高考物理二轮复习 第一部分 专题十二 电学实验限时集训

专题限时集训(十二)电学实验(对应学生用书第139页)(建议用时：40分钟)1(8分)(2017长沙一模)如图1223所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 A，内阻rg100 ，调零电阻最大阻值R50 k，串联的固定电阻R050 ，电池电动势E15 V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是 ()图1223A3080 kB38 kC300800 kD3 0008 000 kB多用电表指针满偏时对应的内阻为R内5 k，当RxR内时表针指在中央，多用电表指针在表盘中央附近时误差较小，所以其测量范围是38 k，故本题答案为B2(10分)(2017辽宁模拟)一直流电压表，量程为1 V，内阻为1 000 ，现将一阻值为5 0007 000 之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源(电动势E为67 V，内阻可忽略不计)，一阻值R22 000 的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线图1224(1)为达到上述目的，将图1224所示的电路图连成一个完整的实验电路图(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为090 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为070 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为_V，电源电动势为_V【解析】在测量时，一次将改装电压表接在电源上，一次将改装电压表与定值电阻串联后接在电源上，分别根据闭合电路的欧姆定律列式，联立方程组求出改装电压表的内阻，两个开关都闭合时，ERV，当S1闭合，S2断开时，E(RVR2)，联立得RV7 000 ，E63 V，改装电压表的量程为7 000 V7 V【答案】(1)电路如图所示(2)7633(12分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3 ，实验室备有下列实验器材：A电压表V(量程3 V，内阻约为3 k)B电流表A(量程06 A，内阻约为1 )C滑动变阻器R(010 ，额定电流05 A)D电源E(电动势为3 V，内阻约为03 )E开关S，导线若干甲乙丙丁图1225(1)为减小实验误差，应选用图1225中_(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图(2)现用刻度尺测得金属丝长度为6000 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如图丙，则直径为_mm图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为_m(结果保留3位有效数字) 【导学号：17214192】【解析】(1)因1 000，3，则有，电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙(2)螺旋测微器的固定刻度读数为05 mm，可动刻度读数为001108 mm0108 mm，所以最终读数为0608 mm由图示电压表可知，其量程为3 V，分度值为01 V，示数为120 V，由图示电流表可知，其量程为06 A，分度值为002 A，示数为050 A，电阻阻值：Rx 24 ；由Rx可知，电阻率： m116106 m【答案】(1)乙(2)0608(06060609均正确)116106(115106117106均正确)4(12分)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38 V，额定电流032 A)电压表V(量程3 V，内阻3 k)电流表A(量程05 A，内阻05 )固定电阻R0(阻值1 000 )滑动变阻器R(阻值090 )电源E(电动势5 V，内阻不计)开关S及导线若干(1)实验要求能够实现在038 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1226a所示ab图1226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100 )和题给器材连接成图b所示的电路图，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(结果均保留两位小数)【解析】(1)因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因电流表内阻和灯泡内阻接近，故电流表采用外接法；另外为了保护电压表，用R0和电压表串联，故原理图如图所示；(2)IU图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大，其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；(3)当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为4 V，等效内阻为10 ；作出电源的伏安特性曲线如图中实线所示；由图可知，灯泡电压为U175 V，电流I225 mA0225 A，则最小功率PUI1750225 W039 W；当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡消耗的功率最大；此时电源的内阻为10 ，作出电源的伏安特性曲线如图中虚线所示；由图a可知，此时电压为365 V，电流为320 mA032 A；则可知最大功率PmaxUI365032 W117 W【答案】(1)见解析(2)增大增大(3)0391175(12分)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线 【导学号：17214193】A电压表V1(量程6 V、内阻很大)B电压表V2(量程3 V、内阻很大)C电流表A(量程3 A、内阻很小)D滑动变阻器R(最大阻值10 、额定电流4 A)E小灯泡(2 A、5 W)F电池组(电动势E、内阻r)G开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小(1)请将设计的实验电路图在图1227甲的虚线方框中补充完整甲乙图1227(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I1，U1)、(I2，U2)，标到UI坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E_V、内阻r_(结果保留两位有效数字)(3)在UI坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_【解析】(1)伏安法测电源电动势与内阻的实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示(2)电源的UI图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E45 V，电源内阻r10 (3)由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压UL25 V，此时电路电流I20 A，电源电动势EIrULIR滑，即45 V20 A1 25 V20 AR滑，则R滑0 【答案】(1)见解析(2)4510(3)06(12分)一个小灯泡的额定电压为20 V，额定电流约为05 A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性图线 【导学号：17214194】A电源E：电动势为30 V，内阻不计B电压表V1：量程为03 V，内阻约为1 kC电压表V2：量程为015 V，内阻约为4 kD电流表A1：量程为03 A，内阻约为01 E电流表A2：量程为006 A，内阻约为06 F滑动变阻器R1：最大阻值为15 ，额定电流为10 AG滑动变阻器R2：最大阻值为150 ，额定电流为10 AH开关S，导线若干实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压)：I/A000016025030034040045050U/V000020040060080120160200(1)实验中电压表应选用_；电流表应选用_；滑动变阻器应选用_(请填写选项前对应的字母)(2)不改动已连接导线，在实物连接图1228甲中把还需要连接的导线补上闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片放在最_(选填“左”或“右”)端(3)在坐标图1228乙中画出小灯泡的UI曲线甲乙图1228【解析】(1)灯泡额定电压是2 V，则电压表选B；灯泡额定电流为05 A，则电流表选E；为方便操作，滑动变阻器选F；(2)灯泡正常发光时电阻R4 ，4 远小于电压表内阻，则电流表采用外接法；由表中数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图甲所示；闭合开关前，为保护电路，应使滑动变阻器的滑片放在最左端；(3)根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的UI图象，如图乙所示甲乙【答案】(1)BEF(2)见解析图左(3)见解析图7(14分)利用如图1229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(最大阻值为9999 )，电阻R0(阻值为30 )，电阻R1(阻值为30 )，电流表(量程为200 mA，内阻为RA60 )，开关S图1229实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；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；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；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R30 时电流表的示数如图1230甲所示，读出数据，完成下表答：_；_R/10203040506070I/A014301250100009100840077/A1699800100110119130甲乙图1230(3)在图1230乙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_A11，截距b_A1(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_【解题关键】本题要首先利用闭合电路欧姆定律得出I与R的函数关系，然后变形成ykxb这样的一次函数【解析】本题是用伏安法测电源电动势和内阻的实验，可根据闭合电路欧姆定律分析(1)根据闭合电路欧姆定律可知：EIRA(RR0r)将R030 ，R130 ，RA60 代入上式得R(50r)(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0110 A，倒数是909 A1(3)由 R关系可知k，截距b(50r)；由给出的数据作出图象，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要