高考物理习题精选 电学实验2
1．一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的深度是________cm；该同学又利用螺旋测微器测量一金属板的厚度为5.702 mm，则图乙中可动刻度a、b处的数字分别是________、________。
2．某兴趣小组要精确测定额定电压为3 V的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500 Ω。实验室提供的器材有：
A．电流表A(量程：0～3 mA，内阻RA＝15 Ω) B．定值电阻R1＝1 985 Ω C．滑动变阻器R(0～10 Ω)
D．电压表V(量程：0～12 V，内阻RV＝1 kΩ) E．蓄电池E(电动势为12 V，内阻r很小) F．开关S一个 G．导线若干
(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的________。
(2)选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量节能灯电阻的表达式Rx＝________(用题目中给的相应字母表示)。当电流表中的电流强度I＝________mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。
3．利用如图甲所示的电路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。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，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，内阻约为1 Ω)； 电流表A1(量程0～100 mA，内阻约为5 Ω)； 电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)； 电阻箱R(0～999.9 Ω)； 开关、导线若干。 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．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路。 C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大。
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。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，闭合开关，调整电阻箱的阻值，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，整理好器材。
(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝__________mm；
(2)实验中电流表应选择__________(选填“A1”或“A2”)；
(3)用记录的多组电阻箱的阻值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L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果________(选填“有”或“无”)影响。 4．在“绘制小灯泡的伏安特性曲线”的实验中。
甲
(1)小王同学根据实验测得的数据，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲(不是过原点的直线)，请你解释形成的原因：____________________________________。
(2)若把3个这样完全相同的小灯泡串联后，接到6 V的恒压电源后，求每个小灯泡的电阻为________Ω，每个小灯泡上消耗的电功率P＝________W。
乙
(3)如图乙，若电源的电动势和内阻分别为E＝1.5 V，r＝1.0 Ω，保护电阻(与电源串联使用，2
防止电路中电流过大)为R＝ Ω，则将三个这样完全相同的小灯泡并联后，再接入电路，
3则三个小灯泡消耗的总功率为P总＝________W。(结果保留两位有效数字)
5．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得出伏安特性曲线如图甲所示。所用小灯泡的额定电压是3.0 V。 (1)画出实验电路图。
(2)将实物图乙连接成实验电路。
(3)根据图甲，该小灯泡在电压为2.8 V时的实际电阻为________ Ω(结果保留三位有效数字)。
(4)关于该实验的系统误差，下列判断正确的是________。
A．系统误差主要是由电压表的分流引起的，电压越大误差越大 B．系统误差主要是由电流表的分压引起的，电流越大误差越大 C．系统误差主要是由忽略电源内阻引起的，电源内阻越大误差越大
D．系统误差主要是由读数时的估读引起的，电压越大误差越大
6．有一个额定电压为2.8 V，额定功率约为0.8 W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线，有下列器材供选用： A．电压表(0～3 V，内阻6 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻30 kΩ) C．电流表(0～3 A，内阻0.1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω) E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)
G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)
(1)用如图甲所示的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(用序号字母代表)
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________ Ω。
(3)若将此灯泡与电动势为6 V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________ Ω的电阻。
参
1．解析 图中游标卡尺主尺读数为10 mm，20分度游标尺精确度为0.05 mm，游标尺上第12条刻度线与主尺对齐，故游标尺读数为12×0.05 mm＝0.60 mm，所以金属管深度为10.60 mm＝1.060 cm。螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5 mm，可动刻度最小分度值为0.01 mm，可动刻度部分读数应为20.2×0.01，因此a处数字应为20，b处数字为25。 答案 1.060 20 25
2．解析 (1)实验中将电压表当做电流表使用，电流表与定值电阻串联后当做电压表使用，根据两表的内阻及节能灯的阻值关系可确定电路应采用外接方式，故选择C。
I（R1＋RA）IRV（R1＋RA）
(2)由电路的结构可知，Rx＝＝，节能灯的额定电压为3 V，对应电流表电流为
UU－IRV－IRV1.5 mA。
IRV（R1＋RA）
答案 (1)C (2) 1.5
U－IRV
3．解析 (1)螺旋测微器的读数d＝0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm；(2)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流Imax＝
E3＝A＝143 mA，所以电流表应选A1；(3)根据闭合电路欧姆定律得Ig＝Rx＋r1＋20
EEL4ρE
，则R＝－r－Rx，根据电阻定律应得Rx＝ρ，联立以上两式可得R＝－2L＋－r，根据函
Ig12πdIgr＋Rx＋Rπd
44ρR0R0πd2
数斜率的概念得2＝，解得ρ＝；(4)本题中若考虑电流表内阻RA，可将电流表内阻看作电源内阻
πdL04L04ρE
的一部分，则有R＝－2L＋－(r＋RA)，对图象的斜率没有影响，即电流表内阻对电阻率的测量结果无
πdIg影响。
πd2
答案 (1)0.728～0.732 (2)A1 (3)R0 (4)无
4L0
4．解析 (1)随灯泡电压与电流的增大，灯泡实际功率增大，导致灯泡温度升高，灯丝电阻变大，I与U不成正比，因此灯泡的I－U图象不是直线，是曲线。(2)3个灯泡串联接到6 V恒压电源两端，则每个灯U
泡分压2 V，从图中看到，此时对应的电流为0.259 A，则每个灯泡电阻为R＝＝7.7 Ω，每个小灯泡消耗
I的功率P＝UI＝0.52 W。(3)当将三个灯泡并联与电源和保护电阻相连时，三个灯泡消耗的总功率P＝
1.527.7E27.7× W＝0.32 W。 ()R并＝2＋1.0＋3R＋r＋R并33答案 (1)温度升高，小灯泡电阻增大
(2)7.7 0.52 (3)0.32(0.30～0.35均对)
5．解析 (1)描绘小灯泡的伏安特性曲线，由I－U图线可知：要求小灯泡两端的电压从0开始调节，则滑动变阻器起分压作用，而一般小灯泡的电阻较小，则电流表外接，如答案图所示。
(2)实物连线时，本着先串后并的原则，要求导线不相交。由于小灯泡的额定电压为3.0 V，则电压表的量程选择3 V，由I－U图象数据可知：电流表的量程选择0.6 A。
U
(3)由I－U图象可知：当小灯泡两端电压U＝2.8 V时，其电流为0.26 A，则R＝＝10.8 Ω。
I
(4)由于电流表测的是电压表和小灯泡的电流之和，电压表的读数是小灯泡两端的实际电压，且电压表分流越大，该实验的系统误差越大，故选项A正确。 答案 (1)如图所示
(2)如图所示
(3)10.8 (4)A
6．解析 由题中分压外接电路及所给小灯泡的相关数据可知电压表应选择A，电流表应选择D，滑动变UL
阻器应选择E；由灯泡伏安特性曲线找到2.8 V时小灯泡的电流，由R＝可求得电阻；若将小灯泡与6
I
E
V的电源连接，由UL＝E－R1，可解得R1。
R＋R1答案 (1)A D E (2)10 (3)11.4
