高三物理二轮复习 第2部分 考前回扣 倒计时第2天 电学实验用书-人教版高三物理试题

倒计时第2天电学实验A．主干回顾B．精要检索1．实验要点分类名称常考要点测量性实验测定金属的电阻率由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝Req\f(S,l)，金属导线的电阻R可用伏安法测量，金属导线的长度l用毫米刻度尺测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2，d可由螺旋测微器测量测定电源的电动势和内阻控制电路采用限流式接法，测量电路一般采用电流表内接法，测量数据一般用图象法处理探究性实验描绘小电珠的伏安特性曲线控制电路用分压式接法(电流、电压从零开始连续调节)，测量电路适当选取电流表内接法或外接法设计性实验传感器的简单应用光电转换和热电转换及半导体光敏元件和热敏元件在电路中的控制作用2.电学量的测量物理量测量工具(方法)备注电流电流表串联，读数＝指示的格数×精度＋估读电压电压表并联，读数＝指示的格数×精度＋估读多用电表①读数＝指针指示数×倍率(指针指示在上端表盘中间附近位置较准)②“机械零点”在刻度盘左侧“0”位置，需要调零时通过表盘下方中间的定位螺丝进行调节；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，需要调零时通过欧姆挡的调零旋钮进行调节．测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零③负接线柱电势高(与内部电源的正极相连)，接黑表笔，正接线柱电势低，接红表笔电阻电阻箱替代法电阻箱电阻的读数＝各挡位的电阻值相加伏安法Rx＝eq\f(U,I)(U表示电阻两端电压，I表示通过电阻的电流)半偏法(测电流表内阻、测电压表内阻)调好满偏后，保持滑动变阻器滑片位置不变，以保持测量电路的电流或电压基本不变电动势和内阻闭合电路的欧姆定律(电压表与电流表、电压表与定值电阻、电流表与定值电阻组合)①方程组法：测出几组I、U的数据，建立E＝U＋Ir的方程组，求E、r值，取平均值②图象法：建立U­I图象，纵轴截距表示电动势E，斜率的绝对值表示内电阻r3.两种测量电路内接法外接法电路结构误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV测量数值R测＝eq\f(U测,I真)>RxR测＝eq\f(U真,I测)<Rx误差分析测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件Rx≫RARV≫Rx适用测量大电阻小电阻电路选择计算法eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)或Req\o\al(2,x)>RARVeq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)或Req\o\al(2,x)<RARV试触法若不知Rx的大概阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下若电流表“相对变化”明显，说明电压表分流作用较大，应采用电流表内接法若电压表“相对变化”明显，说明电流表分压作用较大，应采用电流表外接法4.两种控制电路限流式接法分压式接法电路图触头P初始位置b端a端电压调节范围eq\f(ERx,Rx＋RP)≤Ux≤E0≤Ux≤EC.考前热身1．①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图1所示，则它们的读数依次是________mm、________A、________V.甲乙丙图1②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E＝4.5V，内阻较小．则图2电路图中，________(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏________(选填“大”或“小”)．甲乙图2③若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图2中的________(选填字母代号)电路．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝________(用题中字母代号表示)．【解析】①螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为49.9×0.01mm＝0.499mm，金属丝直径为0.5mm＋0.499mm＝0.999mm.电流表读数为0.42A，电压表读数为2.29V.②因RV≫Rx(Rx＝eq\f(2.29,0.42)Ω≈5.5Ω)，测量电路采用电流表外接法，故最佳电路为甲电路，此时测量结果因电压表的分流而偏小．③若已知电流表内阻时，最佳电路为乙电路．由欧姆定律得：Rx＋RA＝eq\f(U,I)，那么Rx＝eq\f(U,I)－RA.【答案】①0.998～1.000间均可0.422.28～2.30间均可②甲小③乙eq\f(U,I)－RA2．(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测．使用多用电表欧姆挡时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，再进行________使指针指在欧姆刻度的“0”处．若该同学将选择开关旋在“×1”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图3所示，则所测量的值为________Ω.图3(2)为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：A．电流表(量程15mA，内阻未知)B．电流表(量程0.6A，内阻未知)C．电阻箱(最大电阻99.99Ω)D．电阻箱(最大电阻999.99Ω)E．电源(电动势3V，内阻1Ω)F．单刀单掷开关2只G．导线若干乙同学设计的电路图如图4所示，现按照如下实验步骤完成实验：图4①调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R1，仅闭合S1，使电流表有较大的偏转且读数为I；②调节电阻箱，保持开关S1闭合，开关S2闭合，再次调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I.a．根据实验步骤和实验器材可知，电流表应选________，电阻箱应选择________．(填器材前字母)b．根据实验步骤可知，待测电阻Rx＝________(用题目所给测量数据表示)．(3)利用以上实验电路，闭合S1、S2，调节电阻箱R，可测出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了eq\f(1,I)­R图象如图5所示．若图象中纵轴截距为1A－1，则电流表内阻RA＝________Ω.图5【解析】(1)根据多用电表测电阻的要求，将选择开关旋在适当的欧姆挡位之后，红、黑表笔短接再进行欧姆调零．根据图中指针的位置，可得被测电阻值Rx＝18.0×1Ω＝18.0Ω.(2)②a.根据闭合电路欧姆定律能估算出通过待测电阻的最大电流，从而可选择电流表的量程，然后再通过求出电路中需要的最大电阻，来选择电阻箱．b．根据①可知：I＝eq\f(E,Rx＋R1＋RA＋r)根据②可知：I＝eq\f(E,R2＋RA＋r)解得：Rx＝R2－R1.(3)电路中闭合S1、S2可得：I＝eq\f(E,R＋RA＋r)变形可得，eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(1,E)·(RA＋r)又知纵轴截距为1A－1，则有eq\f(1,E)(RA＋r)＝1A－1将E＝3V，r＝1Ω，代入上式解得：RA＝2Ω.【答案】(1)欧姆调零18.0(2)②a.ADb．R2－R1(3)23．牛小曼同学对纽扣锂电池的特性进行了实验探究，该电池的内阻约为1kΩ，电动势标称值为3V．为了测定其电动势和内阻，除待测电池外，还备有如下器材：A．电压表V1：量程为3V、内阻约为100kΩB．电压表V2：量程为4V、内阻约为10MΩC．电流表A1：量程为3A、内阻约为8ΩD．电流表A2：量程为0.6A、内阻约为50ΩE．定值电阻R1：1kΩF．定值电阻R2：30kΩG．滑动变阻器：0～5kΩH．开关、导线若干(1)为了较准确测量，电表应选用________、________；定值电阻选用________；(填器材前的编号)(2)请在虚线框内画出实验电路．【解析】(1)因为纽扣锂电池短路电流I0＝3mA，两个电流表量程太大，电压表V1测R1的最大电流恰好为3mA.所以电表采用电压表A和B；定值电阻R2的阻值太大，与两电表不匹配，所以定值电阻采用E；(2)量程大的电压表V2测路端电压，电压表V1接在滑动变阻器两端(电压表V1接在定值电阻两端也可)，电路如图所示.【答案】(1)ABE(2)见解析4．为了描绘一个标有“6V3W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：A．标有“6V3W”字样的小灯泡一个B．9V学生电源一个C．量程为0～3V的电压表，内阻约为3kΩD．量程为0～9V的电压表，内阻约为15kΩE．量程为0～0.6A的电流表，内阻约为0.5ΩF．量程为0～3A的电流表，内阻约为0.1ΩG．滑动变阻器(阻值范围0～50Ω，允许通过的最大电流1.5A)H．滑动变阻器(阻值范围0～500Ω，允许通过的最大电流0.5A)I．开关一个，导线若干(1)为减小实验误差，方便调节电路，请在下面给定的四个电路图和上述所给的器材中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是________；电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(2)根据实验测定的数据，以电压U为横坐标，电流I为纵坐标画出图线，在下面给出的四个I­U图线中，最能反映实际情况的是________，请简要说明理由_________________________________________________________．【解析】(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线的电路一定要用分压电路作为控制电路，滑动变阻器应选用阻值较小的G.“6V3W”小灯泡的额定电流和额定电压下的电阻分别是0.5A、12Ω，电压表、电流表应该选择D和E，而eq\r(RARV)＝eq\r(0.5×15000)Ω＝50eq\r(3)Ω>12Ω，所以测量电路应该选用电流表外接电路．电路应该选择C.(2)因为灯丝电阻随着温度的升高而增大，所以I­U图线上的点与原点的连线的斜率随着电压的增大而逐渐减小，故选项C正确．【答案】(1)CDEG(2)C灯丝电阻随着温度的升高而增大5．某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池(电动势约为4.5V，内阻约为1Ω)，现要测量这个电池的电动势E和内阻r.他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器(最大阻值为10Ω)、一只电压表(量程为0～3V，内阻约为15kΩ)、一只电流表(量程为0～0.6A，内阻约为0.5Ω)、一个定值电阻(R0＝5Ω)和若干导线．甲乙图6(1)该同学利用上述器材设计了如图6甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到________(选填“最大”或“最小”)．(2)断开开关S，调节滑动变阻器的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电流表的示数．改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电流值I，并以U为纵坐标，I为横坐标，画出U­I关系图线(该图线为一条直线)，如图乙所示．由图线可求得电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测________E真，r测________r真(选填“>”、“<”或“＝”)．引起该实验系统误差的主要原因是____________________________________