量程为 0.1A 的电流表， 应给表头并联一个定值电阻 R1，R1的阻值为 。(结果保留两位有效数字) (3
24、)某同学查阅资料了解到制作定值电阻的材料是锰铜或镍铬合金，而制作表头线圈的材料 是铜， 对比材料的电阻率随温度变化的数据得知， 图 2 中表头的阻值 Rg随温度升高而增大， 而 R1几乎不随温度变化。他认为电流表这样直接改装会因环境温度变化的影响对测量带来 较大的误差。为了探究大量程电流表的结构，他打开了双量程安培表的后盖观察内部电路， 发现其表头是与一个电阻 R0串联后才一起接入电路的，如图 3 所示，经查阅资料发现这是 一个温度补偿电阻。 a.为保持在一定温度区间内精准测量的要求，这个温度补偿电阻的阻值随温度变化的特点应 为：随温度升高电阻的阻值 (选填“增大”、“减小”或“不变”) b.
25、若将用图 2 方法改装且已完成刻度盘重新标度的电流表，放到更高温度的环境下使用，会 造成测量结果偏大还是偏小？请分析说明。 专题专题 19 电磁学实验电磁学实验 1.(2021 浙江卷)小李在实验室测量一电阻 Rx的阻值。 (1)因电表内阻未知，用如图 1 所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合 上开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 移至合适位置。单刀双掷开关 K 掷到 1，电压表的读数 1 1.65VU ，电流表的示数如图 2所示，其读数 1 I _A；将 K掷到 2，电压表 和电流表的读数分别为 2 1 75VU .， 1 0 33AI .。由此可知应采用电流表_(填 “内”或
26、“外”)接法。 (2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验： 器材间连线如图 3 所示，请在虚线框中画出对应的电路图_； 先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱 的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图 3 所示。则待测电阻 x R _。 此方法_(填“有”或“无”)明显的实验误差， 其理由是_。 答案：(1).0.34 (2).见解析 (3).外 (4).5 (5).有 (6).电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释) 解析： (1)1由电流表的表盘可知电流大小为 0.34A 2电压表的百分比变化为 00 00
27、1 1.75 1.65 1005.7 1.75 电流表的百分比变化为 00 00 2 0.340.33 1003.0 0.33 因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，采 用外接法 (2)3电路图如图 4两次实验中电路电流相同，因此可有 0AxA EE I RrRRrR 可得 0 x RR 读数可得5 x R 56电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值 为 5.4，则实验只能测得其为5 x R ，误差较大。 2.(2021 全国乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量电池的电动势 E(约1.5V)和内阻 r(小于2)。
28、 图中电压表量程为1V， 内阻 380.0 V R ： 定值电阻 0 20.0R ； 电阻箱 R， 最大阻值为999.9；S 为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： (1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选_(填“5.0”或 “15.0”)； (2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值 R和电压表的相应读数 U； (3)根据图(a)所示电路，用 R、 0 R、 V R、E和 r 表示 1 U ，得 1 U _； (4)利用测量数据，做 1 R U 图线，如图(b)所示： (5)通过图(b)可得E _V(保留 2位小数)，r _(保留 1 位小数)； (6)若将图(a)中的
29、电压表当成理想电表，得到的电源电动势为 E ，由此产生的误差为 100% EE E _%。 答案： (1).15.0 (2). 00 00 ()1 VV VV RRRR r R ER REER R (3).1.55 (4).1.0 (5).5 解析： (1)1为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端电压不能比电表满偏电压大，则由 并联电路分压可得 0 0 V V UEU R R Rr RR 代入数据解得7.5R 因此选15.0。 (3)2由闭合回路的欧姆定律可得 0 0 V V U EURr R R RR 化简可得 00 00 11 VV VV RRRR Rr UER REER R (5)3
30、4由上面公式可得 0 0 1 19 V V RR k ER RE ， 0 0 11 19 V V RRr rb EER REE 由 1 R U 图象计算可得 1 0.034Vk ， 1 0.68Vb 代入可得1.55VE ，1.0r (6)5如果电压表为理想电压表，则可有 00 111r R UEERER 则此时 1 20 E k 因此误差为 00 00 11 2019 100=5 1 19 kk k 3.(2021 全国甲卷)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡(额定电压 2.5V，额定电流 0.3A) 电压表(量程 300mV，内阻 300) 电流表(量程 3
31、00mA，内阻 0.27) 定值电阻 R0 滑动变阻器 R1(阻值 0-20) 电阻箱 R2(最大阻值 9999.9) 电源 E(电动势 6V，内阻不计) 开关 S、导线若干。 完成下列填空： (1)有 3 个阻值分别为 10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在 0300mA 的 U-I 曲线，R0应选取阻值为_的定值电阻； (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_(填“a”或“b”)端； (3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读 取电压表和电流表的示数 U、I，结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为 10mA 时，小灯
32、 泡的电阻为_(保留 1 位有效数字)； (4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V， 该同学经计算知， 应将 R2的阻值 调整为_。然后调节滑动变阻器 R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 2000 220.0 240.0 260.0 2800 300.0 (5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻_(填“增大”“减 小”或“不变”)； (6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为 160mA，可得此
33、时小灯泡电功率 W1=_W(保留 2 位有效数字)；当流过电流表的电流为 300mA 时，小灯泡的电功率为 W2，则 2 1 W W =_(保留至整数)。 答案：(1).10 (2).a (3).0.7 (4).2700 (5).增大 (6).0.074 10 解析： (1) 因为小灯泡额定电压 2.5V，电动势 6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需 要定值电阻分担的电压6V 2.5V3.5VU 则有 0 3.5V 11.7 0.3A R 则需要描绘小灯泡在 0300mA 的伏安特性曲线，即 R0应选取阻值为 10； (2) 为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 a端； (3
34、) 由图可知当流过电流表的电流为 10mA 时，电压为 7mV，则小灯泡的电阻为 3 3 7 10 =0.7 10 10 R (4) 由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V时，有 2VV 30.3 RRR 解得 2 2700R (5) 由图(b)和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中 U I 变大，则灯丝的电阻增大； (6) 根据表格可知当电流为 160mA 时， 电压表的示数为 46mA， 根据(4)的分析可知此时小灯 泡两端电压为 0.46A，则此时小灯泡电功率 W1=0.46V 0.16A0.074W 同理可知当流过电流表的电流为 300mA 时，小灯泡两端电压为 2.5V，此
35、时小灯泡电功率 W2=2.5V 0.3A=0.75W 故有 2 1 0.75 10 0.074 W W 4.(2021 湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀 双掷开关、一个定值电阻(阻值为 0 R)、一个电流表(内阻为 A R)、一根均匀电阻丝(电阻丝总 阻值大于 0 R，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量 电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆 心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： (1)将器材如图(a)连接： (2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的_端(填“a”或
36、“b”)； (3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示 数I，得到多组数据； (4)整理数据并在坐标纸上描点绘图， 所得图像如图(b)所示， 图线斜率为k， 与纵轴截距为d， 设单位角度对应电阻丝的阻值为 0 r，该电池电动势和内阻可表示为E _，r _(用 0 R、 A R、k、d、 0 r表示) (5)为进一步确定结果， 还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值 0 r。 利用现有器材设计实验， 在图(c)方框中画出实验电路图_(电阻丝用滑动变阻器符号表示)； (6)利用测出的 0 r，可得该电池的电动势和内阻。 答案：(1).b (2). 0 r k (3
37、). 0 0A r b RR k (4). 解析： 1开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律 L R S 可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的b端。 2设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为 0 r，根据闭合电路欧姆定律EUIr可 知 A00 ()EI RRrIr 整理得 0A0 1rRRr IEE 结合图象的斜率和截距满足 0 r k E ， A0 RRr b E 解得电源电动势和内阻为 0 r E k 0 0A r b rRR k 3实验器材中有定值电阻 0 R和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图 原理的简单说明： 将开
38、关置于 0 R位置，读出电流表示数 0 I； 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为 0 I，读出此时角度 ； 此时 00 rR，即可求得 0 r数值。 5.(2021 河北卷)某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡(6.3V， 0.15A)，直流电源(9V)，滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设 计的电路如图 1 所示。 (1)根据图 1，完成图 2 中的实物连线_； (2)按照图 1 连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能 是_(单项选择，填正确答案标号)； A.电流表短路 B.滑动变阻器的滑片接触不良 C.
39、滑动变阻器滑片的初始位置在 b端 (3)更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到IU图像，其 中一部分如图 3 所示，根据图像计算出 P 点对应状态下小灯泡的电阻为_(保留三位 有效数字)。 答案：(1). (2).C (3).27.0 解析： (1)1电流表负极与滑动变阻器的右端的b位置连接，如图 (2)2开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。 A.电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A 错误； B.滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误； C.滑动变阻器的滑片开始时置于b端，小灯泡部分分压达到最大，通过
40、电流最大，可能会烧 断小灯泡灯丝，C正确； 故选 C。 (3)根据小灯泡的伏安特性曲线可知在P点时的电压和电流分别为2VU ，74mAI 根据欧姆定律 U I R 可知小灯泡的电阻为 3 2 27.0 74 10 U R I 6.(2021 春 浙江卷) (1)在“测定电池的电动势和内阻”实验中， 用如图所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图所示，则该电池的电动势 E=_V(保留 3位有效数字)；内阻 r=_(保留 2位有效数字)； 现有如图所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为 09999，滑动变阻器阻值变 化范围为 010， 电流表 G的量程为 03mA、 内阻为 200， 电
41、压表的量程有 03V和 0 15V。请在图 3中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势 和内阻的电路图。_ (2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小 涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于_。 A.平面 abcd B.平面 abfe C.平面 abgh D.平面 aehd 【答案】(1).1.46(1.451.47均可) (2).0.64(0.630.67均可) (3). (4).D 【解析】 (1)1根据闭合电路欧姆定律EUIr可得UEIr 将题干中得图线延长与横纵轴分别相交，如图 可知图
42、像与纵轴交点即为电动势，即1.46VE 2图像斜率的绝对值为电源内阻，即 1.46 1.10 0.64 0.56 r 3电流表量程太小，使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量，电路图如图 根据闭合电路欧姆定律 U EUIrUr R 变形得 111r UE RE 绘制 11 UR 图像，可知图像斜率为 r E ，与纵轴截距为 1 E ，从而求解电动势和内阻； 也可以通过电阻箱改装电流表，扩大电流表得量程，实现电流得测量，电路图如图 根据闭合电路欧姆定律EUIr可以绘制UI图像求解电动势和内阻。 (2)4变压器的正视图如图 所以硅钢片应平行于平面 aehd，即选D。 7.(2021 广东卷)某小组研
43、究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和 量程合适的器材。 (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔 _，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0”处。测量时观察到热敏电阻温度越高， 相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而 _。 (2)再按图连接好电路进行测量。 闭合开关 S前，将滑动变阻器 1 R的滑片滑到_端(选填“a”或“b”)。 将温控室的温度设置为 T， 电阻箱 0 R调为某一阻值 01 R。 闭合开关 S，调节滑动变阻器 1 R， 使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流
44、表的示数、T 和 01 R。断 开开关 S。 再将电压表与热敏电阻 C端间的导线改接到 D端，闭合开关 S。反复调节 0 R和 1 R，使电压 表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 02 R。断开开关 S。 实验中记录的阻值 01 R_ 02 R(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值 T R _。 答案：(1).短接 (2).减小 (3).b (4).大于 (5). 0102 RR 解析： (1)12选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越 小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 (2)3闭合开关 S前，应将滑动变阻器
45、R1的阻值调到最大，即将滑片滑到 b端； 45因两次电压表和电流表的示数相同，因为 0102T RRR 即 0102T RRR 可知 R01大于 R02。 8.(2021 北京通州一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。 (1)下列实验器材必须要用的有_(选填字母代号) A.干电池组 B.学生电源 C.多用电表 D.直流电压表 E.滑动电阻器 F.条形磁铁 G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈) (2)下列说法正确的是_(选填字母代号) A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变
46、，改变副线圈的 匝数 C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中 n1、n2分别为原、副线圈的匝数， U1、 U2分别为原、 副线圈的电压， 通过实验数据分析可以得到的实验结论是： _。 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1600 400 12.1 2.90 2 800 400 10.2 4.95 3 400 200 11.9 5.92 【答案】(1)BCG；(2)BC；(3) 11 22 Un Un 。 【解析】(1)在探究变
47、压器原、副线圈电压与匝数关系的实验中，需要用交流电源，故干电 池、直流电压表都不能用，需要用学生电源、多用电表，和可拆式变压器，滑动变阻器是改 变电流的，因为学生电源可以改变原线圈的电压，所以也可以不用它，条形磁铁也没有什么 用途，故选项 BCG 是必须要用到的； (2)为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，这样得到的电压才会较小， 才可能安全，选项 A 错误； 要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝 数，选项 B 正确； 测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，选项 C 也 是正确的； 变压器开始正常工作后
48、，铁芯不导电，是导磁的，从而把电能由原线圈输送到副线圈，选项 D 错误。 (3)通过对比数据发现，在误差允许的范围内，原副匝数比等于原副线圈的电压之比，即 11 22 Un Un 。 9.(2021 北京通州一模)关于“测电源的电动势和内阻”实验，某研究性学习小组的同学用如图 1 所示的电路，测量两节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内电阻 r。实验室提供的器 材如下：待测电池、电压表、电阻箱(阻值范围 0999.9)、开关、导线。 (1)请根据图 1 所示的电路图，在图 2 中画出连线，将器材连接成实验电路_。 (2)开始做实验时，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接
49、入电路 的阻值 R，读取与 R 对应的电压表的示数 U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在 U U R 图 中。请将图 3、图 4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图 5所示的坐标系中 (用“+”表示)，并画出 U U R 图线_。 (3)由 U U R 图线可得该电池组的电动势 E=_V，内电阻 r =_。(均 保留 3 位有效数字) (4)若利用电流表、电压表来测量一节新的干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误 差，图 6中甲、乙两种连接方案应该选择哪一种，并说明理由：_。 【答案】 (1)如下图所示(2 分)； (2)如下图所示(2 分)； (3)2.80V3.10V； 1.
50、301.50(4 分)； (4)选甲方案。因为电流表内阻的一节新干电池的内阻相差不多，会导致乙方案中电源内阻 的测量值误差较大。(2 分) 【解析】(1)根据电路图，一定要先连接电阻箱，使之与电源构成一个通路，然后再把电压 表并联在电阻箱两端即可； (2)电阻箱的读数为 6，电压表的读数为 2.4V，故 U R =0.4A，将该点在图像中找出来，用直 线把这些点连接起来即可； (3)图线与 U 轴的交点即为该电池电动势的大小，其大小为 2.80V；图线的斜率大小即为电 池的内电阻，大小为 r= 2.80 1.0 1.350 =1.33； (3)甲方案，因为电流表内阻的一节新干电池的内阻相差不多
