1、专题17 电学实验1.（2023年全国卷）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V（量程3 V，内阻3 k）；电流表（量程0.5 A，内阻0.5 ）；固定电阻R0（阻值1 000 ）；滑动变阻器R（阻值09.0 ）；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03.8 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.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”）.（
2、3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 ）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关的知识点. (1)要实现在03.8 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 ，所以需将电流表外接.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，
3、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 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：，当直线的斜率最大时，与灯泡的IU曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大.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.（2023年全国卷）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 A，内阻
4、大约为2 500 ）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 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 ）；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）完成下列填空：R1的阻值为 （填“20”或“2 000”）.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.将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，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
5、.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”）.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 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 （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）20 左 相等 2 550 （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）滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 的滑动变阻器；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
6、左端对应的位置；将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，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；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；同理当Rz和微安表对调后，仍有：；联立两式解得：.（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.（2023年全国卷）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；表头的满偏电流为250 A，内阻为
7、480 .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 挡.（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=_，R4=_.（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示.若
8、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 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；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以.（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
9、读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆100 挡，则读数为1 100 ；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.（2023年江苏卷）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111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 ，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（0200 ）、滑动变阻器R2（0500 ）、热
10、敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关S、导线若干为使该装置实现对3080 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112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111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”）（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，下列操作步
11、骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 答案：（1）E2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4）解析：本题考查研究温控装置的实验. (1)如果电源用E1，则在t=30 时电路中的最大电流 ，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t=80 时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R，则 ，解得R=330.9 ，因此滑动变阻器应选用R2.(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.(3)如果只有b、c间断
12、路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转.(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 ，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路.因此操作步骤的正确顺序是.5.（2023年天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0 k，电阻R1=9.0 k，为了
13、方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 的电阻.按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开.排除故障后，该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图.由I1I2图象得到电池的电动势E=_V，内阻r=_.答案：（3） 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可）解析：本题考查用多用电表检查电路故障以及伏安法测量电源的
14、电动势和内阻.根据U=IR，导线电阻R等于零，所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开，据此可推断出导线是完整的还是断开的.将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U=I1(r1+R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1+R1)=E-I2(r+R0)，整理得 ，由题图可知，纵轴截距 ，所以电动势E=0.1410-3(1 103+9 103) V=1.4 V，斜率的绝对值表示，即 ，解得r0.5 .6.（2023年海南卷）某同学用伏安法测量待测电阻的阻值现有器材为：待测电阻R（阻值约为5）电源（电动势3V）滑动变阻器（阻值范围010）电流表（量程0.6A，3A电压表（量程3V，15V）开关，导线若干实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用回答下列问题：（1）按照实验要求在图（a）中画出实物连线图（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V，电流表的示数始终接近0写出产生这种现象的一个原因： （3）在连线正确后，闭合开关电压表和电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示由图可知，电压表读数为 V，电流表读数为 A由此可得待测电阻的阻值为 （结果保留3位有效数字）答案：（1）如图所示，（2）待测电阻R断路，（3）2.20，0.48，4.58解析：（1）因为