高考物理二轮复习 第14讲 电学实验与创新练案.doc

专题五第14讲 电学实验与创新限时：40分钟1(2017昭通市二模)某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体电阻的电阻率，进行如下实验：(1)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度l和直径d进行测量，结果如图所示，其读数分别是l 23.7_mm，d 2.795(2.7922.796)_mm。(2)图(a)是一个多量程多用电表的内部简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关s转到位置5、6时，可用来测量 电压_；当s转到位置1、2时，可用来测量电流，其中s转到 1_位置时量程较大。图(a)(3)用多用电表的电阻“10”挡，按正确操作步骤测得此圆柱体的电阻值，读数如图(b)，则该电阻的阻值约为 220_。图(b)(4)该同学想用伏安法更精确地测量该电阻r，现有器材规格如下：待测圆柱体电阻r直流电源e(电动势为4 v，内阻不计)电流表a1(量程为04 ma，内阻约50 )电流表a2(量程为010 ma，内阻约30 )电压表v1(量程为03 v，内阻约10 k)电压表v2(量程为015 v，内阻约25 k)滑动变阻器r1(阻值范围015 ，允许通过的最大电流为2.0 a)滑动变阻器r2(阻值范围02 k，允许通过的最大电流为0.5 a)开关s，导线若干为减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，请在方框内画出测量电路图(标明所选器材代号)。 解析(1)游标卡尺的读数为l23 mm70.1 mm23.7 mm；螺旋测微器的读数为d2.5 mm29.50.01 mm2.795 mm(2)当转换开关s转到位置5、6时，电阻和表头串联，为电压表，测量电压；s旋到位置1时，并联电阻阻值较小，则分流较大，故s旋到位置1时，电流表量程较大。(3)电阻r22.010220 (4)为了获得较大的电压调节范围，滑动变阻器采用分压接法，并且选用最大阻值较小的滑动变阻器，便于操作；电路中最大电流imax14ma，故选用电流表a2，电流表内阻和被测电阻相近，故采用电流表外接法，如图所示2(2017江西省二模)某同学参加了一物理兴趣小组，想通过实验测量一个待测电阻的阻值，实验室内除待测电阻外还有如下器材：a电阻箱r1、r2、r3、r4b滑动变阻器r0c灵敏电流计gd不计内阻的恒定电源ee开关、导线若干(1)指导教师先让该同学对如图1所示电路进行分析，调节四个电阻箱的阻值，当a、b之间的电流表g无示数时(此时也称为“电桥平衡”)，则a、b两点间的电势差 为零_(选填“为零”或“不为零”)，4个电阻之间的关系是： r1r4r2r3_(用r1、r2、r3、r4表示)。(2)该同学还受此启发很快设计了如图2所示电路，并按照以下步骤就测出了rx：a按图2接好电路，调节 r_，p为滑动变阻器的滑头，当g表示数为零时，读出此时电阻箱阻值r1；b将rx与电阻箱r互换位置，并且控制 p_不动，再次调节 r_，直至电桥再次平衡时，读出此时电阻箱阻值r2；c由以上数据即可得rx阻值，其大小为rx 。解析(1)电流表g无示数，说明两点间电势相同，故电势差为零；根据原理可知两端的电压相同，根据欧姆定律可得r1r3，化简可得r1r4r2r3(2)由题意可知，该同学采用电桥平衡法进行实验；故应调节r，使g表中电流为零，此时读出r1，则r1与rx的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值；b应控制p不动，使两边电阻的比值不变；互换rx与变阻箱r；再次调节r，使电流计读数为零；则也有比值等于左右两边电阻的比值；c根据题意有，解得rx。3(2017湖南省衡阳市八中一模)某同学要测量一个微安表(量程为0500 a)的内阻。可供选择器材有：a电源(电动势6 v，内阻较小)b电压表(量程03 v，内阻约几千欧姆)c电阻箱r1(0999.9 )d电位器(可变电阻，与滑动变阻器相当)(01.5k)e电位器(015k) 该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤如下：1开关k和k1处于断开状态；2将电位器r和电阻箱r1调至最大值。闭合开关k，调节电位器r，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2.00 v；3闭合开关k1，调节电位器r和电阻箱r1，让微安表达到半偏，此时电阻箱的示数为300.0 欧，电压表的示数为2.50 v。完成下列填空：(1)电位器r应该选择 e_。(2)由实验数据可知电压表的内阻为rv 4000(4k,4000.0)_，微安表的内阻为ra 450.0_；(3)若电压表在制造过程中，由于分压电阻的误差，使得示数比真实值偏大，则由此造成微安表内阻的测量值 等于_(选填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。解析(1)由电路图知，电压表串联在电路中，由于电压表内阻较大，所以电位器应选择大阻值的，故选e；(2)当k1断开时，电流表与电压表串联，所以电压表内阻rv4000 ；(3)闭合开关k1，可求电压表的电流为：i a，根据并联电路的电流规律，可求电阻箱的电流为：ir a250 a a，电阻箱的电压urrir，所以电流表的内阻：ra450.0 ；(4)由于分压电阻的误差，使得电压表示数比真实值偏大，但等比例变化并不改变两次测量结果(ra(1)r1)，故测量值依然等于真实值。4(2017江西省师大附中一模)某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。a .电流表，满偏电流为1 ma，内阻为20 b电流表，满偏电流为0.6 a，内阻为5 c 电动势15 v，内阻5 的直流电源d 电动势3 v，内阻3 的直流电源e .最大阻值为5000 的滑动变阻器f. 最大阻值为100 的滑动变阻器(1)以上器材应选用 a、d、e_(填字母)。(2)欧姆表调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为 2977_(3)若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为 6000_解析(1)欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内电阻，调零时电流表应该满偏，题中电源和电流表有四种组合：组合一：ac组合，根据欧姆定律，调零后内阻为：15 k；组合二：bc组合，根据欧姆定律，调零后内阻为：25 k；组合三：ad组合，根据欧姆定律，调零后内阻为：3 k；组合四：bd组合，根据欧姆定律，调零后内阻为：5 。考虑滑动变阻器最大为5000 ，应该选组合三，故电流表选a，电源选d，滑动变阻器选e；(2)根据闭合电路欧姆定律有：ig，解得rrrg20 3 2977 (3)指针指在满偏电流的三分之一处，根据闭合电路欧姆定律，有ig，解得rx2(rrgr)6000。5某同学用下列器材测定一块手机电池的电动势和内电阻。电流表a(量程3 a，内阻约0.5 )；电压表v(量程15 v，内阻约15 k)；滑动变阻器r(050 ，额定电流3 a)；定值电阻r03 ；开关s及导线若干。(1)为减小实验误差，电路图中的导线应连接到 a_(选填“a”或“b”)。(2)连接好电路闭合s前，滑动变阻器的滑片p应置于 d_(选填“c”或“d”)端。(3)根据正确操作，依据得到的电压表和电流表读数，作出对应的ui图象如图所示。由图线可知该电池的电动势e 8.5_v，内电阻r 0.75_(结果保留两位有效数字)。(4)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数u及滑动变阻器消耗的功率p都会发生变化。以下各示意图中正确反映pu关系的是 c_。解析(1)为减小实验误差，应采用电流表内接，电路图中的导线应连接到a。(2)连接好电路闭合s前，滑动变阻器阻值置于电阻最大的位置，即滑片p应置于d端。(3)由图线可知该电池的电动势e8.5 v，rr0，r30.75 。(4)滑动变阻器消耗的功率puuu2，即pu关系为二次函数关系，故选c。6(2017揭阳市二模)有一约7 v数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据。现要更加准确测量其电动势e和内电阻r，实验室备有下列器材：a电流表(量程0.6 a，内阻为3)b电压表(量程3 v，内阻为3 k)c电压表(量程30 v，内阻为30 k)d定值电阻r1500 e定值电阻r25000 f滑动变阻器(阻值范围030 )g开关及导线(1)该实验中电压表应选 b_，定值电阻应选 e_。(均选填选项前的字母序号)(2)电路图如图所示，将实物连线图补充完整。 (3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为u，电流表读数为i，则电源电动势和内阻间的关系式为 eu(i)r。解析(1)因电源的电压约为7