（全国通用）高三物理二轮复习 专题十二 电学实验限时训练.doc

专题十二 电学实验(限时:45分钟) 【测控导航】考点题号(难易度)1.电表的工作原理及改装2(中)2.测电阻为核心的实验1(中)3.测电源电动势为核心的实验5(中)4.实物图连接6(中)5.多用电表的使用3(易)6.创新探究性实验4(中)1.(2015太原市一模)为测量电阻rx(约600 )的阻值,实验室可供选择的器材有:a.电流表g(03 ma,内阻rg=100 )b.电流表a(010 ma,内阻未知)c.定值电阻r1(300 )d.定值电阻r2(30 )e.滑动变阻器r(020 )f.直流电源(e=3 v,内阻不计)g.开关s及导线若干某同学用图(a)的电路进行测量,回答下列问题:(1)定值电阻应选择(选填“r1”或“r2”).(2)按图(a)的电路将图(b)的实物连成实验电路(图中已画出部分电路).(3)实验中,正确接入定值电阻后,闭合开关s,多次移动滑动触头,分别记录电流表g,电流表a的示数i1,i2如下表:i1/ma0.921.261.752.122.522.98i2/ma3.004.025.606.808.049.60在图(c)的坐标纸上将所画数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k= .(保留2位有效数字)(4)根据图线求得rx= .(保留2位有效数字)解析:(1)结合电路图,由于两个电流表的量程差别较大,故电流表g应接在支路而电流表a接在干路,考虑到电流表g满偏时的电压为u=ig(rg+rx)=310-3(100+600)v=2.1 v.而电流表a的量程为10 ma,故定值电阻应该选择r1.(2)根据电路图连接实物图,如图(甲)所示:(3)将所漏数据点描出,由此可得出各数据点大体在一直线上,过这些点作直线,如图(乙)所示,由图像得斜率为k=i2i1=9.60-3.002.98-0.923.2.(4)由实验原理可得,i1(rx+rg)=(i2-i1)r1,整理得i2=rx+rg+r1r1i1,结合(3),故有rx+rg+r1r1=3.2,代入数据得rx=5.6102 .答案:(1)r1(2)见解析(3)图见解析3.2(4)5.61022.(2015九江市二模)在“把电流表改装为电压表”的实验中,需利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下:连接s1(s2未接通),调节r1,使电流表指针偏转到满刻度;保持s1闭合,再接通s2,调节r2,使电流表指针偏转到满刻度的1/2;读出r2的阻值,可得到rg=(填表达式)已知电源的电动势为3 v,内阻不计,电流表满偏电流为500 a,其内阻约在50 左右,实验室配有的可变电阻有a.电阻箱(0999.9 )b.电阻箱(099.9 )c.滑动变阻器(010 k)d.滑动变阻器(01 k)(1)电路中r1应选,r2应选.(填序号)(2)上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比(选填“偏大”或“偏小”).(3)如果测得该电流表内阻阻值为55 ,要将其改装为量程为3 v电压表,应联个阻值为 的电阻.解析:在题意条件下,可粗略的认为干路电流不变,电流表半偏时,r2支路电流与电流表支路电流相等,根据串联电压相等,可知电流表内阻等于r2(1)电流表的满偏电流ig=500 a=5.010-4 a,电路最小电阻r最小=eig=35.010-4 6 000 =6 k,则变阻器r1阻值的最小阻值r1最小=r最小-rg=6 000 -50 =5 950 ,则变阻器r1应选c,电阻箱需选用大于50 且接近50 的阻值,因此r2应选b.(2)接通s2时,整个电路阻值变小,电路电流变大,大于接通s2前的电路电流,即大于电流表的满偏电流,调节r2,使电流表指针偏转到满刻度的12,则流过r2的电流大于电流表满偏电流的12,r2的阻值小于电流表内阻,即电流表内阻测量值偏小.(3)将电流表改装成电压表,应串联一个电阻,电压表内阻r=uig=6 000 ,串联电阻的阻值r串=r-rg=6 000 -55 =5 945 .答案:r2(1)cb(2)偏小(3)串5 9453.(2015南昌一模)某同学在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,其主要实验步骤为:用多用电表测量该合金丝的电阻用刻度尺测出合金丝的长度,用螺旋测微器测出其直径再用伏安法测合金丝的电阻回答下列问题:(1)用多用电表测量合金丝的电阻开始选用“10”倍率的欧姆挡测量发现多用电表指针偏转过大,为使测量比较精确,应将选择开关拨至(选填“100”或“1”)倍率的欧姆挡.每次换挡后,需重新,再进行测量.测量合金丝的多用电表的指针位置如图(甲)所示,则该合金丝的电阻测量值是 .(2)用伏安法测合金丝的电阻并得出电阻率现有电源(4 v,内阻可不计),滑动变阻器(050 ),电流表(00.6 a,内阻约0.125 ),电压表(03 v,内阻约3 k),开关和导线若干.为了减小测量误差,实验电路应采用图(乙)中的选填“图(a)”或“图(b)”.实验得到的合金丝电阻率测(选填“大于”“小于”或“等于”)合金丝的真实电阻率真.解析:(1)多用电表指针偏角过大说明待测电阻的阻值较小,即所选的倍率过大,应选择较小的倍率,所以应将选择开关拨至“1”挡;根据多用电表的使用方法可知,每次换挡后都应重新进行欧姆调零;多用电表的读数为r=71 =7 ;(2)由于待测电阻阻值较小,满足rvrxrxra,电流表应用外接法,所以应采用图(乙)中的图(a);根据欧姆定律r测=ui,而r真=ui-urv,显然r测r真,再由r=ls,可得=rslr,所以测真.答案:(1)1调零7(2)图(a)小于教师备用:(2015包头市学业水平测试)现有一只标值“x v,0.75 w”的小灯泡,其额定电压的标值已模糊不清.李明同学想通过测量灯丝伏安曲线的方法,求出该灯泡的额定电压.(1)已知该灯泡灯丝电阻较小,请先在图(甲)中补全用伏安法测量灯丝电阻的电路图,再选择电流表与电压表合适的量程,将图(乙)中的实物连成完整的电路.(2)开关s闭合之前,图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于端.(3)李明通过实验作出了灯丝的伏安曲线如图(丙)所示,但由于疏忽,他没有标出坐标轴所代表的物理量.根据曲线可判断该图的横轴和纵轴分别表示和.根据小灯泡的额定功率的标值为“0.75 w”,从曲线上可以找出该灯正常工作的额定电压u= v.(结果保留两位有效数字)解析:(1)本实验中灯泡电阻较小,故电流表采用外接法,而滑动变阻器采用分压接法,电路图及实物连线图如图所示;(2)为了实验安全,开始时应使测量电路两端的电压从零开始变化;故滑动变阻器的滑片应置于b端;(3)灯泡电阻随温度的升高而增大,而ui图像中图像的斜率表示电阻;iu图像中,图像的斜率表示电阻的倒数;故该图像应为ui图像;由图(丙)可知,当电流为0.25 a时对应电压为3.0 v,其功率为0.75 w.答案:(1)见解析(2)b端(3)电流电压3.0教师备用:(2015山西大同三模)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:a.电流传感器1b.电流传感器2c.定值电阻r0(3 k)d.滑动变阻器r(020 ,3 a)e.开关和导线若干某同学发现上述器材中没有电压传感器,但给出了两个电流传感器,于是他设计了如图(甲)所示的电路来完成实验.(1)在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器r的滑片p向左滑动,则电流传感器1的示数将(选填“变大”或“变小”).(2)该同学利用测出的实验数据作出的i1i2图线(i1为电流传感器1的示数,i2为电流传感器2的示数,且i1的数值远远小于i2的数值)如图(乙)所示,则由图线可得被测电池的电动势e= v,内阻r= .(3)若将图线的纵坐标改为,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小.解析:(1)滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用,滑片p向左滑动时r值变大,电流传感器2的示数变小,则路端电压变大,因此电流传感器1的示数变大.(2)由闭合电路规律e=u+ir可得:i1r0=e-i2r,则i1=er0-rr0i2,即i1与i2间为线性关系,由数学知识可得k=rr0;b=er0;由图可知b=1.510-3;k=1.35-1.050.90-0.3010-3=0.510-3;解得e=4.5 v,r=1.5 .(3)若图像纵坐标改为路端电压,即i1r0,则图像与纵坐标的交点为电源的电动势.答案:(1)变大(2)4.51.5(3)i1r04.(2015福建理综)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图(甲)所示,现已完成部分导线的连接.(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图(甲)实物接线图中完成余下导线的连接;(2)某次测量,电流表指针偏转如图(乙)所示,则电流表的示数为a;(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图(丙)所示,根据图线判断,将只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3 v、内阻为1 的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为 w(保留两位小数).解析:(1)根据题意,实验电路为分压电路,电流表外接,按照电流流向即可完成连线,在连线时要注意电表的极性,并注意接线要连到接线柱上.(2)电流表示数为0.44 a.(3)当电源的内阻与外电路的总电阻相同时,小电珠的总功率最大,即当总电流i=e2r=1.5 a,路端电压为u=1.5 v时,小电珠的总功率最大,从题图中可知u=1.5 v时,通过每个小电珠的电流为i0=0.38 a,所以有n=ii04,总功率约为p=iu=1.51.5 w=2.25 w.答案:(1)见解析(2)0.44(3)42.222.285.(2015广东理综)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.(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(a)所示,读数为.据此应选择图(b)(c)中的(填“b”或“c”)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(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(d)是根据实验数据作出的ui图线,由图可判断元件(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r=21 的定值电阻,测量待测电池的电动势e和内阻r,电路如图(e)所示.闭合s1和s2,电压表读数为3.00 v;断开s2,读数为 1.00 v.利用图(d)可算得e=v,r= (结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).解析:(1)由题图(a)可知,多用电表的读数为10 ,由于元件的电阻较小,电路应选用电流表外接法,即选择(b)电路.(2)当滑动变阻器的滑片向右移时,滑动变阻器两端的电压增大,电流表的示数增大.(3)由于元件y的ui图线是曲线,因此y是非线性元件.(4)设线性元件的电阻为r,由题图(d)可知,r=3.0v0.30a=10 ,则s1,s2均闭合时,e=0.3 a(10 +r),s1闭合,s2断开时,e=0.1 a(10 +21 +r),解得e3.2 v,r=0.50 .答案:(1)10.0b(2)增大(3)y(4)3.20.506.一电流表的量程标定不准确,某同学利用图(甲)所示电路测量该电流表的实际量程im.所用器材有:量程不准的电流表a1,内阻r1=10.0 ,量程标定为5.0 ma;标准电流表a2,内阻r2=45.0 ,量程1.0 ma;标准电阻r1,阻值10.0 ;滑动变阻器r,总电阻为300.0 ;电源e,电动势为3.0 v,内阻不计;保护电阻r2;开关s;导线.回答下列问题:(1)根据电路图(甲),在图(乙)所示的实物图上画出正确的连线.(2)开关s闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至端.(3)开关s闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表a1满偏;若此时电流表a2的读数为i2,则a1的量程im=.(4)若测量时,a1未调到满偏,两电流表的示数如图(丙)所示,从图中读出a1的示数i1= ma,a2的示数i2= ma;由读出的数据计算得im= ma.解析:(1)实物图连接如图所示.(2)图中滑动变阻器采用限流式接法,所以开关s闭合前,其接入电路的电阻阻值应最大,故滑动端c应滑至a端.