（广西专用）2020高考物理二轮复习 电学实验专项训练（含解析）

电学实验专项训练(时间:45分钟满分:100分)1.(16分)(2019天津卷)测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是 mm。(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻rx约为100 ,画出实验电路图,并标明器材代号。电源e(电动势10 v,内阻约为10 )电流表a1(量程0250 ma,内阻r1=5 )电流表a2(量程0300 ma,内阻约为5 )滑动变阻器r(最大阻值10 ,额定电流2 a)开关s及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表a1的读数为i1,电流表a2的读数为i2,则这段金属丝电阻的计算式rx=。从设计原理看,其测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。答案:(1)0.200(0.1960.204均可)(2)如图所示(3)i1r1i2-i1相等解析:(1)螺旋测微器的固定刻度尺上没有漏出第一条半毫米刻度线,可动刻度的示数为20.00.01mm=0.200mm,即为最后读数。(2)本实验是测金属丝电阻,给出的实验器材中没有电压表而有两个电流表,没有定值电阻或电阻箱,不能用电流表改装成电压表使用,故首先要考虑利用电流表a1(因为内阻已知)作为电压表使用,即设计电路时电流表a1与待测电阻要并联,而电流表a2放在测量电路的干路上。在控制电路的设计时,滑动变阻器选用分压式接法能有效防止电流表被烧坏,并能最大限度地扩大调节范围。 (3)由答案电路图可知待测电阻两端的电压即为电流表a1的电压为u=i1r1,待测电阻的电流为i=i2-i1,故待测电阻rx=ui=i1r1i2-i1;仅从电路的设计原理来看,测量待测电阻的电压和电流都是准确的,故测量值和真实值相等。 2.(16分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。a.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 v,内阻为几欧姆b.直流电压表v1、v2,量程均为3 v,内阻约为3 kc.定值电阻r0未知d.滑动变阻器r,最大阻值为rme.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。甲乙(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻r0,方法是先把滑动变阻器r调到最大阻值rm,再闭合开关,电压表v1和v2的读数分别为u10、u20,则r0=(用u10、u20、rm表示)。丙(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表v1和v2的多组数据u1、u2,描绘出u1-u2图像如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势e=,总内阻r=。(均用k、a、r0表示)答案:(1)见解析图(2)u20-u10u10rm(3)kak-1r0k-1解析:(1)根据如题图甲所示的实物连接图画原理图,要注意两个电压表所测部分,v1测滑动变阻器的电压,v2测路端电压。(2)由电路连接关系可知r0rm=u20-u10u10,所以有r0=u20-u10u10rm。(3)由闭合电路欧姆定律可知e=u2+u2-u1r0r,整理可得u1=r0+rru2-r0re,所以有k=r0+rr,可得r=r0k-1。由题图可知:当u1=0时u2=a,即可得e=r0+rr0a=kk-1a。3.(16分)(2018全国卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在2580 范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻rt,其标称值(25 时的阻值)为900.0 ;电源e(6 v,内阻可忽略);电压表v(量程150 mv);定值电阻r0(阻值20.0 ),滑动变阻器r1(最大阻值为1 000 );电阻箱r2(阻值范围0999.9 );单刀开关s1,单刀双掷开关s2。甲实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 。将s2与1端接通,闭合s1,调节r1的滑片位置,使电压表读数为某一值u0;保持r1的滑片位置不变,将r2置于最大值,将s2与2端接通,调节r2,使电压表读数仍为u0;断开s1,记下此时r2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下r2的阻值,直至温度降到25.0 ,实验得到的r2-t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0r2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合s1前,图甲中r1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出r2-t曲线;乙丙(3)由图乙可得到rt在2580 范围内的温度特性,当t=44.0 时,可得rt=;(4)将rt握于手心,手心温度下r2的相应读数如图丙所示,该读数为,则手心温度为。答案:(1)b(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的r2-t曲线如图所示。(3)450.0(4)620.033.0解析:(1)滑片在b端可以使r1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。(3)从r2-t曲线中可读出t=44.0时r2=450.0,所以rt=r2=450.0。(4)由题图丙得r2的相应读数为620.0。从r2-t曲线中找到纵坐标为620.0的点,其横坐标为33.0。4.(16分)在探究小灯泡的伏安特性时,所用小灯泡上标有“2.5 v,0.6 w”字样,实验室提供的器材有:a.电流表a1(内阻约为5 、量程为025 ma)b.电流表a2(内阻约为1 ,量程为0300 ma)c.电压表v1(内阻约为5 k、量程为03 v)d.电压表v2(内阻约为15 k、量程为015 v)e.滑动变阻器r1(最大阻值为10 、额定电流为0.6 a)f.滑动变阻器r2(最大阻值为1 000 、额定电流为0.2 a)g.稳压电源e(电动势为9.0 v、内阻可忽略)h.开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题:(1)实验前设计的电路图如图甲所示。为了减小实验误差,该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为(选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡,应在电路中串联的定值电阻r0合适的电阻值应为(选填“1 ”“10 ”“30 ”或“100 ”)。甲乙(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后,在图乙中用笔画线代替导线,将实物完整连接起来。(3)连接好电路后,通过改变滑动变阻器的滑片位置,并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势e=3 v、内阻r=5 的电源上,每个小灯泡所消耗的实际功率为w。(结果保留两位有效数字)丙答案:(1)b、c、e10 (2)如图所示(3)0.21(0.200.23)解析:(1)小灯泡的额定电压为2.5v,电压表选c;小灯泡的额定电流i=pu=0.24a=240ma,电流表选b;滑动变阻器采用分压式,选最大阻值较小的e。为保护滑动变阻器,保护电阻r0的阻值至少为r=eir-rm=5故保护电阻选阻值为10的定值电阻。(2)由题意可知小灯泡的阻值r10.4,有rrvra,电流表采用外接法,实物连接图见答案图。(3)由于e=3v,r=5,可作出电源的u-i图像如图所示,图线与伏安特性曲线的交点(1.87v,0.22a)为两个灯泡的工作电压和电流,每一个灯泡的功率p=12ui=0.21w。5.(18分)实际电流表都有内阻,为了测量电流表g1的内阻rg,提供的器材如下:待测电流表g1(05 ma,内阻约300 )电流表g2(015 ma,内阻约100 )定值电阻r1(r1=150 )滑动变阻器r2(020 )电源(电动势为3 v)开关s及导线若干(1)为了使测量结果尽量精确,设计并在虚线框中画出实验的电路图。(2)对照所画电路图连接如图所示的实物图。(3)闭合开关s,移动滑片至某一位置,记录g1和g2的读数i1和i2,则待测电流表的内阻可表示为rg=。答案:(1)电路图见解析图(2)实物图见解析图(3)(i2-i1)r1i1解析:(1)电路图如图所示(2)实物图如图所示(3)待测电流表的内阻rg=(i2-i1)r1i1。6.(18分)(2019河南开封模拟)某同学为了将一量程为3 v的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表。甲乙丙(1)先用如图甲所示的电路测量该电压表的内阻,图中电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3 k时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12 k时,电压表指针指在如图乙所示位置,则电压表的读数为 v。由以上数据可得电压表的内阻rv= k。(2)在图甲电路中的电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图丙所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,进行了如下操作:闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使电压表指针指在“3.00 v”处,此处刻度应标阻值为(选填“0”或“”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1.00 v”处对应的电阻刻度为 k。(3)若该欧姆表使用一段时间后,电源内阻不能忽略且变大,电动势不变,但将两表笔断开时调节电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将。a.偏大b.偏小c.不变d.无法确定答案:(1)1.506(2)1(3)c解析:(1)电压表量程为3v时,最小分度值为0.1v,所以题图乙中电压表读数为1.50v;电源电动势为e,电压表内阻为rv,电阻箱阻值调至r=3k时,3.00v=ervr+rv;电阻箱阻值调到r=12k时,电压表读数为1.50v,则1.50v=ervr+rv,解两式得rv