（新课标）2020高考物理二轮复习 专题九 第2讲 电学实验与创新课后演练（含解析）

第2讲 电学实验与创新课后演练强化训练 (建议用时：60分钟)1(2019湖南五校联考)为了精确测量一电阻的阻值rx，现有以下器材：蓄电池组e，电流表a，电压表v，滑动变阻器r，电阻箱rp，开关s1、s2，导线若干某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验的主要步骤如下：a闭合s1，断开s2，调节r和rp，使电流表和电压表的示数适当，记下两表示数分别为i1、u1；b保持s1 闭合、rp阻值不变，闭合s2，记下电流表和电压表示数分别为i2、u2.(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路(2)被测电阻的阻值rx_(用两电表的示数表示)(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的阻值rx的测量值_真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)如图所示(2)由题意易知rp，又rp、rx并联的阻值为r并，又，联立解得rx.(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表，则在分析时应考虑电压表的内阻，即在第(2)问的分析中表示的就是rp和rv并联时的总电阻，结合后面的分析可知此时rx的测量值仍等于真实值答案：(1)见解析图(2)(3)等于2(2017高考全国卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中e是电池；r1、r2、r3、r4和r5是固定电阻，r6是可变电阻；表头g的满偏电流为250 a，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，a端和b端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 v 挡和5 v挡，直流电流1 ma挡和2.5 ma挡，欧姆100 挡 (1)图(a)中的a端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于r6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)a在使用多用电表之前，调整r6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置b使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整r6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置c使用电流挡时，调整r6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得r1r2_，r4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时b端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时b端是与“3”相连的，则读数为_；若此时b端是与“5”相连的，则读数为_(结果均保留3位有效数字)解析：(1)a端与电池正极相连，电流从a端流出，a端与黑表笔相连(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与r6无关，选项a错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项b对；使用电流挡时，b端与“1”或“2”相连，与r6无关，c错(3)b端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 ma挡、直流1 ma挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，b端与“2”相连时，有i2ig，解得r1r2160 ；b端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 v挡，表头并联部分电阻r0，r4r0880 .(4)b端与“1”相连时，电表读数为1.47 ma；b端与“3”相连时，多用电表为欧姆100 挡，读数为11.0100 1.10103 ；b端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 v挡，读数为5 v2.95 v.答案：(1)黑(2)b(3)160880(4)1.47 ma1.10103 2.95 v3在一次课外活动中，物理兴趣小组成员小明从废旧的电视机上拆下一个定值电阻rx，电阻上的标称不明显，阻值约为200 ，为了进一步精确测定该电阻的阻值，小明到实验室寻找到了下列器材：电压表v，05 v，内阻约为3 k；电流表a，0300 ma，内阻ra10 ；定值电阻r1，阻值为20 ；定值电阻r2，阻值为400 ；滑动变阻器r3，05 ，额定电流2 a；滑动变阻器r4，01 000 ，额定电流1 a；电源e，e6 v，内阻不计(1)小明为了精确测定电阻阻值，设计了如图甲所示电路，定值电阻r应该选择_；滑动变阻器应该选择_(填器材后面的符号)(2)请你不要改动已连接导线，在实物连接图乙中把还需要连接的导线帮小明补上；闭合开关前，由图甲可知应使变阻器滑片放在最_(选填“左”或“右”)端(3)若某次测量中电压表读数为u，电流表读数为i，那么小明测得的待测电阻的精确阻值的表达式为rx_(用题中的字母表达)解析：(1)为了精确测定电阻阻值，需要使电表尽可能的大角度偏转，电压表量程为5 v，电流表满偏电压ugigra3 v，则待测电阻两端的最大电压u2 v，根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流ir10 ma，定值电阻阻值约为r6.9 ，定值电阻应选择r1；为方便实验操作，滑动变阻器应选择r3.(2)根据电路图连接实物电路图滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于最左端(3)由题意可知，电流表两端电压uaira，并联电压u并uuauira.通过定值电阻的电流ir，通过待测电阻的电流ixiir.根据欧姆定律可知，待测电阻阻值rx.答案：(1)r1r3(2)见解析图左(3)4小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻(1)图中电流表的示数为_ a.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：u(v)1.451.361.271.161.06i(a)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在上面的方格纸上作出ui图线由图线求得：电动势e_ v；内阻r_.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_解析：(1)由图可知，电流表的量程为0.6 a，精度为0.02 a，因此电流表的示数为0.02 a220.44 a.(2)ui图线如图所示，由图象与纵轴的截距得电动势为1.60 v，斜率即内阻为r 1.22 .(3)如果一直保持电路闭合，干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大答案：(1)0.44(2)ui图线如解析图1.60(1.581.62都算对)1.22(1.181.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大5(2019山东六校联考)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 v的电压表v的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱r(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值50 )，滑动变阻器r2(最大阻值5 k)，直流电源e(电动势3 v)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图甲连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关s；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 v，记下电阻箱的阻值回答下列问题：(1)实验中选择滑动变阻器_(填“r1”或“r2”)(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)a100 ab250 ac500 ad1 ma解析：(1)为了使电阻箱调节时，滑动变阻器分得的电压变化很小，分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好，因此应选用r1.(3)如果认为滑动变阻器分得的电压不变，则调节电阻箱后，电压表两端的电压为2.00 v，电阻箱两端的电压为0.5 v，根据串联电路的分压原理，求得电压表的内阻rv4630.0 2 520 .(4)如果此电压表由一个表头与一个电阻串联组成，可知此表头的满偏电流为ig1 ma，d项正确答案：(1)r1(2)连线如图所示(3)2 520(4)d6在“测定金属的电阻率”实验中，所用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.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为_ mm(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 v，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器r(020 ，额定电流2 a)、开关、导线若干某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567u/v0.100.300.701.001.501.702.30i/a0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量rx是采用下图中的_(选填“乙”或“丙”)图(3)如图丁是测量rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片p置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成图丁中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏(4)这个小组的同学在坐标纸上建立u、i坐标系如图戊所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出ui图线由图线得到金属丝的阻值rx_ .(保留2位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)a1102 m b1103 mc1106 m d1108 m(6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下列关于误差的说法中正确的选项是_a用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差b由于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的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差d用ui图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析：(1)主尺半刻度线未露出，读数为0 mm，螺旋尺的读数为39.80.01 mm0.398 mm，所以此螺旋测微器读数为(00.398) mm0.398 mm.(2)由图表数据可知，待测电阻阻值约为5 ，若电路采用限流接法，回路最小电流i，代入数值约为0.11 a，不可能达到0.020 a，所以应该是分压接法(3)实物连图时要注意：开关闭合前，滑动变阻器应处于零阻值处，以使待测电阻的电压最小；应保证开关能控制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点，然后连线由于第6个数据描点偏差太大，舍弃不用；图线的斜率即为rx的阻值，由图象可知，rx4.5 .(5)由电阻定律知r，则rr1106 m，c正确(6