2020高考物理二轮复习 第1部分 专题8 物理实验 第2讲 电学实验限时检测（含解析）

第2讲电学实验限时45分钟；满分80分1(10分)某同学用量程为1 ma、内阻为120 的表头按图8222甲所示电路改装成量程分别为1 v和1 a的多用电表。图中r1和r2为定值电阻，s为开关。回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。(2)开关s闭合时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关s断开时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)。(3)表笔a应为_色(选填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值r1_ ，r2_ 。(结果取三位有效数字)图8222解析(2)开关s闭合时，电阻r1与电流表并联，多用电表用于测量电流；开关s断开时，电阻r2与电流表串联，多用电表用于测量电压。(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进，从负接线柱出，即从表笔a出，表笔a应为黑色，表笔b应为红色。(4)开关s断开时，由串联电路知识知，ig(r2rg)u，解得r2880 ；开关s闭合时，由并联电路知识知，ig(r2rg)(iig)r1，解得r11.00 。答案(1)连线如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008802(12分)(2019陕西省部分学校高三联考)某物理小组欲利用如图8223所示的电路测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻且要得到光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源(输出电压为u18.0 v，内阻不计)、电阻箱r(最大阻值9 999.9 )、单刀双掷开关一只、导线若干。图8223(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1 700 时，毫安表恰好能够偏转10个格的刻度，将电阻箱的阻值调为800 时，毫安表刚好能偏转20个格的刻度，实验小组据此得到了该毫安表的最大量程为_ ma，内阻rg_ 。(2)该小组查阅资料得知，光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成最大量程为0.3 a的电流表，则需在毫安表两端_(选填“串联”或“并联”)一个阻值为_ (保留三位有效数字)的电阻。(3)电表改装之后，该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流i(单位：ma)与光照强度e(单位：lx)之间的大小关系满足ie，由此可得到光敏电阻的阻值r(单位：)与光照强度e(单位：lx)之间的大小关系为_。解析(1)设毫安表每格刻度表示的电流大小为i0，则当电阻箱的阻值为r11 700 时，由闭合电路欧姆定律可得10i0(r1rg)u；当电阻箱的阻值为r2800 时，则有20(r2rg)i0u，两式联立并代入数据可解得：rg100 ，i01 ma，该毫安表的最大量程为30 ma。(2)要将最大量程为30 ma的毫安表改成最大量程为ia0.3 a的电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设并联电阻的阻值为r，则有igrg(iaig)r，代入数据可解得r 11.1 。(3)由题意可知，改装后电流表的内阻为ra10 ，设通过光敏电阻的电流大小为i(单位：a)，则有(rra)iu，且ii103，即(r10 )10i10318.0 v，又ie，整理可得r10 ()。答案(1)30100(2)并联11.1(3)r103(12分)(2019郑州一模)在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用的测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。图8224(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示，其读数为_mm。(2)用伏安法测金属丝的电阻rx的阻值(约为15 )，实验提供了如下器材：a电池组e(电动势为3 v，内阻约为1 )b电流表a1(量程为00.6 a，内阻约为0.5 )c电流表a2(量程为03 a，内阻约为0.02 )d电压表v1(量程为03 v，内阻约为5 k)e电压表v2(量程为015 v，内阻约为5 k)f电阻箱r(阻值范围为0999.9 ，额定电流为1 a)g开关s，导线若干为使测量尽可能准确，电流表应选用_，电压表应选用_；(填器材前的字母标号)应采用图2给出的_电路进行测量。(3)根据记录的电阻箱阻值r及对应电流表示数i和电压表示数u，在坐标纸上作图象如图3所示，根据图象可得金属丝的电阻rx_(保留两位有效数字)。(4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为_(填选项前的字母标号)。a4102mb4103mc4106m d4108m(5)关于本实验的误差，下列说法中正确的是_(填选项前的字母标号)。a用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差b由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差c若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差d用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差解析(1)由图示螺旋测微器可知，其读数为：0 mm39.90.01 mm0.399 mm。(2)电源电动势为3 v，则电压表选d电压表v1(量程为03 v，内阻约为5 k)；通过电阻丝的最大电流约为：imax a0.2 a，电流表选择b电流表a1(量程为00.6 a，内阻约为0.5 )；由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应选择外接法；由题意可知，待测电阻阻值约为15 ，电阻箱最大阻值为999.9 ，为测多组实验数据，电阻箱应与待测电阻并联，如果串联所测实验数据太少，应选择图甲所示实验电路。(3)由图甲所示实验电路，根据并联电路特点与欧姆定律得：i，整理得：，图象的截距：b0.06 1，则待测电阻阻值：rx17 。(4)由电阻定律可知：rx，则电阻率 m4106 m，故选c。(5)读数引起的误差是由人为因素引起的，属于偶然误差，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故a项错误；由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故b项错误；若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故c项正确；用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故d项正确。答案(1)0.399(2)bd甲(3)17(4)c(5)cd4(15分)现有一块电流表a1，量程ia1300 ma，内阻r1约为5 ，要把它改装成较大量程的电流表。首先要测量其内阻的准确值。实验室备有以下器材：电流表a2：量程ia2600 ma，内阻约为r21 电压表v：量程15 v，内阻约为3 k；定值电阻：r05 ；滑动变阻器r1：最大电阻值10 ，额定电流为1 a滑动变阻器r2：最大电阻值250 ，额定电流为0.3 a电源e：电动势为3 v，内阻较小开关和导线若干。(1)有同学根据提供的器材，设想把电压表直接和电流表并联测量电流表a1的内阻，如图8225甲所示，仔细分析后发现是不可行的，其原因是_。图8225(2)请你选择合适的器材，设计一个测量电流表a1内阻的电路原理图，要求电流表a1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减小误差。(3)若测得电流表a1的内阻r15.0 ，就可以将a1改装成0.6 a和3 a两个量程的电流表。如图乙所示，则电阻ra_ ，rb_ 。解析(1)电压表的量程为15 v，而电流表的满偏电压只有1.5 v，显然测量误差较大，不能达到测量精确值的目的。(2)测量电流表的内阻的关键是测量电流表两端的电压，定值电阻r0的阻值为5 ，定值电阻r0和电流表a1并联，电流表a2放在干路，利用两电流表示数之差可以间接计算出电流表a1两端的电压；题目中明确要求“电流表a1的示数从零开始变化”，所以采用滑动变阻器的分压接法，选用滑动变阻器r1，故画出电路图，如图所示：(3)当电流表改装在0.6 a的量程时，有：i1ia1，当电流表改装成3 a的量程时，有：i2ia1，代入数据可得：ra1 ，rb4 。答案(1)电压表的量程为15 v，而电流表的满偏电压只有1.5 v，指针偏角较小，测量误差较大(2)见解析图(3)145(15分)某型号电池的电动势约3.7 v，内阻约2 ，现欲测定其电动势e和内阻r，给定的器材有：待测电池e滑动变阻器r(015 ，1 a)直流电压表v(量程3 v，内阻约为6 k)直流毫安表ma(量程100 ma，内阻rg5 )开关s一个；导线若干。(1)为了把毫安表改装成量程为0.6 a的电流表，需要给毫安表并联一个阻值r0_ 的定值电阻。(2)按图8226甲所示连接好电路，实验过程中要使电压表读数变大，则滑动变阻器滑片应_移动(选填“向左”或“向右”)。图8226(3)用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的ui图象(i为毫安表示数)，横坐标截距为a，纵坐标截距为b，则待测电池电动势e_，内阻r_(用a、b表示)。解析(1)电流表扩大量程时，需要并联一个小电阻，根据并联电路规律可知：r0 1 。(2)要使电压表示数增大应增大外电阻，因此应将滑动变阻器滑片向右移动。(3)根据闭合电路欧姆定律以及电表的改装原理可知：ue，代入数据并变形可得：uei(6r5)，根据图象可知：eb；(6r5)，解得：r。答案(1)1(2)向右(3)b6(16分)某兴趣小组想用伏安法较准确地测定阻值约为1 500 的新型合金材料的电阻率，实验室可供选用的器材有：a电压表v1(量程为3 v，内阻约为3 k)b电压表v2(量程为15 v，内阻约为15 k)c电流表a1(量程为3 ma，内阻约为20 )d电流表a2(量程为10 ma，内阻约为7 )e滑动变阻器r(最大阻值为10 )f电源e(电动势为4.5 v，内阻约为0.5 )g开关s，导线若干(1)要使电流表和电压表的示数都能达到满偏的三分之一以上，在所提供的电流表中就选用_，电压表就选用_。(均选填器材前的字母)