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文档简介

1、第2讲电学实验高考命题轨迹年份题号(分值)考点难度2017年卷23题(10分)小灯泡伏安特性曲线与电源UI图象及其交点意义较难卷23题(9分)串并联电路、电势分析,测量微安表内阻中等卷23题(9分)欧姆表原理及读数中等2016年卷23题(10分)组装由热敏电阻控制的报警电路,闭合电路欧姆定律中等卷23题(9分)半偏法测电压表内阻,实物图连接,电表改装中等卷22题(5分)研究安培力,实物图连接中等2015年卷23题(9分)改装和校准毫安表,器材选择较难卷23题(9分)半偏法测电压表内阻,画电路图,写操作步骤较难考情分析基本规律同“力学实验”电学实验在实验中占有比重相对较大,难度也较力学实验高,也

2、是大多数同学失分较多的地方无论是源于教材的实验还是创新的实验,其实验原理都基于闭合电路欧姆定律,串并联电路(部分电路欧姆定律)等基本规律,所以电路分析才是实验基础电表读数实物图连接作图、仪器选择、误差分析等基本功要熟练知识方法链接1游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧记住两点:一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数,根据结果再变换单位;二是以毫米为单位,小数点后数字分别是,螺旋测微器是3位、20分度和50分度游标卡尺是2位、10分度游标卡尺和毫米刻度尺是1位2电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题,要先弄清楚电表的精确度,即每小格的数值,再确定估读的方法,是、还是估读

3、,明确读数的小数位数(2)多用电表的使用问题,在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零的区别,掌握测量电阻的步骤,此外,会看多用电表表盘,最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度,读出表盘刻度后应乘以挡位倍率;中间刻度是均匀的,为测量电压和电流的读数刻度,下面三排数字为方便读数所标注;最下排刻度专为测量2.5 V以下交流电压所用,一般较少使用3欧姆表的原理(1)欧姆表内有电源,红表笔与内部电源负极相连,黑表笔与内部电源的正极相连,故其电流方向为“红表笔流进,黑表笔流出”(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器R0(即欧姆调零),使灵

4、敏电流计满偏,Ig,此时中值电阻R中RgR0r,当两表笔接入电阻Rx时I,电阻Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀4欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;(3)待测电阻与电路、电源要断开;(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近;(5)读数之后要乘以倍率得阻值;(6)用完后,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡真题模拟精练1(2017·全国卷·23)图1(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;表头的满偏电流为250 A,内阻为480 .虚线方框内为换挡开关,

5、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 挡图1(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

6、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)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA 1.10 k2.94 V解析(1)当B端与“3”连接时,内部电源与外部电路形成闭合回路,电流从A端流出,故A端与黑色表笔相连接(2)在使用多用电表之前,调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,选项A错误;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,选项B正确;使用电流挡时,电阻R6不在闭合电路中,调节无效,选项C错误(3)根据题给条件可知,当B端与“2”连接时,表头与R1、R

7、2组成的串联电路并联,此时为量程1 mA的电流挡,由并联电路两支路电流与电阻成反比知,解得R1R2160 .当B端与“4”连接时,表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联,此时为量程1 V的电压挡,表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 ,两端电压为0.12 V,由串联电路中电压与电阻成正比知:R4两端电压为0.88 V,则R4电阻为880 .(4)若此时B端是与“1”连接的,多用电表作为直流电流表使用,量程为2.5 mA,读数为1.47 mA.若此时B端是与“3”连接的,多用电表作为欧姆表使用,读数为11×100 1.10 k.若此时B端是与“5”连接的,多用电表

8、作为直流电压表使用,量程为5 V,读数为2.94 V.2(2017·宁夏六盘山二模)某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D,用螺旋测微器测量其厚度d,示数如图2所示由图可读出D_ cm,d_ mm.图2答案5.0803.7753(2017·贵州贵阳市2月模拟)如图3(a)是一简易多用电表的电路图其表盘如图(b)所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,但上排刻度线对应数据未标出已知该多用电表的表头选用的是内阻RA10 、满偏电流IA10 mA的电流表图3为测量该多用电表内阻电源的电动势,某同学在实验室找到一只电阻箱,设计了如下实验:将选择开关接2,红黑表笔短

9、接,调节R1的阻值使电表指针满偏;将红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱的阻值使指针在C处,此时电阻箱的示数如图(c)(1)根据该同学的实验,此多用电表C处刻度对应的阻值为_ .电表内电池的电动势为_ V(保留2位有效数字)(2)若将选择开关接“1”,指针指在图(b)所示位置,其读数为_ mA.(3)将一未知阻值的电阻,接在已经欧姆调零的该多用电表两表笔之间,指针仍指在图(b)所示位置,试计算出该未知电阻的阻值为_ .(保留2位有效数字)答案(1)1501.5(2)6.8(3)71 解析(1)由题图可知,电阻箱示数为0×1 000 1×100 5×10 0×

10、1 150 ;指针指在C处时,电流表示数为5 mA0.005 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 ,电源电动势EI·2R0.005×150×2 V1.5 V.(2)开关接1时,量程为10 mA,则最小分度为0.2 mA,故读数为:6.8 mA.(3)由题意可知,此时电路中的电流值为6.8 mA,而表内电池的电动势为E1.5 V,表内总电阻为150 ,所以待测电阻的阻值为RR内(150) 71 .4(2017·河北邯郸市一模)某实验小组的同学将一电流表G改装为简易欧姆表,改装电路图如图4所示,其中电流表G的满偏电流Ig1 mA,内阻rg100 ,电

11、池的电动势E1.5 V,内阻r1 ,R0为保护电阻,R为可变电阻图4(1)保护电阻R0有两种规格,阻值分别为1 000 和2 000 ;可变电阻R有两种规格,最大阻值分别为250 和750 .R0应选用阻值为_ 的电阻,R应选用最大阻值为_ 的可变电阻(2)实验小组的同学把一未知量程的微安表接在改装好的欧姆表红、黑表笔之间,进行探究性实验图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色(填“红”或“黑”),此表笔应接微安表的_接线柱(填“正”或“负”)按照正确的操作步骤,该同学发现欧姆表的指针恰好在其表盘刻度正中间,微安表指针在其满刻度的处,则此微安表的量程为_ A.(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池电

12、动势不变、内阻略有增大,其他正常,按正确使用方法测量电阻时,测量结果与原测量结果相比会_(选填“变大”、“变小”或“不变”)答案(1)1 000 750(2)红负 600(3)不变知识方法链接一、伏安法1仪器的选择(1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电路的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的偏角不能小于量程的,偏角越大相对误差越小2电路的选择(1)测量电路的选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测>Rx,偏大R测<Rx,

13、偏小适用条件RxRA(测大电阻)RVRx(测小电阻)(2)控制电路的选择:从节能的角度考虑,优先选用限流式以下三种情况必须用分压式:a要求待测电路的U、I从0变化bR滑Rx.(R滑<Rx)c选用限流式,Ux、Ix过大(超过电流表量程,烧坏电表、电源或用电器等)二、电表的替代与改装在没有电压表或电压表不能用;没有电流表或电流表不能用时,要用到电表的替代与改装(1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表;(2)内阻已知的电流表则相当于小量程的电压表;(3)灵敏电流计串大电阻改装成电压表;(4)灵敏电流计并小电阻改装成电流表;(5)电阻箱与电流表串联相当于电压表;(6)电阻箱与电压表并联相当于电

14、流表;(7)内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源三、电表内阻测量最常用的方法半偏法(1)用半偏法测电流表内阻,如图5所示,电阻箱应和电流表并联,然后与大电阻滑动变阻器串联,R测<R真图5(2)若测电压表内阻,如图6所示,电阻箱应和电压表串联,然后与小电阻滑动变阻器并联,且R测>R真图6四、等效替代法(1)电流等效替代(如图7)图7(2)电压等效替代(如图8)图8真题模拟精练5(2017·全国卷·23)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 k);电流表(量程0.5 A

15、,内阻0.5 );固定电阻R0(阻值1 000 );滑动变阻器R(阻值09.0 );电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干(1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图9(a)所示图9由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为_ W,最大功率为

16、_ W(结果均保留两位小数)答案(1)见解析图(2)增大增大(3)0.391.17解析(1)电压表量程为3 V,要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程,题目中要求小灯泡两端电压从零开始,故滑动变阻器用分压式接法,小灯泡的电阻RL 11.875 ,因,故电流表用外接法,实验电路原理图如图所示(2)由IU图象知,图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小,表示灯泡的电阻随电流的增大而增大,根据电阻定律R知,灯丝的电阻率增大(3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 时,电路中的电流最小,灯泡实际功率最小,由EUI(Rr)得U10I4,作出图线如图所示由交

17、点坐标可得U11.78 V,I1221 mA,P1U1I10.39 W;当滑动变阻器电阻值R0时,灯泡消耗的功率最大,由EUI(Rr)得,IU4,作出图线如图所示由交点坐标可得,U23.70 V,I2315 mA,最大的功率为P2U2I21.17 W.6(2017·安徽合肥市第二次检测)图10为某同学设计的一个测量电流表G1内阻(r1)的电路图(未画完整),可供选择的器材如下:图10待测电流表G1;量程为05 mA,内阻约为300 电流表G2:量程为010 mA,内阻约为40 电压表V2:量程为15 V,内阻约为15 k滑动变阻器R1:阻值范围为01 000 滑动变阻器R2:阻值范围

18、为020 定值电阻R3:阻值为300 干电池E:电动势约为1.5 V,内阻不计开关S及导线若干(1)请完善测量电路的电路图,并依据电路图完成图11中实物图的连接;图11(2)滑动变阻器应选_(填写器材后面的代号);(3)实验中测得电流表G1的读数I和另一电表读数X,待测电流表G1内阻的表达式为r1_;(4)若测定电流表G1的内阻为290 ,用它改装成如图12所示的欧姆表,图中的电源E的电动势为9.0 V,将红黑表笔短接进行欧姆调零后,则该欧姆表的内阻为_ ;接着在两表笔间接一电阻时,表头G1指针刚好偏至满刻度的,则该电阻的阻值为_ .图12答案(1)(2)R2(3)(4)1 8009007(2

19、017·广东广州市测试一)用直流电源(内阻可忽略不计)、电阻箱、定值电阻R0(阻值为2.0 k)、开关和若干导线,连接成如图13所示的电路来测量电压表V(量程3 V)的内阻RV.图13(1)闭合开关S,适当调节电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,获得多组数据(2)某次实验时电阻箱的读数如图14所示,其值为_ .图14(3)根据测得的数据画出如图15所示的R关系图线,由此计算得到纵轴截距与图线斜率的比值为_,进而求得电压表的内阻RV_ k.(计算结果均保留两位有效数字)图15(4)若电源内阻不可忽略,用此法测得的RV偏_(填“大”或“小”)(5)定值电阻R0的作用是_答案(2)6 50

20、0(3)9.07.0(4)大(5)保护电压表知识方法链接测量电源电动势和内阻的三个常用方案方案伏安法伏阻法安阻法原理EUIrEUrEIRIr电路图关系式UEIr图象纵轴截距:E斜率大小:r纵轴截距:斜率:纵轴截距:斜率:误差分析E测<E真r测<r真E测E真r测>r真E测<E真r测<r真E测E真r测>r真任何一种实验方法都要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr.注意U、I如何测量或得出的,明确变量与恒量,找到函数关系,化曲为直,获得直线方程在高考电学设计性实验中,常以定值电阻的合理使用为背景来命题求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用,一般来说,定

21、值电阻有三种作用:真题模拟精练8(2017·湖南怀化市一模)物理课上,老师要求同学们只能用以下实验器材完成“测定电源电动势和内阻”的实验:A两节旧干电池,每节电动势约1.5 VB直流电压表V1、V2,量程均为03 V,内阻约3 kC电流表,量程00.6 A,内阻小于1 D定值电阻R0,阻值2 E滑动变阻器R,最大阻值15 F导线和开关若干(1)请根据连接的实物图16甲,在图乙虚线框中画出对应的电路图;图16(2)根据图甲电路进行实验,测得多组U、I数据,作出UI图象,求出电动势和内阻的值均小于真实值,其产生误差的原因是_(3)实验过程中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了图17甲所

22、示的电路测定电源的电动势和内阻,实验中移动滑动变阻器触头,记录V1和V2的值如下表所示,用测出的数据在图乙中绘出U1U2图线.组数123456电压U1/V0.801.251.531.721.871.98电压U2/V1.601.872.042.152.242.31图17(4)由图线可得被测电池组的电动势E_ V,内阻r_ .(结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示(2)电压表分流(3)如图所示(4)2.83.0均可2.83.1均可9(2017·山东烟台市一模)利用以下器材设计一个能同时测量电源的电动势、内阻和一个未知电阻Rx阻值的实验电路A待测电源E(电动势略小于6 V,内阻不足1

23、)B电压表V1(量程6 V,内阻约6 k)C电压表V2(量程3 V,内阻约3 k)D电流表A(量程0.6 A,内阻约0.5 )E未知电阻Rx(约5 )F滑动变阻器(最大阻值20 )G开关和导线(1)在图中的虚线框内画出完整的实验原理图;(2)实验中开关闭合后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表V1的示数分别为U1、U1时,电压表V2两次的示数之差为U2,电流表A两次的示数分别为I、I.由此可求出未知电阻Rx的阻值为_,电源的电动势E_,内阻r_.(用题目中给定的字母表示)答案(1)见解析图(2)|解析(1)要测量电动势和内电阻应采用串联接法,由于电压表V1已经接入,故将滑动变阻器与定值电阻和电流表

24、串联接入即可;为了测量定值电阻的阻值,应将V2并联在其两端测量电压,电路图如图所示(2)根据欧姆定律可知,电压表V2两次的示数之差为U2,电流表A两次的示数分别为I、I,因电阻为定值电阻,故Rx|;根据闭合电路欧姆定律可知:U1EIr,U1EIr,联立解得:E,r.10(2017·安徽淮南市一模)在测量一节干电池的电动势和内阻实验中,小明设计了如图18甲所示的实验电路图18(1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路图(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P调到_(填“a”或“b”)端(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,滑动滑片P,记录下几组电压表和电流表

25、的示数,重置滑动变阻器,S2改接图甲中的2位置,滑动滑片P,再记录几组电压表和电流表的示数,在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时电压表示数U和电流表示数I的图象,如图19所示,两图线均为直线,与纵轴的截距分别为UA、UB,与横轴的截距分别为IA、IB.图19S2接1位置时,作出的UI图线是图19中的_(填“A”或“B”);S2接2位置时,干电池电动势的测量值_真实值,内阻的测量值_真实值(填“大于”“小于”或“等于”)答案(1)如图(2)a(3)B等于大于知识方法链接高考中电学实验要拿到满分,考生应注意以下“三”个方面:第一:认真完成课本上的每一个实验知道每一个实验的目的,掌握每一个实

26、验的原理,熟悉每一个实验步骤,领会每一个实验步骤的作用,学会每一个实验仪器的使用,学会每一个实验的处理方法,弄清每一个实验误差的来源等第二:对于给出实验电路图的创新性实验,要注意从原理出发,理解实验方法,找出图象中两个物理量之间的关系,理想图象中图线的斜率和截距的物理意义第三:对于设计性实验,要注意从原理出发找方法,选器材,定方案高考中,对设计性实验的考查,一般不直接采用课本上的设计方案,但是其设计理念均取材于课本中的必考实验,因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数真题模拟精练11(2017·全国卷·23)某同学利用如图20(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A

27、,内阻大约为2 500 )的内阻可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ,另一个阻值为2 000 );电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 );电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片 图20(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线(2)完成下列填空:R1的阻值为_ (填“20”或“2 000”)为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的

28、位置,最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:_.答案(1)见解析图(2)20左相等2 550 (3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程解析(1)实物连线如图所示:(2)滑动变阻器R1采用分压式接法,为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器;为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端对应的位置;将电阻箱

29、Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1;将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置;最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前后在BD中无电流流过,可知B与D所在位置的电势相等;设滑片D两侧电阻分别为R21和R22,由B与D所在位置的电势相等可知,;同理,当Rz和微安表对调时,仍有;联立两式解得,RA 2 550 (3)为了提高测量精度,应调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程12(2017·山东枣庄市一模)某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值,电路如图21所示实验器材如下:图21直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变,I0约

30、为0.8 A)待测电阻Rx(阻值约为20 )滑动变阻器R(最大阻值约为50 )电压表V(量程15 V,内阻约为15 k)电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.2 )请回答下列问题(1)实验所用器材如图22所示,图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接图22(2)电路开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑动到_处(选填“a”、“b”),其理由是_(3)所得实验数据如下表,请在图23所示的直角坐标系上画出UI图象.12345电流表的示数I/A0.200.300.400.500.60电压表的示数U/V13.912.110.27.66.1图23(4)根据所画UI图象,可求得直流恒流源输出电流I0_

31、A,待测电阻的阻值Rx_ .(结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示(2)a开关S闭合后,流过电流表的电流不会超过电流表的量程(3)如图所示(4)0.90(0.870.92均可)20(1922均可)专题规范练题组1高考真题检验1(2016·全国卷·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时,系统报警提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 ),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 ),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 ),单刀双掷开

32、关一个,导线若干在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图(图1)的连线图1(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统:电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为_;滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是_将开关向_(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端

33、闭合,报警系统即可正常使用答案(1)见解析图(2)R2(3)650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏c报警器开始报警解析(1)热敏电阻工作温度达到60 时,报警器报警,故需通过调节电阻箱使其电阻为60 时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0 ,使报警器能正常报警,电路图如图所示(2)U18 V,当通过报警器的电流10 mAIc20 mA,故电路中总电阻R,即900 R1 800 ,故滑动变阻器选R2.(3)热敏电阻为650.0 时,报警器开始报警,模拟热敏电阻的电阻箱阻值也应为650.0 ,实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直到报警器开始报警为

34、防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端2(2016·全国卷·23) 某同学利用图2所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(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,导线若干图2实验步骤如下:按电路原理图2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2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

35、下电阻箱的阻值回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(2)根据图2所示电路将图3中实物图连线图3(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 A D1 mA答案(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D解析(1)本实验测电压表的内阻,实验中电压表示数变化不大,则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大,故需要滑动变阻器的最大阻值较小,故选R1可减小实验误差

36、(2)滑动变阻器为分压式接法,连接实物电路如图所示:(3)电压表和电阻箱串联,两端电压分别为2.00 V和0.50 V,则RV4R2 520 .(4)电压表的满偏电流Ig A1 mA,故选项D正确3(2016·全国卷·22)某同学用图4中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直图4(1)在图中画出连线,完成实验电路要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大

37、的速度,有人提出以下建议:A适当增加两导轨间的距离B换一根更长的金属棒C适当增大金属棒中的电流其中正确的是_(填入正确选项前的标号)答案(1)见解析图(2)AC解析(1)实物连线如图所示(2)根据公式FBIL可得,适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理得,Fsmgsmv2,则金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,A、C正确;若换用一根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,安培力F不变,棒的质量变大,速度变小,B错误4(2015·全国卷·23)图5(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安

38、表的改装电路 图5(1)已知毫安表表头的内阻为100 ,满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA.由题给条件和数据,可以求出R1_ ,R2_ .(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300 和1 000 ;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 和3 000 .则R0应选用

39、阻值为_ 的电阻,R应选用最大阻值为_ 的滑动变阻器(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻图(b)中的R为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是:_.答案(1)1535(2)3003 000(3)c见解析解析(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系,电压相等,电流和电阻成反比若使用a和b两个接线柱,量程为3 mA,则通过R1、R2的电流为2 mA,则通过毫安表表头和R1、R2的电流比为12,所以电阻比为21,可得R1R2Rg50 ;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10

40、 mA,通过R1的电流为9 mA,电流比为19,可得电阻比,即R1(RgR2),整理可得R115 ,R235 .(2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为 3 000 ,最小阻值为 500 .若定值电阻R0选择为1 000 ,则无法校准3.0 mA,所以选用的定值电阻R0的阻值应为300 ,由于最大阻值要达到3 000 ,所以选用的滑动变阻器R的最大阻值为3 000 .(3)为准确地判断出哪个电阻损坏,d点应和接线柱“c”相连;若电流表无示数,则说明R2断路,若电流表有示数,则说明R1断路5(2015·全国卷·23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两

41、倍某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000 ),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值100 ,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(2)根据设计的电路,写出实验步骤:_.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV,与电压表内阻的真实值RV相比,RV_RV(填“”、“”或“”),主要理由是_答案见解析解析(1)实验电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小

42、;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻(3)断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,RVRV.6(2014·新课标卷·23) 利用如图6所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值为999.9 ),电阻R0(阻值为3.0 ),电阻R1(阻值为3.0 ),电流表(量程为200 mA,内阻为RA6.0 ),开关S.图6实验

43、步骤如下:将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;以为纵坐标,R为横坐标,作R图线(用直线拟合);求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为_(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R3.0 时电流表的示数如图7所示,读出数据,完成下表答:_,_.R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0图7(3)在图8的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得

44、斜率k_ A1·1,截距b_ A1.图8(4)根据图线求得电源电动势E_ V,内阻r_ .答案(1)R(5.0r)(2)0.110(0.1090.110均正确)9.09(9.019.17均正确)(3)见解析图1.0(0.961.04均正确) 6.0(5.96.1均正确)(4)3.0(2.73.3均正确)1.0(0.61.4均正确)解析(1)根据闭合电路欧姆定律可知:EIRA(I)(RR0r)将R03.0 ,R13.0 ,RA6.0 代入上式得R(5.0r)(2)从读数上,有效数字要一致,即读数是0.110 A,倒数是9.09 A1.(3)由R关系式可知k,截距b(5.0r);由给出的

45、数据作出图象,连线时尽可能使多的点在同一直线上,不在直线上的点要均匀分布在直线两侧如图所示由图象可知,k1.0 A1·1,b6.0 A1.(4)电源电动势E3.0 V,电源内阻r1.0 .7(2014·新课标卷·22)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 ,电压表的内阻约为2 k,电流表的内阻约为10 ,测量电路中电流表的连接方式如图9(a)或(b)所示,结果由公式Rx计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1_(填“

46、大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值图9答案Rx1大于小于解析根据题意知>,电压表的分流作用较显著,故Rx1更接近待测电阻的真实值题图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值,故Rx1>Rx真;题图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值,故Rx2<Rx真题组2各省市模拟精选8(2017·北京市延庆区零模)(1)用10分度游标卡尺测量某钢管的外径,游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图10所示,其读数为_ mm.图10(2)如图11所示,用螺旋测微器测出的某物件的宽度是_ mm.图11答案(1)54.4(

47、2)5.696(5.6965.699均正确)9(2017·江西省六校3月联考)如图12所示为多用电表的原理示意图,已知表头G的满偏电流为2 mA、内阻为150 ,刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”选择开关S旋到“2”时量程为010 mA,旋到“3”、“4”、“5”、“6”时的量程未知,但测得R6570 ,R7900 ,E为两节新的干电池,内阻忽略请回答下列问题:图12(1)选择开关S旋到“6”时的量程为_A015 AB03 VC012 V D015 V(2)正确使用欧姆挡测量电阻时,滑动变阻器R3连入的阻值为_ .(3)电池用久后,电动势变小了,内阻变大了,但仍能欧姆调零,用此表去

48、测电阻,则其测量值比真实值_(填“偏小”、“偏大”或“不变”)答案(1)D(2)270(3)偏大解析(1)开关S旋到“6”时为电压表量程为UIgRgI(R6R7)2×103×150 V10×103×(570900) V15 V,故选D.(2)由闭合电路欧姆定律可得:R3 270 (3)电池用久了,电源电动势E变小内阻增大,欧姆表调零时,内阻变小应用欧姆表测电阻时,I,由于R内偏小,则电流I偏小,欧姆表指针偏转角度较小,电阻测量值偏大10(2017·深圳市第一次调研)在某些汽车的后挡风玻璃中会嵌入一组电阻丝,可通电加热以化解霜冻图13是用伏安法测

49、量其中一根电阻丝Rx阻值的实物连线图仪表规格如表.量程内阻电流表A0.6 A等于0.20 电压表V3 V约为1 k图13(1)将单刀双掷开关S2置于位置b,闭合开关S1,电压表和电流表指针如图14所示,则可读得电压表的示数U_ V,电流表的示数I_ A;计算得出电阻丝的阻值Rx_ (保留两位有效数字)图14(2)若将单刀双掷开关置于位置a,则通过电阻丝的电流_ 此时电流表的电流(填“大于”或者“小于”)(3)现有6根与Rx同型号的电阻丝和一个内阻为2.0 的电源,为了达到最快的化霜效果,请选用几根电阻丝,并用笔画线代替导线,在图15中进行设计连接图15答案(1)1.600.503.0(2)小于

50、(3)如图所示(外电阻为2.0 的电路均正确)11(2017·江西省九校联考)(1)某同学要测量一较粗金属的电阻率,他用螺旋测微器测量其直径如图16甲所示,由图可知其直径为_ mm.图16(2)为准确测量金属丝的电阻,实验老师提供了以下实验器材:A金属丝Rx(约300 )B电池组(6 V,0.05 )C电流表A1(30 mA,内阻约10 )D电流表A2(3 A,内阻约0.1 )E电压表V(6 V,内阻RV30 k)F滑动变阻器R1(50 ,2 A)G滑动变阻器R2(25 ,0.1 A)H开关一个,导线若干该同学根据所给器材的特点,进行了实验电路的设计实验要求通过金属丝的电流从零开始增加,则电流表应选择_,滑动变阻器应选择_(填器材前的字母标号)如图乙所示,该同学只连接了部分导线,请你帮助他完成实验电路的连接该同学在实验中

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