专题17 电学实验
1.（2017全国卷Ⅰ）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dVV（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；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0~3.8 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.
d
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__________（填“增大”“不变”或“减小”）.
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）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）
（2）增大 增大 （3）0.39 1.17
解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相
1
关的知识点. (1)要实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表
应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时
电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω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：
I??1EU?，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯R?rR?r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.
2.（2017全国卷Ⅱ）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）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 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 Ω）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2.C、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
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为 Ω（填“20”或“2 000”）.
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，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”）.
④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω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 Ω（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）连线见解析 （2）①20 ②左 ③相等 ④2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程 解析：（1）实物连线如图：
（2）①滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器； ②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置； ③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，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接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等；
3
Rz1RA?④设滑片P两侧电阻分别为R21和R22，因B与D所在位置的电势相等，可知；；R21R22同理当Rz和微安表对调后，仍有：
RARz2?；联立两式解得：R21R22RA?Rz1RZ2?2500?2601??2550?.
（3）为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程.
3.（2017全国卷Ⅲ）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池；
R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为
480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡.
d
（1）图（a）中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接. （2）关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）. A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω.
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示.若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________.（结果均保留3位有效数字）
答案：（1）黑 （2）B （3）160 880 （4）1.47 mA（或1.48 mA） 1 100 Ω 2.95V 解析：（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔.
（2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6
4
使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置.
（3）B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1?R2?IgRgI1?Ig?160 ?；B端与
“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4?U1?IgRgI1?880 ?.
（4）若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为1 100 Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5 V的电压表，则读数为2.95 V.
4.（2017江苏卷）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用 （选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）． （3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）．
5
2020年高考物理复习专题17电学实验真题训练(含解析)
