衡水万卷2021届高三物理二轮复习周测卷二十电磁学实验含解析.doc

电磁学实验
一 、实验题（本大题共5小题 ）
1. 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用小灯泡上标有“3.8V 0.5A”的字样，现有电压表（0～4.5 V内阻约为3kΩ）、电源、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表（0～0.6A内阻约为1Ω） B．电流表（0～3A内阻约为0.25Ω）
C．滑动变阻器（0～20） D．滑动变阻器（0～500）
（1）实验中如果即满足测量要求，又要误差较小，电流表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（选填相应器材前的字母）
（2）下列给出了四个电路图，请你根据实验要求选择正确的实验电路图
A
×
A
V
R
S
B
×
A
V
R
S
D
×
A
V
R
S
C
×
A
V
R
S

（3）下图是实验所用器材实物图，图中已连接了部分导线，请你补充完成实物间的连线。

I/A
U/V
0 1 2 3 4
0.6
0.4
0.2

（4）某同学在实验中得到了几组数据，在下图所示的电流—电压（I—U）坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，根据此电流—电压图线可知，小灯泡的电阻随电压的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”），其原因是___________________，同时可以根据此图像确定小灯泡在电压为2 V时的电阻R = Ω

（5）根据此电流—电压图线，若小灯泡的功率是P，通过小灯泡的电流是I，下列给出的四个图中可能正确的是 。
I
P
A
I
P
B
I2
P
C
I2
P
D

2. 某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。步骤如下：
0
25
20
15
乙
丙
5
6
7
0
5
10
甲
cm
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为 cm；

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为 mm；
(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱形导体电阻R
电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)
电流表A2(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)
电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)
电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，额定电流2.0 A)
滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，额定电流0.5 A)
开关S，导线若干
为减小实验误差，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出合理的测量电路图，并标明所用器材的代号。

3. 利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值3.0Ω)，电阻R1(阻值3.0Ω)，电流表(量程为200mA，内阻为RA=6.0Ω)，开关S．

实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以为纵坐标，R为横坐标，作- R图线(用直线拟合)
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b
回答下列问题：
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1/I与R的关系式为 。
(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答：① ，② 。
R/
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0

(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k= ，截距b= A-1．
(4)根据图线求得电源电动势E= V，内阻r = ．
4.（1）某照明电路出现故障，其电路如题6图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。
①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如题6图2所示，读数为 V，说明 正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）。
②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和题6图2相同，可判断发生故障的器件是 。（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）
≌
a
b
蓄电池
保险丝
开关
小灯
c
图1
图2

（2）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L（L>PQ）。
D
图3
Q
C
P

他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP、TQ。随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P到C的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到TP、TQ与绳长的关系曲线如题6图4所示。由实验可知：
①曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为 cm，该曲线为 （选填：TP或TQ）的曲线。
②在重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是 （选填：P或Q）点所在的立柱。
③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力为T0= N，它与L、D、m和重力加速度g的关系
为T0= 。

图4
Ⅰ
Ⅱ
T/N
PC(cm)
0
80
100
40
20
60
160
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
120
140

5. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图 (a)、(b)所示，长度为________ cm，直径为________ mm.

(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下．
①将滑动变阻器R1的阻值置于最____处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.
②将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280 Ω.
(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.
2016万卷周测卷（二十）答案解析
一 、实验题
1.【答案】（1）A（2分）；C（2分） （2）C（2分） （3）见图（2分） （4）增大（2分）；电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大（2分）；
5（2分） （5）D（4分）

2. 【答案】(1) 5.015 (2分) (2) 4.700 (2分) (3) 220 (2分)
(4)如图所示 (4分)(电压表选V1、电流表选A2、分压接法、电流表外接各1分)
R1
E

R
V1
A2

3. 【答案】(1) 或

(2)①0.110 ②9.09
(3)见图(c)答1.0
6.0
(4)3.0
1.0
【解析】(1)由于电流表与电阻R1并联，且RA=6.0Ω，R1=3.0Ω，当电流表示数为I时，电路总电流应为3I。根据闭合电路欧姆定律有：E=3I(+R0+R+r)，代入数据整理得：
(2)根据图（b）可得电流表示数为110mA=0.110A；所以1/I=9.09
(3)见图(c)答
(4) 根据和图象可得：，，解得：E=3V r=1.0Ω．
4. 【答案】（1）①11.5V（11.2.V～11.8V之间的值均可），蓄电池；②小灯。
（2）①60，TP；②Q；③4.30，
【解析】(1)①由题图2可知，直流50V挡的最小分度为lV，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。②同理可知，两表笔
接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。
(2)①由题图4可读出，Ⅱ中拉力最大时，c与p点的距离为60 cm。此时以C点为研究对象，如图所示，竖直方向,水平方向。当时，，即，若C点左移即减小，则增大，减小，减小，增大，，即,故Ⅱ为的曲线，Ⅰ为的曲线。

②由题图4可知图线I对应的极值最大，故受到最大拉力的是Q点所在的立柱。
③曲线I、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力 为4.30 N。
此时满足关系：

解得：
5.【答案】　(1)5.01　5.315　(2)大　大　(3)1 280

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