25.2020届高考物理专题能力训练15电学实验

1、专题能力训练15电学实验(时间:45分钟 满分:100分)1.(14分)(1)图甲是多用电表的简化电路图，作为电压表使用时,选择开关应接甲作为欧姆表使用时，选择开关应接 。(均选填1“ 2“或3")使用多用电表时，电流 一定从(选填A"或B")端流入多用电表。(2)利用多用电表和电阻箱测量一电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出R-1的图线如图内所示。由图内可求得电动 ?势E=V,内阻r=Q。(结果均保留2位有效数字)如果忽略偶然误差，本实验测得的E测、r测与真实值比较：E测 E真,r测 r真。(均选填 <&q

2、uot;='”或>”)乙丙答案:(1)3 2 A(2)2.9(2.83.0) 1.2(1.11.3)= >解析:(1)由题图甲可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3;作为欧姆表使用时，选择 开关应接2,内部电源被接通，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入，即从A端流 入。1(2)根据闭合电路欧姆定律，E=IR+Ir ,则R=：;E-r,可知图线斜率表小电动势，在纵轴上截距 的绝对值表示内阻，则E=k=(6+1芹=2.9 V,r=1,2 Q。将多用电表的内阻等效到电源的内2.5A部，则测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，所以内阻测量值偏大。当电阻箱阻值无

3、穷大时，电流表分压可以忽略，故本实验中电动势的测量准确。2 .(16分)电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电池用久以后性能 会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满 电,取下四块电池，分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻。9(1)用多用电表直流电压50 V”挡测量每块电池的电动势。测量电池A时,多用电表的指针如图甲所示，其读数为V。用图乙所示的电路测量 A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电 阻，其阻值为5 Q。改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的?-R图线,如图

4、内所示。由图线C可知电池C的电动势E=V,内阻 r=Q o(3)分析图内可知，电池(选填A" B" C'或D")性能最优。答案:(1)11.0 (2)12 1 (3)C解析：(1)中间刻度线为直流电压挡，量程50 V,而刻度共计50格，每格为1 V,要估读到0.1 V,指针指到第11格，因此读数为11.0 V。(2)根据串联电路可得1=?+?+?= 1R+?(R0+r),则才图线的斜率为?= 065,E=12 V,由 图线C可以看出，当电阻箱连入电路中的电阻为 0时电流表的示数为2 A,则R0+r= 6 Q, 故电源电动势为12 V,内阻为1 Q o(3)

5、?-R图线的延长线与横轴的交点离原点越远表示电池的内阻越大，图线C的延长线与横轴的交点离坐标原点最近，所以电池C性能最优。3 .(16分)理想电压表的内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为03V、内阻约为3 kQ的电压表的阻值，实验室备有以下器材：甲A.待测电压表V1：量程为03 V,内阻约为3 kQB.电压表V2：量程为06 V,内阻约为6 kQC.滑动变阻器R1：最大阻值20 Q ,额定电流1 AD.定值电阻R0E.电源:电动势6 V,内阻约1 QF.开关一个、导线若干利用以上器材设计如图甲所示测量电路，请你按图甲所示电路将图乙中的实验仪器连 接起来。丙请写出按该电路测量电压

6、表 V1内阻RV的表达式:。在正确连接电路后，闭合开关S,不断调节滑动变阻器Ri的滑片位置，记录多组电压表Vi、V2示数，作出U2-Ui图线如图内所示。若Ro=1 480 Q,由图线上的数据可得Rv= Qo答案:（1）如图所示 （2）Rv=FRo （3）2 960? 2-?解析:本题考查并联电路特点及欧姆定律，意在考查学生由实验目的确定实验原理完成实 验的能力。由并联电路两端电压相等可知，定值电阻Ro两端的电压为Uo=U2-Ui,由欧姆定律可知，通过定值电阻的电流为Io=?=Ivi,因此电压表Vi的内阻Rv=?1,解以上三式得Rv=4ro, ?）?1?”-?将其变形得到U2=（1 +?1）U1

7、,由图像斜率k=1.5=1+半 RV=2 960 Q4.（16分）某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水，如图丁所示。某同学用如图甲所示的游标卡尺的 （选填A" B或C”）部位去测玻璃管的内 径，测出的读数如图乙，则玻璃管的内径d为 cm。该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于 勿00”挡，发现指针如图内所示，则该同学接着需要做的实验步骤：换选（选填"10"或%k"） 挡;。丙该组同学按图丁连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动 的整个过程中，发现电

8、压表有示数但几乎不变，不可能的原因是A.滑动变阻器阻值太小B.电路中5、6之间断路C.电路中7、8之间断路戊率为k,则矿泉水的电阻率尸答案:(1)A 2.120X1 k欧姆调零B兀2(用题中字母表示)。该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水部分的长度为1,电压表示数为U,电流表示 数为I,改变玻璃管中的水量，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图戊所示，若图线的斜而解析：(1)游标卡尺的A位置是测量圆筒内径的，故用A部位去测玻璃管的内径；通过读游 标卡尺得玻璃管的内径 d为21 mm+10X0.02 mm=21.20 mm= 2.120 cm。由于欧姆表的指针偏转较小，说明被测电阻较大，故需要换

9、成更大挡位，即 切k"挡;换 了挡位后，再测电阻时还需要欧姆调零。由于电压表的示数几乎不变，即仍有一定的示数，而将5、6之间断开时，电路中就没有 了电流，电压表的示数为零，故它是不可能的，选项B正确。由公式可知矿泉水的电阻率 尸”乙五；2二因为k=g则午二。5.（16分）（2019全国卷I ）某同学要将一量程为250后的微安表改装为量程为20 mA的 电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Q,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表 连接进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路对改装后的电表进行检测 （虚线框内是改装后的电表）。根据图甲和题给条件，将图乙中的实物连线。（2）当

10、标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图内所示。由此可以推测出 所改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）A.18 mAB.21 mA C.25 mA D.28 mA产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号）A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 QB.微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 QC.R值计算错误，接入的电阻偏小D.R值计算错误，接入的电阻偏大要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的 电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=。答案：（1）连线如图所示一一一 99(2)C (3)AC (4)77 9 解

11、析：(1)量程为250 A的微安表改装成量程为20 mA的电流表时应将电阻与微安表并 联。根据电路图，从电源正极出发，电表正极对应电源正极，依次连接，注意连线不要交 叉。通过电流表的电流与偏角成正比，表盘1606 对应16 mA,则表盘2500 对应25 mA。根据IgRg=(I-Ig)R得I=(1 + ?g)Ig,改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，其实际内阻Rg大于1 200 Q ;或者因为定值电阻的阻值 R计算有误，计算值偏大， 实际接入定值电阻阻值偏小。故选 AC。(4)并联电路电压相等,?=(I-Ig)R,即 160 A Rg=(16 mA-160 pA) R,20

12、0 6 Rg=(16 mA-200 6)kR,得 k=990796.(22分)要测绘一个标有3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由0 逐渐增大到3 V,并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势4.5 V,内阻约1 Q);电流表(量程为0250 mA,内阻约5 Q);电压表(量程为03 V,内阻约3 kQ);开关一个、导线若干。实验中所用的滑动变阻器应选 (填字母代号)。A.滑动变阻器(最大阻值20 Q，额定电流1 A)B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Q ,额定电流0.3 A)实验的电路图应选用 (填字母代号)。AECD(3)实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与 一个2 Q的定值电阻R串联,接在电动势为1.5 V、内阻为1 Q的电源两端，如图乙所 示。每个小灯泡消耗的功率是 Wo答案:(1)A (2)B (3)0.09解析:本题考查测绘小灯泡的伏安特性曲线实验，意在考查学生对该实验的掌握情况。由题意可知，本实验选择的是分压电路，因此滑动变阻器