2019届高考物理二轮复习专项突破训练：电学实验.docx

电学实验1.某同学组装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900 )；电阻箱R1(阻值范围0999.9 )；电阻箱R2(阻值范围099 999.9 )；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡图1回答下列问题：(1)在图1虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱(2)电阻箱的阻值应取R1_，R2_.(保留到个位)2有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在810 之间，为了测量该导电材料的电阻率，实验室提供了以下实验器材：A20分度的游标卡尺B螺旋测微器C电流表A1(0100 mA，内阻约为10 )D电流表A2(00.6 A，内阻约为0.1 )E电压表V1(03 V，内阻约为3 k)F电压表V2(015 V，内阻约为15 k)G直流电源E(4 V，内阻不计)H滑动变阻器R(010 ，2 A)I开关及导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图2甲所示，其读数为_mm；用螺旋测微器测得该样品的外径D，其示数如图乙所示，其读数为_mm.图2(2)本次实验的电流表选用的是_，电压表选用的是_(填写所提供器材前的字母)(3)测量新型圆柱形的导电材料的电阻R.应采用图3中的_(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图图33某兴趣小组的同学为了测量某电压表的内阻，设计了如图4所示的电路可供选择的器材如下图4A待测电压表V1(量程3 V，内阻约为几千欧)B电压表V2(量程5 V，内阻约为3 k)C定值电阻R1，阻值为200 D定值电阻R2，阻值为2 000 E滑动变阻器R3(阻值范围010 )F滑动变阻器R4(阻值范围010 k)G直流电源，电动势6 V，内阻不计H开关一个，导线若干实验主要步骤如下：选择恰当的实验器材，按实验电路将实物图连接好；闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，记录V1、V2的读数分别为U1、U2；移动滑动变阻器的滑片，多次记录V1、V2的读数；以U1为纵坐标，U 2为横坐标，作出U1U2关系图象；分析U1U2关系图象，得到待测电压表的内阻请回答下列问题：(1)步骤中定值电阻R0最好选用_；滑动变阻器R最好选用_(填写器材前面的序号)(2)步骤中实物图的连接还有两根导线没有连好，请在图5甲中补充完整图5(3)步骤中V1示数如图乙所示，则V1的读数为_V.(4)步骤中得到的U1U2关系图象如图丙所示步骤分析得出U1U2关系图象的斜率为k，定值电阻的阻值为R0，则可得待测电压表的内阻为_4某同学利用图6甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 k)，定值电阻R2(阻值2 k)，电阻箱R(最大阻值9 999 )，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺实验步骤如下：图6A用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F断开S，整理好器材(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d_mm.(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为：Rx_(用R1、R2、R表示)(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图7所示的R关系图象自来水的电阻率_m(保留两位有效数字)图7(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_(填“偏大”“不变”或“偏小”)5.用下列器材组装一个电路：A待测电池组B待测小灯泡(2 A,2.5 V)C电流表A(量程3 A，内阻非常小)D电压表V1(量程6 V，内阻非常大)E电压表V2(量程1 V，内阻1 500 )F滑动变阻器R(最大阻值10 ，额定电流4 A)G定值电阻R1( 3 000 )H开关一只，导线若干要求：既能测定电池组的电动势E和内阻r，又能同时测绘小灯泡的UI曲线图8(1)请在图8甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；(2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，经过多次测量换算，最后在UI坐标系中，描绘出两条图线，且在P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为_；电池组的效率为_(计算结果保留两位有效数字)6现有一种特殊的电池，它的电动势E为9 V左右，内阻r大约为40 ，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图9所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V，内阻为20 k，R1为电阻箱，阻值范围0999 ，R0为定值电阻图9(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻A100 B1 000 C2 000 D20 000 为使实验能顺利进行，R0应选_(填字母序号)(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记录多组数据，作出了如图10所示的图线根据图线可求得该电池电动势E为_V，内阻r为_.图107在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材图11(1)甲同学按图11甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是_由电压表读数U和电流表读数I，画出UI图线如图乙所示，可得电源的电动势E_V，内电阻r_.(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示由电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图丙所示乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势E_V，内电阻r_.(结果保留2位有效数字)8某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等图12(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“1” 欧姆挡测量，示数如图12甲所示，读数为_，据此应选择图中的_(选填“乙”或“丙”)电路进行实验(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(选填 “增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验(3)图丁是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件_(选填“X”或“Y”)是非线性元件(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R21 的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图戊所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V，断开S2，电压表读数为1.00 V，结合图丁可算出E_V，r_.(结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表)9某同学用如图13甲所示的实验电路来测量未知电阻Rx的阻值，将电阻箱接入a、b之间，闭合开关S，适当调节滑动变阻器R后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值R，得到多组电压表的示数U与R的数据，并绘出UR图象如图乙所示图13(1)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为5.0 V，利用图乙中的UR图象可得Rx_.(保留两位有效数字)(2)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大，若仍使用该装置和图乙中的UR图象来测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)若仍想使用该电路和图乙中测绘的UR关系图象来测量电阻，则需要对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调到10 ，并接入a、b之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为_V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻参考答案1.答案(1)见解析图(2)1002 910解析(1)如图所示(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1解得R1100 接b时改装成量程为3 V的电压表，有UIgRgIR2解得R22 910 .2.答案(1)41.753.627(3.6263.629均可)(2)DE(3)甲解析(1)长度为L41 mm150.05 mm41.75 mm；外径为D3.5 mm12.70.01 mm3.627 mm.(3)因为电流表内阻和导电材料电阻相接近，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，故选甲图3.答案(1)DE(2)如图所示(3)1.90(4)R0解析(1)因为待测电压表的内阻约为几千欧，故定值电阻R0的阻值不能太小，否则分的电压太小，影响实验结果的准确性，故选D；该实验中，因为要求电压表的示数从0开始，并且要多测几组数据，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，选择E.(2)连接的实物图如图所示(3)V1的量程是3 V，故题图乙中的读数为1.90 V；(4)定值电阻R0与V1串联，电流相等，则有：，变形得：U1U2，由U1U2关系图象可知斜率k，解得：RV1R0.4.答案(1)30.00(2)(3)14(4)偏大解析(2)设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则此时电路电流为，总电压U总U，当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为，总电压U总R2U，由于两次总电压相等，都等于电源电压E，可得，解得Rx(3)由题图可知，R2103 时，5.0 m1，此时玻璃管内水柱的电阻Rx4 000 ，水柱横截面积S27.065104 m2，由电阻定律Rx得4 0007.0651045 m14 m(4)若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路电流大于，实际总电压将大于U总U，所以测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大5.答案(1)如图所示(2)056%解析(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表V1测路端电压，电流表A测量电流；测绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表A测流过灯泡的电流，考虑到电压表V2量程偏小，可与定值电阻R1串联增大量程；此时电压表V2的内阻与R1之和远大于灯泡内阻，可用电流表外接法，则电路如图所示(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E4.5 V，电源内阻r 1.0 .两图象的交点坐标，即灯泡两端电压UL2.5 V，电路电流I2.0 A，此时电源电动势EIrULIR滑，即4.5 V2.0 A1.0 2.5 V2.0 AR滑，则R滑0 ；电池组的效率100%100%100%100%56%.6.答案(1)D(2)1041.7解析(2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍，在闭合电路中，EU外Ir2Ur，则，由图象可知，图象截距b0.2，斜率k8.33，则电源电动势E10 V，r41.7 .7.答案(1)保护电路2.80.60(2)3.00.50解析(1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据UEIr可知，图象与纵轴的交点表示电源电动势，故E2.8 V，图象的斜率表示内电阻：r 0.60 .(2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图象，则由图象可知，当电压为2.5 V时，电流为0.5 A，此时两部分电阻相等，则总电流为I11 A；而当电压为2.4 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.4 V时，干路电流为I2(0.330.87 A)1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5Er,2.4E1.2r解得：E3.0 V，r0.50 .8.答案(1)10乙(2)增大(3)Y(4)3.20.50解析(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“1”欧姆挡测量，示数如题图甲所示，读数为10 ，元件X的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择题图乙所示实验电路(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大；(3)由题图丁可知，元件Y是非线性元件；(4)根据UI图线得出元件X的电阻RX 10 ；闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，电压表读数为1.00