2020届高考物理名校试题专题21 电学实验(二)(解析版)

=R+R0=25Ω，将此电阻的U-I线画在此电源的U-I图像中，如图；

直线与b的交点为电路的工作点，此时I=60mA，则滑动变阻器消耗的电功率为

P?I2R?0.062?20W?7.2?10?2W.

4、（2020·河南省洛阳市高三一模）.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测盘电压表的内阻（半偏法）。实验室提供的器材如下：待测电压表V（量程3V．内阻约为3000Ω），电阻箱R0（最大组值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100Ω，额定电流2A）。电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。

（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分。将电路图补充完整_______。

R'v____Rv．（2）将这种方法测出的电压表内阻记为R'v．则R'v=______。与电压表内阻的真实值Rv相比，（选填“＞““=”或“＜“）

【答案】 (1). (2). R0 (3). ＞

【解析】（1）[1]．待测电压表电阻（3000欧姆）远大于滑动变阻器R1的电阻值（100欧姆），故滑动变阻

器R1采用分压式接法；电路图如图所示：

（2）[2][3]．根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；

闭合开关s1、s2，调节R1，使电压表的指针满偏；

保持滑动电阻器滑片位置不变，断开s2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏； 读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻；

电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大，故Rv＜Rv′

5、（2020·河北省衡水中学下学期高三一调）某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=200μA，定值电阻R1=2.5Ω，R2=22.5Ω，电源电动势E=1.5V，则该多用表

（1）A接线柱应该是与___________（填“红”或“黑”）表笔连接；

（2）当选择开关接___________（填“a”或“b”）档时其对应的电阻档的倍率更高；

（3）若选a档测量电阻，则原表盘100μA，对应的电阻刻度值应当为_______Ω；原表盘50μA的刻度，对应的电阻刻度值应当为______Ω．

【答案】 (1). 黑 (2). b (3). 150Ω (4). 450Ω

【解析】(1)当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，根据电源正负极连接方式可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与“黑”表笔连接；

（2）整个回路最小电流Imin?EIgRg?Ig，当选择开关接b时，此时R外有最 ， 同时Imin＝R内?R外R1?R2大值．当选择开关接b档时其对应的电阻档的倍率更高．

（3）用a档测量电阻，欧姆调零时，Im＝Ig(Rg?R2)R1?Ig?10000?A，此时R内?E?150?，当ImIg1?100?A，此时干路电流为I?Ig1(Rg?R2)R1?Ig1?5000?A ，由于I?Ig1(Rg?R2)R1E，解得

R内?R外R外?R内?150?；当表盘Ig1?50?A时，此时干路电流为I??Ig1?2500?A，由于

I?E，解得R外?3R内?450?．

R内?R外6、（2020·安徽省安庆市高三上学期期末）第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V，额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：

A.电流表（量程Ⅰ:0～0.6 A，内阻约为1 Ω;量程Ⅱ:0～3 A，内阻约为0.1 Ω） B.电压表(量程为0～6 V，，内阻几千欧) C滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)

D.滑动变阻器R2(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A) E.电池组(电动势为9 V，内阻小于1 Ω) F.开关和导线若干

（1）实验中所用的滑动变阻器应选 ____ (选填“C”或“D”)，电流表的量程应选 _____ (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 （2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。 （ ）

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。(保留两位有效数字)

【答案】 (1). C (2). Ⅰ (3). (4). 2.5 (5). 2.6

【解析】（1）[1][2]．电风扇的额定电流I?P?0.58A，从读数误差的角度考虑，电流表选择量程Ⅰ。电U风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10 Ω的误差较小，即选择C。

[3]．（2）因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。

（3）[4][5]．电压表读数小于1 V时电风扇没启动，由图象可知I=0.4 A。根据欧姆定律得

R?U1??2.5?。 I0.4正常工作时电压为6 V，根据图象知电流为0.57 A，则电风扇发热功率

P=I2R=0.572×2.5 W=0.81 W

则机械功率

P'=UI-I2R=6×0.57 W-0.81 W=2.61 W≈2.6 W。

7、（2020·江苏省苏北四市高三上学期期末）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：

（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为_________mm。

（2）用多用电表“×1 \倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为_________Ω。

（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是_________。