高考物理二轮复习 第1部分 专题整合突破 专题限时集训14 电学实验

专题限时集训(十四)电学实验(对应学生用书第143页)(限时：40分钟)1(8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0.6 A，内阻约为1 )C滑动变阻器R(010 ，额定电流0.5 A)D电源E(电动势为3 V，内阻约为0.3 )E开关S，导线若干甲乙丙丁图1414(1)为减小实验误差，应选用图1414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60.00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如图23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.(结果保留三位有效数字)【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0.5 mm，可动刻度读数为0.0110.8 mm0.108 mm，所以最终读数为0.608 mm.由图示电压表可知，其量程为3 V，分度值为0.1 V，示数为1.20 V，由图示电流表可知，其量程为0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.50 A，电阻阻值：Rx 2.4 ；由Rx可知，电阻率： m1.16106 m.【答案】(1)乙(2)0.608(0.6060.609均正确)116106(1.151061.17106均正确)2(8分)(2017“超级全能生”26省联考)某同学用下列器材组装的简易欧姆表，如图1415所示a干电池一节：电动势为1.5 V且其内电阻可忽略；b电流计一块：量程为0至1 mA，最小刻度0.1 mA，内电阻20 ；c可变电阻一只：阻值范围为100 至2 500 .(1)测量电阻前，先进行欧姆调零将可变电阻P的阻值调节为R_，此时电流计指针指到最大刻度；(2)欧姆表正确调零后，将待测电阻的两端分别连至红、黑表笔，若电流计的示数为0.5 mA，待测电阻的阻值Rx_；(3)若将电流计示数范围限制在0.1 mA到0.9 mA之间，欧姆表可测量的电阻范围为_；(4)如果将r20 的电阻与电流计并联，重新调零后，与第(3)问相比，可测量的电阻范围将如何变化？图1415【解析】(1)电流计的读数为1 mA时，全电路的电阻为1 500 .所以，可变电阻的阻值为1 500 20 1 480 .(2)调零后，可变电阻的阻值为1 480 ，电流计的示数为0.5 mA时，待测电阻的阻值为1 480 20 1 500 (即欧姆表内阻等于中值电阻)(3)电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为1 480 20 13 500 ；电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为1 480 20 167 .欧姆表可量测的电阻范围167 13 500 .(4)可测量的电阻范围将变小，因电流计两端并联与电流计内阻相同的电阻后，电路中的总电流变为原来的两倍，而电池的电动势仍为1.5 V，故可测量的电阻范围将变小或者：电阻与电流计并联后，调零时，通过电流计的最大电流为1 mA，通过干路的电流为2 mA，全电路的电阻为750 .所以，可变电阻的阻值为750 10 740 .电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为740 10 6 750 ，电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为740 10 83 ，欧姆表可量测的电阻范围83 6 750 .【答案】(1)1 480 (2)1 500 (3)167 13 500 (4)可测量的电阻范围将变小或者83 6 750 3(9分)(2017海淀期末)利用如图1416所示的电路测量一个满偏电流为300 A，内阻rg约为100 的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：图1416A滑动变阻器(阻值范围020 )B滑动变阻器(阻值范围01 750 )C滑动变阻器(阻值范围030 k)D电源(电动势1.5 V，内阻0.5 )E电源(电动势8 V，内阻2 )F电源(电动势12 V，内阻3 )(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用_，电源E应选用_(选填器材前面的字母序号) (2)实验时要进行的主要步骤有：A断开S2，闭合S1B调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度C闭合S2D调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二E记下此时R的阻值为190 则待测电流表的内阻rg的测量值为_ ，该测量值_此电流表内阻的真实值(选填“大于”“小于”或“等于”) 【导学号：19624169】【解析】(1)在半偏法测电流表的电阻实验中，两次步骤的干路电流为了保持不变，即滑动变阻器尽量选择较大的，电源电压尽量选择较大的，故滑动变阻器R应选用C；电源E应选用E，为什么不选F呢？因为如果选择了F，由于它的电压太大，当变阻器的电阻达到最大时电路中的最小电流I400 A，故不能使电流表满偏；(2)当电流表满偏时，说明干路电流为300 A，若使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，即200 A时，通过电阻箱R的电流就为100 A，由于电流表与电阻箱的电流之比为21，则它们的电阻之比为12，所以电流表的电阻为190 /295 ；该测量值小于电流表的真实值，因为实际干路的电流会比300 A稍大一些，故电阻箱的电流会比100 A稍大一些，所以它的电阻就会稍小一些【答案】(1)CE(2)95小于4(9分)(2017福州一中模拟)为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5 V、内阻约500 )，现提供下列器材：A待测电源B电压表V(03 V，内阻约几千欧)C电流表A(10 mA，RA10 )D电阻箱R0(09 999.9 )E滑动变阻器R1(020 )F滑动变阻器R2(01 000 )G开关及导线H干电池若干节(内阻很小)(1)实验中需要将电压表改装首先测定其内阻，某同学采用图1417甲所示的电路，电源为干电池组开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到_(选填“零”或“最大”)闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R012 950 ；当电压表指针半偏时，阻值为R028 900 ，则电压表内阻RV_.图1417(2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V的电压表，则R0_；滑动变阻器应选_(选填“R1”或“R2”)(3)根据实验测得数据，作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知E_V，r_.【解析】(1)开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到最大由UR010.5 UR02解得RV3 000 .(2)根据扩大电压表量程原理，电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V的电压表，则R03 000 ；滑动变阻器应选阻值范围大的R2.(3)由闭合电路欧姆定律，EUIr，结合图线解得E5.0 V，图线斜率的绝对值等于内阻r500 ，所以电源的内阻为490 .【答案】(1)最大3 000(2)3 000R2(3)5.04905(8分)(2017揭阳市揭东一中检测)回答下列问题：(1)如图1418甲，是多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接_，作为欧姆表使用时，选择开关应接_(填“1”“2”或“3”)使用时，电流一定从_(填“A”或“B”)端流入多用电表(2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙，调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R的图线如图丙由图丙可求得电动势E_V，内限r_.(结果均保留两位有效数字)忽略偶然误差，本实验测得的E测、r测与真实值比较：E测_E真，r测_r真(选填“”). 【导学号：19624170】图1418【解析】(1)由图所示可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3；作为欧姆表使用时，选择开关应接2，内部电源被接通，构成欧姆表，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入，即从A端流入(2)根据闭合电路欧姆定律得：EIRIr，解得：REr，可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则有：E V2.9 V，内阻为：r1.2 .将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有：RE(RAr)，则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，测量值偏大而电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确【答案】(1)32A(2)2.91.2(2017曲靖一中月考)如图所示的光学黑箱中，有两只电阻，定值电阻R08 ，另一为未知电阻Rx；由箱内抽出三根引线A、B、C.当开关S与C闭合时，电流表的示数为1 A，电压表示数8 V；当开关S与D闭合时，电流表示数为1 A，电压表的示数为10 V.(1)请在黑箱中画出两个电阻和A、B、C的连接图；(2)由图可知Rx_.【解析】(1)由分析的思路可知，电阻R0和Rx是串联在A、B之间的当S、C闭合时，电压表示数为8 V、电流表示数为1 A，而定值电阻R0的阻值正好是8 ；因此与C点连接的导线位于R0、Rx之间，且R0与A端相连，Rx与B端相连，作图如下：(2)由题意及(1)题图可知：U08 V，I1 A，U10 V所以Rx2 .【答案】(1)电路图见解析(2)26(8分)二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线，因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断_(选填“左”或“右”)端为二极管的正极(2)厂家提供的伏安特性曲线如图1419，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：图1419A直流电源E：电动势3 V，内阻忽略不计B滑动变阻器R：020 C电压表V1：量程5 V，内阻约50 kD电压表V2：量程3 V，内阻约20 kE电流表A：量程0.6 A，内阻约0.5 F电流表mA：量程50 mA，内阻约5 G待测二极管DH单刀单掷开关S，导线若干为了提高测量结果的准确度，电压表应选用_，电流表应选用_(填序号字母)(3)为了达到测量目的，请画出正确的实验电路原理图(4)为了保护二极管，正向电流不要超过25 mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：_.【解析】(1)欧姆表内部有电源，电源正极接在负接线柱上，当红表笔接触右端时，说明红表笔接入电源的负极；此时指针偏角较小，说明电阻较大，故说明接入了反向电压，故二极管右端应为正极(2)电源电压为3 V，故电压表应选3 V量程进行测量；而由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50 mA的即可(3)为了得出完整的图象，应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法，原理图如图(4)为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25 mA.【答案】(1)右(2)DF(3)见解析(4)可能的答案：a.在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用b.闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25 mA(只要回答合理均可)7(10分)(2017武汉十一中模拟)用伏安法测量一电池的内阻已知该待测电池的电动势E约为9 V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的实验器材有：电压表V1(量程5 V)；电压表V2(量程10 V)；电流表A1(量程50 mA)；电流表A2(量程100 mA)；滑动变阻器R(最大电阻300 )；定值电阻R1(阻值为200 ，额定功率为 W)；定值电阻R2(阻值为220 ，额定功率为1 W)；开关S；导线若干测量数据如图1420坐标纸上UI图线所示(1)画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号(2)在设计的电路中，选择定值电阻的根据是_(3)由UI图线求得待测电池的内阻为_.(4)在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是_. 【导学号：19624171】图1420【解析】(1)应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，电路图如图所示：(2)定值电阻R1在电路中的最大功率：P1I2R1(0.05)2200 W0.5 W W，定值电阻R2在电路中的最大功率：P2I2R