高中物理电学实验难题附答案

2017高中物理电学实验（难题）附答案

参与试题解析

1．（2017?江西模拟）利用如甲图所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V，A为标准电流表，E1为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器

（1）已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200μA，按如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻rg，其中电阻R4约为1kΩ，为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E2应选用 B ，电阻R3应选用 F ，电阻R2应选用 C （选填器材前的字母）． A．电源（电动势为） B．电源（电动势为6V） C．电阻箱（0～Ω）

D．滑动变阻器（0～500Ω）

E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～Ω） F．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～51kΩ）

（2）如果所得R3的阻值为300Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为 Ω，该测量值 略小于 实际值（填“略大于”“略小于”“等于”）

（3）给灵敏电流计G串联一个阻值为 kΩ的电阻就可以将该电流计G改装为量程6V的电压表V．

（4）由（2）确定灵敏电流计的内阻测量值与实际值差异后，将其改装成另一电压表V（甲图虚线框所示）接入甲图电路进而完成甲图实验测量时，电压表V测量值 小于 实际值（填“大于”“小于”或“等于”）；电源E1电动势测量值 小于

实际值（填“大于”“小于”或“等于”）．

【解答】解：（1）由于Ig=200μA，R4约为1kΩ，同时为了减小误差，R2应选择阻值较大的F，所以电源应选取电动势较大的B；根据半偏法原理可知，电阻R3应选用电阻箱C；

（2）当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．如果所得的R1的阻值为Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为Ω．

实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，该测量值“略小于”实际值． （3）根据改装原理可知， U=Ig（Rg+R） 解得：R=

﹣Rg=

﹣300=Ω；

（4）由于电阻箱的测量值因小于真实值，则改装后实验内阻偏小，故电压表的测量值小于真实值；

同时由于采用了相对电源的电流表外接法，电流表示数偏小，故电源电动势的测量值也小于真实值．

故答案为：（1）B，F，C；（2），略小于；（3）；（4）小于，小于．

2．（2017?萧山区模拟）太阳能是一种清洁、“绿色”能源，在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组决定探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干． （1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图．

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I﹣U图象．由图可知，当电压为时，太阳能电池的电阻约为 1×103 Ω．（保留一位有效数字）

（3）该实验小组在另一实验中用一强光照射太阳能电池，使该太阳能电池获得电能，为了测出该电池此时的电动势和内阻，该小组同学决定先用欧姆表进行粗测，再设计合理的电路图．你认为该小组同学的做法合理吗？为什么？ 不能，因为多用电表的欧姆挡自带电源，使用时必须与外电路断开，因此不能测电源内阻 ．

（4）该实验小组设计了如图3所示的电路图，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a，再减小实验中光的强度，用一弱光重复实验，测得U﹣I曲线b，见图4．当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为．则滑动变阻器的测量电阻为 ×103 Ω，

曲线b外电路消耗的电功率为 ×10﹣5 W（计算结果保留两位有效数字）．

【解答】解：（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，电路连接如图．

（2）由图2所示图象可知，当电压小于时，电路电流很小，几乎为零，由欧姆定律可知，太阳能电池的电阻很大；由图2所示图象可知，当电压为时，电流I=，则太阳能电池的电阻R=1×103Ω．

（3）不能，因为多用电表的欧姆挡自带电源，使用时必须与外电路断开，因此不能测电源内阻．

（4）由图4所示曲线可知，路端电压为U1=时电路中电流为I1=210μA，即为强光照射时的工作点，连接该点和坐标原点，如图所示，此直线为此时对应的外电路电阻的U﹣I图线， 滑动变阻器的测量电阻为R=

=×103Ω，

此图线和图线b的交点为弱光照射时的工作点，如图所示．

电流和电压分别为I=97μA、U=，则外电路消耗功率为P=UI=×97×10﹣6≈×10﹣

5W．

故答案为：（1）如图所示；（2）1×103；（3）不能，因为多用电表的欧姆挡自带电源，使用时必须与外电路断开，因此不能测电源内阻；（4）×103；×10﹣5

3．（2017?崇明县二模）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

（A）待测的干电池（B）电流传感器1

（C）电流传感器2（D）滑动变阻器R（0﹣20Ω，2A） （E）定值电阻R0（2000Ω）（F）开关和导线若干

某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验．

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将 变小 （选填“变大”或“变小”）．

（2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω．

（3）若将图线的纵坐标改为 I1R0+I1r ，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为

电

动

势

的

大

小．

【解答】解：（1）滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P向右滑动时 R值减小，电流传感器2的示数变大，电流传感器1的示数变小． （2）由闭合电路欧姆定律可得： I1R0=E﹣（I1+I2）r 变形得：I1=

﹣

I2；

；b=

； ；

由数学知可得：图象中的k=由图可知：b=；k=故解得：E=，r=Ω；

（3）依据公式I1R0=E﹣（I1+I2）r，当I2=0，纵坐标值即为电源的电动势； 因此若图象纵坐标改为路端电压，即I1R0+I1r，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势；

故答案为：（1）变小．（2）（士）V；Ω（士）Ω．（3）I1R0+I1r．

4．（2017?武侯区校级模拟）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．

金属丝（L） 长度为L0 直径为D 电流表（A1） 量程10mA 内阻r1=40Ω 电流表（A2） 量程500μA 内阻r2=750Ω 电压表（V） 量程10V 内阻10kΩ 电阻（R1） 阻值为100Ω 起保护作用 滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω 电池（E） 电动势 内阻很小 开关（S）及导线若干

（1）在下列方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．

（2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=

，式中各符号的意义是 I1为A1的读数，I2为A2的读

数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径 ．

【解答】解：（1）由于提供的电压表量程太大，测量的过程读数的误差大，因此需要将小量程的电流表改装为电压表，将A2与R1并联，改装为电压表，具体电路如图所示：

（2）根据实验电路图，读出A1、A2的示数分别为I1、I2，则有： 电阻丝两端的电压为：U=I2（R1+r2）﹣r1I1① 根据电阻定律有：金属丝的横截面积为：联立①②③解得：

② ③

I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径

故答案为：（1）如图所示； （2）

；I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，

r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径．

5．（2017?泗阳县校级模拟）图（a）是白炽灯L1（220V，100W）和L2（220V，60W）的伏安特性曲线．

（1）图中曲线 A 表示灯L1的伏安特性曲线．（选填“A”或“B”）

（2）随着灯泡L1功率的增大，其灯丝阻值逐渐 变大 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）若将这两个灯泡并联在电路上，在用电高峰时电压仅200V，则此时L1灯的实际功率为 88 W，L2灯的实际功率为 52 W．

（4）若将它们串联后接在220V电源上，则此时L1灯的实际功率为 W，L2灯的实际功率为 W．

（5）若用图（b）所示电路测量L1灯的伏安特性，由于电表存在内阻，实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I﹣U图中位置来得偏 低 （选填“高”或“低”）．

（6）用图（b） 所示电路测量L1灯伏安特性时，已知R0=10Ω，E=300V．则电路中可变电阻R选用下列各种规格时，测量效果最好的是 B ． A．最大电阻5Ω，最大电流10A B．最大电阻50Ω，最大电流6A C．最大电阻500Ω，最大电流1A D．最大电阻5000Ω，最大电流1A

【解答】解：（1）白炽灯L1（220V，100W）和L2（220V，60W）， 根据R=

，所以L1的电阻小于L2的电阻．

根据I﹣U特性曲线可以知道曲线A的电阻较小，所以曲线A表示灯L1的伏安特性曲线．

（2）根据电阻的定义式R=可知，I﹣U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数．

所以随着灯泡L1功率的增大，I﹣U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率减小，其灯丝阻值逐渐变大．

（3）若将这两个灯泡并联在电路上，在用电高峰时电压仅200V，根据I﹣U伏安特性曲线得

L1灯的电流是，L2灯的电流是， 根据P=UI得

此时L1灯的实际功率为88W，L2灯的实际功率为52W．

（4）两电阻串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由I﹣U图象可知，串联时电流应为，此时L1的电压为60V，故此时L1的功率P=U1I1=； L2的电压为160V，故此时L2的功率P=U2I2=；

（5）由于电流表存在内阻，电压表的读数要大于灯泡两端的实际电压．所以实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I﹣U图中位置来得偏低．

（6）图（b）是采用滑动变阻器的分压式接法，电路中接入了R0=10Ω，而E=300V，所以如果可变电阻R的最大电阻是5Ω，那么灯泡两端的电压范围就很小，

如果可变电阻R的最大电阻是500Ω或5000Ω，调节可变电阻不利于数据的测量和采集，所以选最大电阻50Ω，最大电流6A，故选B． 故答案为：（1）A； （2）变大； （3）88，52； （4），； （5）低； （6）B．

6．（2017秋?海淀区校级期末）某同学做“测定金属电阻率”的实验 （1）首先用刻度尺测出该电阻丝的有效长度L如图甲，读数为 cm （2）接着用螺旋测微器测得该金属丝的直径d为 mm

（3）最后用伏安法测量金属丝的电阻，实验前先用欧姆表粗测其电阻，首先将选择开关放在×10档，接着进行的操作是 进行欧姆调零 ，实验时发现指针偏转角度太大．之后该学生进行正确的操作，指针指示如图丙所示，读数为 5Ω ．

（4）该实验测金属丝的电阻有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确） A．电池组（3V，内阻约1Ω）； B．电流表A1（0～3A，内阻约Ω） C．电流表A2（0～，内阻约Ω）

D．灵敏电流表G（满偏电流100μA，内阻100Ω） E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A） F．滑动变阻器R2（0～100Ω，额定电流） G．开关、导线H．待测电阻RxI．电阻箱

①由于没有提供电压表，现将灵敏电流表改装成一个量程为3V的电压表，需要

串联 （填“串联”或“并联”）一个电阻的阻值为 29900Ω

②实验时应选用的电流表为 C ；滑动变阻器为 E （填仪器前面的字母） ③请帮助该同学设计电路图并连接相应的实物图．

（a）根据选用的器材在下面的虚线框中画出电路图，其中改装的电压表直接用V表示；

（b）按电路图在实物图中连接导线，要求实验开始滑动变阻器的滑片处于最右端；

（c）这位同学在其中一次测量过程中，电流表、电压表的示数如图所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为 Ω，该测量值 小于 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），该误差是由于 电压表的分流 造成的．

（5）用L、d、U、I表示该金属丝的电阻率ρ=

（6）另一位同学直接将一个滑动变阻器R1与电池组串联，想研究电池组的输出功率P随路端电压U、总电流I变化的关系．实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电池组的输出功率P会发生变化，图中的各示意图中正确反映P﹣U或P﹣I关系正确的是 CD

（7）针对本实验中改装后的电压表一般都要与标准电压表进行校对．现有灵敏电流计和电阻箱，再给你提供一个量程合适的标准电压表V0，一个4V的电池组E，一个最大阻值为1kΩ的滑动变阻器R，开关S及若干导线，请在方框内设计合适的校对电路图，要求电压从零开始校对，并根据电路图连接实物图

【解答】解：（1）刻度尺的读数为﹣=；

（2）由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为，可动刻度示数为×=，螺旋测微器示数为+=；

（3）选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，先进行欧姆调零，实验时发现指针偏转角度太大，说明所选档位太大，应换小挡，应将选择开关换成欧姆挡的×1档位，然后进行欧姆调零，由图丙可知，电阻丝的电阻为5×1Ω=5Ω． （4）①改装电压表需要串联一个大电阻，根据R=（n﹣1）Rg可知，串联的电阻为：R=

②电路的最大电流I=选择小范围的E，

③测量电路中RX约为5Ω远小于伏特表的内阻，故用电流表外接法，滑动变阻器因是小电阻控制大电阻用分压式接法．故电路图如图所示： 按照电路图连接的实物图，如图所示： 根据电表读数原理及要求可读出U=，I=，

=29900Ω

，所以电流表选择C，为了方便调节，滑动变阻器

则有：R=，

由于电压表的分流作用导致电阻测量值小于真实值， （5）根据欧姆定律得：R=，根据电阻定律得：R=解得：ρ=

，其中S=，

（6）A、当内阻和外阻相等时，输出功率最大，所以当电阻从0开始增大时，电流逐渐减小，但输出功率增大，当内阻和外阻相等时，输出功率最大，电阻进一步增大，电流减小，而输出功率也减小，所以随着电流的增大，输出功率先增大后减小，故A错误，D正确；

B、电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大，而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半，外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故符合条件的图象应为C，故B错误，C正确． 故选：CD

（7）要改装成电压表应串联一个大电阻，则把电流计与电阻箱串联，再与标准电压表并联，要求电压从零开始校对，则变阻器使用分压式，电路图如图所示：

，

根据电路图连接实物图，如图所示：

故答案为：（1）；（2）；（3）进行欧姆调零；5Ω；（4）串联；29900Ω；C；E；如图所示；；小于；电压表的分流；（5）

；（6）CD；（7）如图所示．

7．（2017?海南）某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示．定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱．回答下列问题：

（1）按图（a）在图（b）中将实物连线； （2）表笔a的颜色为 黑 色（填“红”或“黑”） （3）将开关S置于“1”挡时，量程为 10 mA；

（4）定值电阻的阻值R2= 225 Ω，R3= Ω．（结果取3位有效数字） （5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为 mA．

【解答】解：（1）实物连线如图所示：

（2）因电流应从黑表笔流出，所以表笔a的颜色为黑色；

（3）将开关S置于“1”挡时，表头μA和R1、R2串联后再与R3并联，将开关S置于“2”挡时，表头μA和R1串联后再与R2、R3并联，所以开关S置于“1”挡时量程较大，即开关S置于“1”挡时量程应为10mA； （4）设电流表的满偏电流为

=

，其中

，根据欧姆定律，当开关打到1时有=10mA

当开关打到2时有联立以上两式

=225Ω，

==Ω

=．

，其中=1mA

（5）电流表示数为I=故答案为（1）如图： （2）黑； （3）10； （4）225，； （5）．

8．（2017?成都模拟）（1）如图所示为接在频率为50Hz的低压交流电电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的点是依次所选的计数点，但第三个计数点未画出，相邻计数点间均有4个实际打下的点未画出，则由图示数据可求得，该物体的加速度为 体的速度为 s （保留3位有效数字）

打第3个计数点时，该物

（2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．待测干电池（电动势约为，内阻小于Ω） B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻rA=10Ω） C．电流表A2（0～，内阻Ω） D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）

E．滑动变阻器R2（0～200Ω，1A） F．定值电阻R0（990Ω） G．开关和导线若干

①某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲中的（a）、（b）两个参考实验电路．其中合理的是图 a 所示的电路；在该电路中，为操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选 D （填写字母代号）．

②图乙为该同学根据①中选出的合理实验电路利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），则由图线可得被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω．

【解答】解：（1）△S=解得a=

，

﹣=﹣=a，其中t=5×=可解得﹣=2a，

又由﹣=﹣，得=与

=，所以==s

+

）=3

×

（2）①根据欧姆定律若是串联则总电压为U=I（

（10+990）V=3V，与电源电动势接近，故合理的是图a， 由闭合电路欧姆定律估算电路最大电阻为

=

=

Ω=Ω，故滑动变阻

器应选D．

②根据闭合电路欧姆定律有E=

.+

，

（

+

）+（

+

）．r，整理为

=﹣

由图象可读出纵轴截距为，即=，

又图象斜率K==，即=×，

两式联立可得E=，r≈Ω 故答案为（1）

，s

（2）①a，D （3），

9．（2017?双桥区校级模拟）为了测量一精密金属丝的电阻率：（1）先用多用电表初测其电阻约为6Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，测其长度是． （2）除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表V1（量程3V，内阻约为15Ω） B．电压表V2（量程l5V，内阻约为75kΩ） C．电流表A1（量程3A，内阻约为Ω） D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω） E．滑动变阻器R1（0～5Ω，） F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，）

G．输出电压为3V的直流稳压电源E H．电阻箱 I．开关S，导线若干

为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中电压表应选用 A （填序号），电流表应选用 D （填序号），滑动变阻器应选用 E （填序号）；图乙中最合理的电路图应选择 d ．如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式ρ= ．

【解答】解：（1）螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度的读数为×=，所以最终读数为．

（2）电源电动势为3V，所以电压表选择电压表V1（量程3V，内阻约为15Ω），Imax=

=，所以电流表选择电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω），为零方便

调节，滑动变阻器变化范围要小点，故选滑动变阻器R1（0～5Ω，），

由于金属丝的电阻较小，则选择电流表外接法．并为了减少实验误差，且在实验中获得较大的电压调节范围，所以变阻器要选择分压式接法．故选：d 根据欧姆定律得：R=，根据电阻定律得：R=故答案为：（1）；（2）A，D，E，d，

10．（2017?东莞二模）（1）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：

，解得：ρ=

①电火花计时器的工作电压为 220V ，频率 50Hz ．

②打出的纸带如图所示，实验时纸带的 乙 端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）

③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、…、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为 m/s2．

④当地的重力加速度数值为s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因 空气阻力、摩擦阻力 ．

（2）某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，其中有两个步骤是用螺旋测微器测出康铜丝的直径d和用伏安法测量的康铜丝的电阻R．

①用螺旋测微器测量康铜丝直径如丙图所示，由图可知其直径为 mm． ②图乙是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在如图甲所示的实物图中画出连线．

③利用上面的电路图测出的电阻值比真实值 偏小 （填“偏大”或“偏小”），这种误差叫做 系统 误差（填“系统”或“偶然”）．

【解答】解：（1）①电火花打点计时器用220V交流电，频率50Hz； ②纸带做自由落体运动，所以乙端与重物相连； ③由△X=gT2知，g=

=S2；

④测量值有误差的原因：空气阻力、摩擦阻力；

（2）①螺旋测微器的读数为：主尺+半毫米+转筒=1++×=； ②电路如图

③电压值是真实的，由于电压表的分流，电流偏大，故测量的电阻偏小，此种误差属于系统误差．

故答案为：（1）①交流220 V，50 Hz；②乙③④空气阻力、摩擦阻力； （2）①②电路连接如图所示③偏小，系统．

11．（2017?齐齐哈尔校级模拟）Ⅰ、（1）在“测定金属的电阻率”实验中，把金属丝在圆柱形铅笔上单层密绕30圈，用20分度的游标卡尺测得其长度如图所示，则金属丝横截面的直径为 mm

（2）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，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律． （a） 他们应选用下图所示的哪个电路原理图进行实验？答： A

（b） 按照正确的电路图，完成右图中的实物连线．

（c） 实验测得元件Z的电流与电压的关系图象如下图所示．则元件Z是金属材料还是半导体材料？答： 半导体 ．

Ⅱ、用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角α；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点．

（a） 用图中所示各个物理量的符号表示：碰撞前A球的速度VA=

；碰撞后B球的速度VB=

；此实验探究守恒量的最后

等式为 =+ ．

（b） 请你提供两条提高实验精度的建议： ①让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置； ． ②α角取值不要太小； ．

【解答】解：Ⅰ、（1）Ⅰ、（1）游标卡尺的读数为，故每一圈的直径为D=

故答案为：．

（2）（a） 电压从零开始连续调节，故滑动变阻器应该选择分压式接法； 导体电阻较小，与电流表内阻相接近，故选择安培表外接法；

；

故选：A．

（b） 连线图如图：

（c）从伏安特性曲线得到电阻随电压的增加而减小，故为半导体； 故答案为：半导体．

Ⅱ、（a）小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有

mgL（1﹣cosα）=解得 vA=

x小球A碰撞后继续运动，机械能再次守恒，有 mgL（1﹣cosβ）=解得 v′A=

碰撞后B球做平抛运动，根据位移公式，有 S=vBt H=解得 vB=

需要验证A、B球碰撞过程动量守恒，故 mAvA=mAv′A+mBvB 即需要验证

=

故

答

案

为

+：

，，

=+．

（b）题目中的误差来源于空气阻力、落地点的测量等；

故答案为：①让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置； ②α角取值不要太小； ③两球A、B质量不要太小； ④球A质量要尽量比球B质量大．

12．（2017?宁都县校级模拟）在《测定电源电动势和内阻》的实验中，某同学所用的电路图如图所示，测得的数据如下表：

1 2 3 4 5 6

U/V I/A

①实验误差分系统误差和偶然误差两种．该实验的系统误差主要是 由 电压表的分流 引起的，由于系统误差本实验电动势的测量值E真实值E真（填“大于”、“小于”或“等于”）．

用画U﹣I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的 偶然 误差． ②在如图给出的U﹣I坐标系中用已知的数据画出U﹣I图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第 3 组数据有错误． ③求得电动势E= V，内阻r= Ω．（均保留2位有效数字）．

测

小于

【解答】解：①该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；

利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；

而采用图象法处理实验数据可以减小实验的偶然误差，不能减小系统误差； ②如图建立坐标，采取描点连线的方法作出图象如图所示；偏离直线远的数据点记录有错误；故说明第3组纪录有误；

③图象与纵轴的交点值表示电动势，图线的斜率值表示源的内阻．由图可知电源的电动势为；

在计算斜率时在直线上取距离尽量大点的两点计算．故可以选取第1和第6组计算得：r=

≈Ω

故答案为：①电压表的分流，小于，偶然；②图象如上图，3；③，．

13．（2017?雁峰区校级模拟）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0=5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图 （a）所示．

（1）在图（b）所示的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．

（2）请完成下列主要实验步骤；

A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值是 20Ω ．

B．将开关s1闭合，开关s2断开，电压表的示数是； C．将开关s2闭合，电压表的示数是；断开开关s1．

（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是 Ω （计算结果保留二位有效数字）．

（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏 小 （填“大”或“小”）．

【解答】解：（1）由原理图可知，两电键与电阻箱为串联关系，将其连接在电源的两端即可；电压表并联在电阻箱两端，故连线如图所示；

（2）电阻箱只有×10档位有示数为2，故电阻箱的接入电阻应为2×10=20Ω； （3）由题意可知，电源的电动势为，当接入电阻箱时，路端电压为；由电路欧姆定律可知电路中电流为：I=则内电阻与R0之和为r+R0=

A=；

=Ω；故内电阻r=﹣5=Ω；

（4）因电压表内阻不能忽略，故电路中电流存在，电压表示数为电源的输出电压，要比电动势要小；

故答案为：（1）如图；（2）20；（3）；（4）小．

14．（2017?和平区校级模拟）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： （1）电流表（量程、3A）； （2）电压表（量程3V、15V）

（3）定值电阻（阻值1Ω（4）、额定功率5W） （5）定值电阻（阻值10Ω（6），额定功率10W）

（7）滑动变阻器（阻值范围0﹣﹣10Ω（8）、额定电流2A） （9）滑动变阻器（阻值范围0﹣100Ω（10）、额定电流1A）

那么（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 3 V，电流表的量程应选择 A；R0应选择 1 Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 0﹣10 Ω的滑动变阻器．

（2）引起该实验系统误差的主要原因是 电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值 ．

【解答】解：（1）因一节干电池的电动势为，所以电压表量程应选择3V；由于本实验不允许大电流放电，故电流表应选量程； 根据闭合电路欧姆定律知电路中最大电流为

=

，所以定值电阻最小值

=Ω=Ω，又电路中最大电阻为==Ω=Ω，故定值电阻应选

1Ω，滑动变阻器应选0﹣10Ω．

（2）引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值． 故答案为（1）3，，1，0﹣10

（2）电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值．

15．（2017?广饶县校级模拟）现要同时测电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r，给定的器材有：两个电压表、电流表、变阻器R、待测的定值电阻R0、电池、开关S及导线若干．某同学设计了如图甲所示的电路．闭合电键S，调制滑

动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压表1、电压表2和电流表测得数据：并根据测量数据分别描绘了如图乙所示的M、N两条U﹣I直线，不考虑电流表、电压表在测量过程中对电路的影响，请回答下列问题：①根据图中的M、N两条直线可知 BC

A．直线M是根据电压表1和电流表的数据画得的B．直线M是根据电压表2和电流表的数据画得的C．直线N是根据电压表1和电流表的数据画得的D．直线N是根据电压表2和电流表的数据画得的②图象中两直线交点处电路中的工作状态是 AC

A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为 D．电源的效率达到最大值

③根据图可以求得电源电动势E= V，内电阻r= 1 Ω

【解答】解：（1）分别分析电路图和图象，找出对应关系．由电路图分析可知，当R减小时，电路中电流I增大，R0的两端电压增大，则电压表2的读数变大，而路端电压变小，即可电压表1的读数变小，则可判断直线M是根据电压表2和电流表的数据画得的，直线N是根据电压表1和电流表的数据画得的．故BC正确． 故选BC

（2）A、图象中两直线交点处表示两电压表读数相等，则R0的两端电压等于路端电压，即可知R=0，滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端．故A正确． B、由N图线的斜率大小可求出电源的内阻为r=R0==

=

，

=2Ω，r＜R0，故电源的输出功率不是最大．故B错误．

C、定值电阻R0上消耗的功率为P=UI=×1W=．故C正确．

D、此时外电路总电阻最小，路端电压最小，电源的效率最小．故D错误． 故选AC

（3）根据闭合电路欧姆定律得，U=E﹣Ir，得，当I=0时，U=E，即图线N的纵轴截距表示电源的电动势，则读出电源的电动势为E=，图线N的斜率等于电源的内阻，由上知，r=1Ω． 故答案为：

（1）BC； （2）AC； （3），1

16．（2017?金州区校级模拟）某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为，允许最大放电电流为100mA）．在操作台上还准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程4V，电阻RV约为Ω） B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω） C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω） D．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A） E．电阻箱R2（0～Ω，最小分度值Ω） F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R0的阻值，请根据题中所给的实验器材，设计一个测量R0阻值的电路图，并将实验原理图画在图1的方框中（在图中标注所用器材符号）． （2）在做完（1）实验后，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材设计一个测量锂电池的电动势E和内阻r的电路图，并将实验原理图画在图2的方框中（标注所用器材符号）．

（3）为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，根据你在（2）中设计的原理图，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式

．根

据你写的函数关系式所画出的线性函数图象，纵轴截距的物理意义是 电动势的

倒数 ，斜率的物理意义是 短路电流的倒数 ．

【解答】解：（1）电阻R0中最大电流约为Imax==，电流表用A2．采用

电流表内接法，误差较小．让R0与电流表串联，再与电压表并联，接到滑动变阻器滑片上，接入电路，电路图如图1所示；

（2）滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，可用余下的器材电压表V和电阻箱R2合作测量锂电池的电动势E和内阻r．电路如图2所示． （3）根据闭合电路欧姆定律得： E=U+

变形后得：

，所以

与的线性关系是：，纵轴截距的物理意义是电动势的倒数，斜

率的物理意义是短路电流的倒数． 故答案为：（1）如图1 （2）电路如图2

（3）可以用电阻箱和电压表法测定电源的电动势和内电阻，电路如图．与的线性关系是：

；电动势的倒数；短路电流的倒数．

17．（2017?枣强县校级模拟）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡标有“、”字样；

电压表V量程5V，内阻约为5kΩ； 直流电源E的电动势，内阻不计； 开关S及导线若干； 其它供选用的器材还有：

电流表A1量程250mA，内阻约为2Ω； 电流表A2量程500mA，内阻约为1Ω； 滑动变阻器R1阻值0～10Ω； 滑动变阻器R2阻值0～2kΩ．

为了使调节方便，测量的准确度高：

①实验中应选用电流表 A2 ，滑动变阻器 R1 ． ②在图丙虚线框内画出实验电路图．

③由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图（甲）所示，将本实验用的小灯泡接入如图（乙）所示的电路，电源电压恒为6V，定值电阻R3=30Ω．电流表A读数为，此时小灯泡消耗的实际功率为 W．（不计电流表A的内阻）．

【解答】解：①由小灯泡标有“、”字样可知，灯泡的额定电流为：

；因此电流表选择A2量程500mA的，本实验中为了多测数据，

滑动变阻器采用分压接法，故应选用变化范围较小的电阻，故选R1． 故答案为：A2 ，R1．

②本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接，由此可正确画出实验原理图如下所示：

③流过I3的电流为：，因此流过灯泡的电流为：I1=I﹣I3=﹣=

由小灯泡的伏安特性曲线可知，当电流为时，电压为：2V 故功率P=UI=×2V=． 故答案为：．

18．（2017?章贡区校级模拟）二极管是一种半导体元件，它的符号为“

”，

其特点是具有单向导电性，即电流从正极流人时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．

（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线．因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻．其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小．然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断 右 （选填“左”、“右”）端为二极管的正极．

（2）厂家提供的伏安特性曲线如下图，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有： A．直流电源E：电动势3V，内阻忽略不计 B．滑动变阻器R：0～20Ω

C．电压表V﹣：量程5V、内阻约50kΩ D．电压表V：：量程3V、内阻约20kΩ E．电流表A：量程、内阻约Ω

F．电流表mA：量程50mA、内阻约5Ω G．待测二极管D

H．单刀单掷开关S，导线若干

为了提高测量结果的准确度，电压表应选用 D ，电流表应选用 F （填序号字母）．

（3）为了达到测量目的，请在答题卡上画出正确的实验电路原理图

（4）为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议： 在二极管支路串人一阻值合适的限流电阻起保护作用． ．

【解答】解：（1）欧姆表内部有电源，电源正极接在负接线柱上，当红表笔接触右端时，说明红表笔接入电源的负极；此时指针偏角较小，说明电阻较大，故说明接入了反向电压，故二极管右端应为正极；

电源电压为3V，故电压表应选3V量程进行测量；而由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50mA的即可；

（3）为了得出完整的图象，应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法，原理图如图；

（4）为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25mA； 故答案为：（1）右；（2）D F （3）见图 （4）可能的答案：a．在二极管支路串人一阻值合适的限流电阻起保护作用．b．闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25 mA（只要回答合理均可）

19．（2017?安徽一模）某同学从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为，额定电压值已模糊不清了，为了得到额定电压值．他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω．然后拫据公式计算出该灯泡的额定电压U=

=

V=．该

同学怀疑所得电压值不准确，于是．他利用表（I）中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量．当电压达到时，发现灯泡亮度很弱，于是，该同学继续缓慢地增加电压，当达到时．发现灯泡已过亮，立即断开开关，通过表（2）中记录的数据进行分析． 表一：实验器材 电压表V 电流表A1 电流表A2 滑线变阻器R1 滑线变阻器R2

电源E 开关S和导线

量程3V，内阻约3KΩ 量程150mA，内阻约2Ω 量程500mA，内阻约Ω

0～20Ω 0～50Ω 电动势，内阻不计

表二：实际测量的电压、电流值 次数 U/V I/mA

1

2

3

4

5

6

7

80 155 195 227 255 279 310

试完成下列实验要求：

（I ）拫据表（2）中的实验数据，在给出的方格纸内画图．并从图线上分析该灯的额定电压到底为多少 ；与一开始的计箅相比．是大还是小？为什么 灯

丝是非线性元件，阻值随温度升高而增大 ．

（II）从表（2）中的实验数据可以分析，该同学实验时所选择的电路应为下列四个电路图中的 A 图；所用的电流表为 A2 ；滑线变阻器为 R2

．

【解答】解：先分析表中电压和电流的大小，恰当选取纵横坐标轴的标度，所画图线如图所示．从图线上可以看出，在电压等于时，通过计算其功率约为，在电压为时，计算出功率约为，所以其额定电压必在伏以下伏以上．由此，从图线上很快找出的这一点，电流约安，则其功率约为，于是得到该灯的额定电压为． 从题给条件可知，为了安全性毫安表需选用A2，并且需外接，在控制电路中，当采用限流式接法时，通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为

=Ω，

故选用变阻器R2完全可以满足要求．若采用分压式接法，由于灯泡的电阻在

=Ω以下，用变阻器R1 和R2都不便于操作，所以应采用限流式，变阻器选R2，电路图选A． 故答案为：

（Ⅰ） 灯丝是非线性元件，阻值随温度升高而增大 （Ⅱ）A A2 R2

20．（2017?长葛市校级模拟）一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材： 电压表V （量程3V、内阻约为3kΩ） （量程15V、内阻约为15kΩ）

电流表A1 （量程200μA、内阻约为100Ω） 电流表A2 （量程5mA、内阻约为10Ω） 电流表A3 （量程、内阻约为1Ω） 电源 电动势为3V

滑动变阻器R的最大阻值为200Ω开关S

a．在实验中电压表量程应选 3V ，电流表应选

．

b．为了尽可能减少误差，请你在图1虚线框中画出本实验的电路图． c、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图2所需的实物连接起来．

【解答】解；a、因电源电动势为3V，所以电压表量程应选3V，根据欧姆定律可求出通过待测电阻的电流I==b、由于

mA～

mA，所以电流表应选

．

，所以电流表应用内接法；由于滑动变阻器最大阻值远小于待

测电阻，变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：

c、实物图连线如图所示；

故答案为a 3V， b 如图 c 如图

21．（2017?丰都县校级模拟）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量： 电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）； 电流表（量程300μA，内约50Ω）；

滑动变阻器（10Ω，1A）；

电池组（电动势12v，内阻r=6Ω）； 单刀单掷开关一个、导线若干．

下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示

0 0

22 65 109 155 175 240

根据以上所述请回答下面的问题： （1）玻璃管内径d的测量值为 mm；

（2）根据表1数据在图3坐标中已描点，请作出U﹣I图象，根据图象求出电阻R= ×104 Ω（保留两位有效数字）； （3）计算导电溶液的电阻率表达式是ρ= （4）请在（图l）中补画出未连接的导线．

（用R、d、L表示）

【解答】解：（1）游标卡尺读数为d=30mm+15×=

（2）用直尺将各点连接，舍去偏离较远的点，画出的图象如图所示，可求出电阻R=×104Ω

（3）根据R=可得ρ=

（4）由于，电流表应选内接法；由于滑动变阻器最大阻值远小于待测

电阻值，故变阻器应用分压式，电路图如图所示，补画完整的实物连线图如图所示：

故答案为（1）

（2）×104，如图 （3） （4）如图

，

22．（2017?和平区校级二模）（1）某人在某行星表面以速率v竖直上抛一物体，经时间t落回手中，已知该行星的半径为R，则能在这个行星表面附近绕该行星做匀速圆周运动的卫星所具有的速率为 （2）游标卡尺读数是 cm，

当正确使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图1所承．此时选择开关对准×10Ω档，则被测电阻的阻值为 400 Ω．

（3）“探究加速度与物体质量，物体受力关系”的实验装置如图2所示， ①实验的研究对象是小车，当作用力一定时（悬挂的砝码盘和盘内的砝码重力不变），探究加速度与质量的关系时，以下说法中正确的是 B A．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和砝码盘及盘内砝码的质量m后，直接用公式

求出．

②如图3所示为某同学根据测量数据作出的a﹣F图象，说明实验存在的问题是 没有平衡摩擦力或平衡不足

（4）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图4所示．供选择的仪器如下： ①待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）； ②电流表G2（0～10mA，内阻约l00Ω）； ③定值电阻R1（300Ω）； ④定值电阻R2（10Ω）；． ⑤滑动变阻器R3（0～1000Ω）； ⑥滑动变阻器R4（0～20Ω）； ⑦干电池（）； ⑧电键S及导线若干．

（1）定值电阻应选 ③ ，滑动变阻器应选 ⑥ ．（在空格内填写序号） （2）用连线连接实物图．

（3）闭合电键S，多次移动滑动触头，记录多组G1、G2的读数I1、I2，以I2为纵

坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图5所示．根据I2﹣I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 r1=（K﹣1）R1 ．

【解答】解：（1）根据匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加速度为g=，

该星球的第一宇宙速度，即为卫星在其表面附近绕它做匀速圆周运动的线速度，该星球对卫星的引力（重力）提供卫星做圆周运动的向心力． 则mg=

，该星球表面的第一宇宙速度为v=

=

．

（2）游标卡尺的读数为：主尺+游标尺=102mm+7×= 欧姆表的读数为：示数×倍率=40×10=400Ω （3）①A、平衡摩擦力时不连接砝码盘，A错误；

B、每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，B正确； C、实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，C错误； D、小车与砝码盘一起加速运动，公式为mg=（M+m）a，D错误； 故选B

②没有平衡摩擦力或平衡不足．

（4）①根据实验的安全性和便于操作定值电阻选③，滑动变阻器选⑥； ③待测电流表两端的电压约为，定值电阻中电流为几毫安，所以定值电阻选R1，电路设计为分压电路，滑动变阻器选小的便于操作，选R4，

由分压原理，I1r1=（I2﹣I1）R1，由图象知I2﹣I1图象的效率K=联立解得：r1=（K﹣1）R1 答案为：

，，400，B，没有平衡摩擦力或平衡不足，③，⑥，（K﹣1）R1

23．（2017秋?余江县校级月考）有一小灯泡上标有“6V，”的字样，现要测量灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．电压表（0～5V，内阻Ω） B．电压表（0～10V，内阻Ω） C．电流表（0～，内阻Ω） D．电流表（0～6A，内阻Ω） E．滑动变阻器（30Ω，2A）

F．学生电源（直流9V）及开关、导线等

（1）实验中所用的器材为 BCEF （填字母代号）． （2）在方框内画出实验电路图．

【解答】解：（1）灯泡额定电压是6V，电压表选：B；灯泡额定电流为，电流表选：C．

实验还需要滑动变阻器（30Ω，2A），学生电源（直流9V）及开关、导线等， 所以实验中所用的器材为：BCEF．

（2）测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法； 灯泡内阻约为：R=

=60Ω，

小灯泡的电阻远小于电压表内阻，接近电流表内阻，故电流表应采用外接法，电路图如图所示：

故答案为：（1）BCEF （2）如图

24．（2017?江苏）某同学利用如图1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的数据如表： 电阻R/Ω 电压U/V

请根据实验数据在图2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．利用（1）中测绘的U﹣R图象可得RX= 20 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 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）．现将一已知阻值为10Ω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？

【解答】解：（1）根据表格数据，选取横坐标单位长度为10Ω，纵坐标的单位长度为，建立U﹣R坐标系，然后根据表中数据描点，最后用光滑的曲线连接所描

的点，即作出U﹣R图，如图所示：

（2）在U﹣R图中作出U=2V的直线，与图象有一交点，通过交点作横轴的垂线，与横轴交与R=20Ω的点，即当U=时，Rx=20Ω （3）因为

，当电池的内阻r增大时，则

增大，

同一个R，则减小，即电压表读数将变小，按原来的U

﹣R图象，则电阻的测量值小于真实值，即偏小．要使电压表读数为，因为电池内阻r增大，应该把滑动变阻器阻值R’调小，以至于使R'+r不变． 答案：（1）U﹣R图如图所示， （2）20，

（3）偏小；改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为．

25．（2017?福建）（1）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： ①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm． ②小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是 C ．（填选项前的字母） A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为

C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大

D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

（2）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至 D 档进行测量．（填选项前的字母）

A．直流电压10V B．直流电流5mA C．欧姆×100 D．欧姆×1

②该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．

Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最 左 端；（填“左”或“右”）

Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是 1 点至 5 点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至 3点”的导线）

Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而 增大 ．（填“不变”、“增大”或“减小”）

【解答】解：（1）①主尺读数为9mm，游标读数为×7=，所以最终读数为=． ②A、用单摆的最大摆角应小于10°，故A错误；

B、一个周期的时间内，摆球通过最低点2次，故B错误； C、由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式

可知，摆长偏大则代

入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确； D、为减小实验误差因，应选择密度较大的摆球，故D错误． 故选C．

（2）：①变小电珠在接入电路前电阻值很小，应用欧姆×1档进行测量． ②Ⅰ为保护小电珠不超过额定电压，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端；

Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器的分压式没有用好，也就是灯泡没有分到支路上，即1 点至 5 点的导线没有连接好； Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，图象上每一点到原点的连线的斜率等于电阻的倒数，电压的增大，每一点到原点的连线的斜率减小， 则小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大． 故答案为：（1）① ②C

（2）①D ②Ⅰ．左；Ⅱ.1 点至 5 点（或 5 点至 1 点）；Ⅲ．增大

26．（2017?四川）（1）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为 5 cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是 D ．（R视为质点）

（2）为测量一电源的电动势及内阻，

①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表 A．量程为1V、内阻大约为1KΩ的电压V1． B．量程为2V、内阻大约为2KΩ的电压V2． C．量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压V3．

选择电压表 V3 串联 6 KΩ的电阻可以改转成量程为9V的电压表

②利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号V1，

V2，V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图．

③．根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为时、电阻箱值为Ω；电压表示数为时，电阻箱的阻值为Ω，则电源的电动势E= V、内阻r= 10 Ω．

【解答】解：（1）“研究运动的合成与分解”实验中： 小圆柱体R在竖直方向匀速运动有y=v0t，为0的匀加速直线运动

，轨迹示意图是D．

（2）①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压V3表盘刻度改装容易，读数容易，改装后量程和内阻都扩大3倍，所以改装时需要串联6KΩ的电阻． ②实验原理电路图，如图：

③电压表示数为时，改装电压表的示数为，即加在电阻箱上的电压是，根据闭合电路的欧姆定律 E= r=10Ω

故答案为：（1）5，D；

（2）①V3；6；②电路如图所示：③，10．

，同理有

．连立二式解得 ，在水平方向做初速

得a=2cm/s2，R的速度大小为

27．（2017?浙江）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图1所示的

实验电路．M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I=，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表： x/mm U/V

600

700

800

901001201401601802002102202302400

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

（1）在图2中绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线； （2）求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．

【解答】解：（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线

（2）根据电阻定律可得．

通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．

28．（2017?上海学业考试）某同学利用电流、电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，采用了如图甲所示的电路．实验中得出了如下一组数据： 电流（A） 电压（V）

（1）图甲中矩形框1中应接 电压传感器 ，矩形框2中应接 小灯泡 ，矩形框3中应接 电流传感器 ；（选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”） （2）在图乙中画出小灯泡的U﹣I图线；

（3）把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中，若电源电动势E=，内阻不计，定值电阻R=10Ω，此时每个灯泡的实际功率是 ～ W．（结果保留两

位

有

效

数

字

）

【解答】解：（1）由电路图甲可知，电压传感器1小灯泡的电压，电压传感器3测量灯泡的电流，因此图甲中矩形框1中应接电压传感器，矩形框2中应接小灯泡，矩形框3中应接电流传感器．

故答案为：电压传感器、小灯泡、电流传感器．

（2）根据所提供的数据，利用描点法可以正确画出小灯泡的U﹣I图线如下图所示：

（3）由图丙串联电路的知识结合灯泡的U﹣I图线可知，当电流为时，电阻电压为：U=×10Ω=，灯泡电压为，此时的整个回路电压为：++=符合条件，因此此时灯泡的实际功率为：P=UI≈，在范围～内都正确． 故答案为：～．

29．（2017?乐平市校级模拟）现已离不开电视、手机等电子产品，但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水，这些废水是否达标也引起了人们的关注．某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω?m）．图甲为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．他将水样注满容器后，进行以下操作：

（1）他先后用多用电表欧姆档的“×1k”、“×100”两个档位粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图乙中所示，则所测水样的电阻约为 1800 Ω． （2）他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所取水样的电阻 A．电流表（量程5mA，电阻RA=800Ω） B．电压表（量程15V，电阻RV约为Ω） C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A） D．电源（12V，内阻约10Ω） E．开关一只、导线若干

请用笔线代替导线帮他在图丙中完成电路连接．

（3）正确连接电路后，这位同学闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量得出一系列数据如下表所示，请你在图丁的坐标系中作出U﹣I关系图线． U/V I/mA

（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 136 Ω?m．据此可知，所测水样在电阻率这一指标上 不达标 （选填“达标”或“不达标”）．

【解答】解：（1）欧姆表所测的电阻等于读数乘以倍率，用×1k档测量，指针偏转角度太大，测量误差较大，所以用×100档测量比较准确，R=18×100Ω=1800Ω．

（2）待测电阻与电流表的内阻相当，属于小电阻，电流表采取外接法．由于滑动变阻器总电阻较小，若采用限流式接法，调节时电压、电流基本不变，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如下图1． （3）根据U、I所测的数据做出U﹣I图线，如图2． （4）根据U﹣I图线知，电阻R=

，因为

，所以

＜200Ω．m，在电阻率指标上不达标．

故答案为：（1）1800Ω （2）如答图1 （3）如答图2 （4）136Ω?m、不达标

30．（2017?市中区校级模拟）2010年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的．突破性研究”．石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：

①A组方案：实验电路如图1所示（整根铅笔芯连在电路中）．主要步骤如下，请完成相关推算：

a．图2是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整．

b．实验中测出多组U、I数据；

c．将测量数据描在图3所示的坐标纸上．请在图3中完成该铅笔芯的U﹣I图线，并根据图线求出其电阻值R= Ω． d．由

求得铅笔芯的电阻率．

②B组方案：实验电路如图4所示．主要步骤如下，请完成相关推算：

a．闭合开关Sl，单刀双掷开关S2扳到“1”位置，调节变阻器R'，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O点的距离Li；

b．保持R'不变，开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图5所示，则这段长度为Li的铅笔芯的阻值为 Ω；

c．移动金属滑环，重复a、b步骤．记下多组R、L数据，画出R﹣L图线，求出该铅笔芯的电阻率．

③从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是 B 组（填“A”或“B“）． 【解答】解：①a．连线如图

c．如图，用一条过坐标原点的直线将各个点连接起来，直线的斜率表示电阻

根据欧姆定律，电阻为R=故答案为：．

=5Ω

②b．电阻箱各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的电阻值，故R=Ω

③方案A中，由于电压表的分流作用，电流测量值偏大，故电阻测量值偏小，而方案B中电阻测量值较为准确； 故选B．