2019年高考物理二轮复习课时作业13电学实验与创新.doc

课时作业 13电学实验与创新12018陕西宝鸡一模在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地测出电阻丝的电阻rx，设计了如图所示实验电路图来完成实验，实验器材如下：a待测金属丝(rx约5 )b电压表v(量程为01 v，内阻rv1 k)c电流表a(量程为00.6 a，内阻ra1 )d定值电阻r1(阻值r10.5 k)e定值电阻r2(阻值r22 k)f滑动变阻器r3(010 )g滑动变阻器r4(01 000 )h电源(电动势为3 v，内阻很小)i开关、导线若干(1)实验中定值电阻应选用_，滑动变阻器应选用_(选填器材前面字母)；(2)用图中电路测量该金属丝的电阻，若某次测量中，电压表的读数为u，电流表的读数为i，该金属丝电阻的表达式为：rx_(用测出或已知的物理量的符号表示)解析：(1)电源的电动势为3 v，而电压表v的量程为01 v，内阻rv1 k，必须通过串联电阻来扩大量程，因此定值电阻应选用r2(阻值r22 k)，从而达到03 v量程，待测金属丝阻值rx约5 ，且滑动变阻器是限流式接法，因此滑动变阻器应选用r3(010 )(2)电压表的读数为u，那么金属丝与电流表两端的总电压为3u，由于电流表的读数为i，则金属丝电阻rxra.答案：(1)ef(2)ra2某同学用伏安法测量待测电阻的阻值现有器材为：待测电阻r(阻值约为5 )电源(电动势3 v)滑动变阻器(阻值范围010 )电流表(量程0.6 a,3 a)电压表(量程3 v,15 v)开关，导线若干实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用回答下列问题：(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 v，电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个原因：_.(3)在连线正确后，闭合开关电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示由图可知，电压表读数为_ v，电流表读数为_ a由此可得待测电阻的阻值为_ (结果保留3位有效数字)解析：(1)因为电源电动势为3 v，则电压表的量程选用3 v，根据欧姆定律知，电流的最大值大约0.6 a，则电流表量程选择0.6 a，根据实物图进行连线(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 v，电流表的示数始终接近0，产生这种现象的原因是待测电阻r断路，由于电压表内阻非常大，导致电流表电流接近0，电压表电压测得是电源电压(3)由图可知，电压表的读数为2.20 v，电流表的读数为0.48 a，根据欧姆定律得，待测电阻r 4.58 .答案：(1)如图所示(2)待测电阻r断路(3)2.200.484.5832018湖南重点中学模拟用下列器材组装成一个电路，使其既能测量出电池组的电动势e和内阻r，又能描绘小灯泡的伏安特性曲线a电压表v1(量程6 v，内阻很大)b电压表v2(量程4 v，内阻很大)c电流表(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l(2 a,7 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甲中补充完整(2)每一次操作后，同时记录电流表、电压表v1和电压表v2的示数，组成两个坐标点(i，u1)、(i，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图象中两条图线在p点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_ ，电池组的效率为_(结果保留两位有效数字)解析：(1)电路图如右图所示(2)由纵轴的截距可以求出电源的电动势e5.5 v，ui图线的斜率的绝对值表示内阻的大小，可以求出r|1.0 .(3)交点处两个电压表的示数相同，故滑动变阻器的电阻为0，由题图乙可知，交点处对应的电源的输出功率为p1iu23.5 w7 w，电源的总功率pie25.5 w11 w，电池组的效率100%100%64%.答案：(1)电路图如解析图所示(2)5.51.0(3)064%42018湖北武汉模拟现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源(电动势约为6 v，内阻不计)，电压表v1(量程02.5 v，内阻约为2.5 k)，电压表v2(量程03 v，内阻约为10 k)，电阻箱r0(最大阻值为9 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值为3 k)，滑动变阻器r2(最大阻值为500 )，单刀双掷开关一个，导线若干(1)在图(a)中完成实验电路原理图的连线；(2)电路中应选用滑动变阻器_(选填“r1”或“r2”)；(3)按照下列步骤进行实验：闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；闭合开关，将电阻箱调到6 k，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表v1的示数为1.60 v，电压表v2的示数为2.40 v；保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2 k，此时电压表v1的示数如图(b)所示，其示数为_v，电压表v2的示数为1.40 v.(4)根据实验数据，计算得到电源的电动势为_ v，电压表v1的内阻为_ k，电压表v2的内阻为_ k.解析：(1)由于两个电压表的量程都小于电源的电动势，两个电压表串联后的总电压仍然小于电源的电动势，故应该用滑动变阻器作为保护电阻如果只是测量电动势，可以采用如图甲所示的电路，但是要想计算电压表v1、电压表v2各自的内阻，需要将电路改进，设计的电路有图乙、图丙所示的两种；而通过电压表v1的最大电流约为1 ma，通过电压表v2的最大电流约为0.3 ma，故设计的电路应该选择图乙(2)根据(1)中电路图的连接，因为电压表的内阻较大，故滑动变阻器的最大阻值应该大于电压表v1的内阻，故滑动变阻器应该选择r1.(3)题图(b)所示的电压表的最小刻度为0.1 v，故估读到0.01 v，其读数为2.10 v.(4)对图乙，设电压表v1和电压表v2的内阻分别为r1、r2，示数分别为u1、u2，滑动变阻器的电阻调到r，由闭合电路的欧姆定律，得eu1u2()r，eu1u2()r，其中r016 k，r022 k，对电压表v1和电压表v2所在的电路，由串并联规律得，代入数据，联立解得e5.60 v，r12.5 k，r210 k.答案：(1)如图乙所示(2)r1(3)2.10(4)5.602.5105要测量灵敏电流表g1的内阻rg1，实验室可供选择的实验器材如下：待测电流表g1(05 ma，内阻约为300 )；电流表g2(010 ma，内阻约为100 )；定值电阻r1(阻值为300 )；定值电阻r2(阻值为10 )；滑动变阻器r3(阻值为01 000 )；滑动变阻器r4(阻值为020 )；干电池(e3 v，内阻不计)；开关s及导线若干(1)实验中要求电流能从零开始调节，定值电阻和滑动变阻器应分别选择_(填写器材前的序号)请在虚线框中画出符合要求的实验电路图(2)按电路图连接实物后，进行多次测量，记录电流表g1、g2的读数i1、i2，以i2为纵坐标，i1为横坐标，作出相应图线如图甲所示写出待测电流表的内阻的表达式rg1_(用i2i1图线的斜率k及定值电阻的符号表示)(3)若实验中测得rg1320 ，利用图乙所示电路可将电流表g1改装成量程为015 ma和050 ma的双量程电流表，由题给条件和数据，计算并联电阻的阻值ra_，rb_.解析：(1)由于待测电流表g1量程小于电流表g2的量程，根据欧姆定律可知应将与待测电流表内阻接近的定值电阻r1与其并联，所以定值电阻应选；由于滑动变阻器采用分压式接法时，滑动变阻器的最大阻值越小调节越方便，所以应选择最大阻值较小的.(2)根据欧姆定律应有i2i1ir1i