2024高考物理大二轮复习专题六物理实验6.2精练含解析

PAGEPAGE6物理试验(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．某同学利用如图所示的电路测量一多用电表电阻“×1k”挡所用电源的电动势E和一电压表的内阻RV(约13kΩ)。(1)先将多用电表进行机械调零，再将多用电表的选择开关调到电阻“×1k”挡，之后进行欧姆调零。(2)将图1中多用电表的黑、红表笔分别与________、________端相连。(填“A”或“B”)(3)将图1中多用电表的黑、红表笔与电压表正确连接后，调整电阻箱，使多用电表指针位于表盘中心位置，此时电阻箱的阻值为R＝1kΩ，若此时多用电表、电压表的示数分别如图2、图3所示，则电压表的读数为________V，电压表的内阻RV＝________kΩ，多用电表内部电源的电动势E＝________V。解析：(2)依据多用电表内部电路结构，可知多用电表的黑、红表笔分别与A、B端相连。(3)多用电表欧姆调零时指针满偏(即欧姆零刻度处)，由题图2得多用电表读数为R0＝15kΩ，则电压表的内阻RV＝R0－R＝14kΩ，由题图3得电压表的读数U＝1.40V，多用电表欧姆调零后内部的总电阻设为R1，则E＝IgR1，当多用电表表头半偏时，有E＝eq\f(Ig,2)(R0＋R1)，U＝eq\f(Ig,2)RV，得E＝2U×eq\f(R1,RV)＝3.0V。答案：(2)AB(3)1.40143.02．某试验小组欲测定一块电池的电动势E和内阻r。现有以下器材：A．待测电池：电动势约为2V，内阻约为1ΩB．电压表V1：量程为0～500mV，阻值为1kΩC．电压表V2：量程为0～5V，阻值为1kΩD．定值电阻R2＝3kΩE．定值电阻R3＝7kΩF．电阻箱R(0～999Ω)C．开关一个、导线若干(1)为了消退电表内阻对试验的影响，作出图线的斜率更大，较精确测出此电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图，除已选定器材，电压表应选择________，R0应选择________。(选填器材前的字母序号)(2)依据正确选择的电压表，试验中示数如图乙所示，则该电压表的读数为________。(3)某同学依据上述器材，得到一组电压表和电阻箱示数，并作出eq\f(1,U)­eq\f(1,R)图线如图丙所示，(R为电阻箱的示数，U为电压表V的示数)，由该图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留三位有效数字)解析：(1)电压表V2量程太大，电压表V1量程太小，应将电压表V1与定值电阻R2＝3kΩ，串联改装成一个量程为0～2V的电压表。(2)由表头表示，该电压表的读数为440mV。(3)依据闭合电路欧姆定律可得4U＝eq\f(ER,R＋r)，eq\f(1,U)＝eq\f(4,E)＋eq\f(4r,E)·eq\f(1,R)，由图线得截距2.5＝eq\f(4,E)，斜率k＝eq\f(4r,E)＝eq\f(9－2.5,2.5)，上述物理量单位均采纳国际制单位，解得E＝1.60V(1.58～1.62均可)，r＝1.04Ω。答案：(1)BD(2)440mV(3)1.61.043.某同学设计了如图甲所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻(几千欧)，试验室供应的直流电源的电动势为6V，内阻忽视不计。(1)请完成图乙中的实物连接；(2)在该试验中，认为当滑动变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，a点与滑片P之间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择，最恰当的是________；A．滑动变阻器A(0～2000Ω，0.1A)B．滑动变阻器B(0～20Ω，1A)C．滑动变阻器C(0～5Ω，1A)(3)连接好线路后，先将滑动变阻器的滑片P调到最________端，并将电阻箱阻值调到________(选填“0”或“最大”)，然后闭合开关S，调整P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动；(4)调整变阻箱的阻值，记录电压表的读数；最终将电压表读数的倒数与电阻箱的读数R描点，并画出图丙所示的图线，由图线可知，待测电压表的内阻值为________Ω。解析：(1)依据图甲所示的原理电路图，将图乙中滑动变阻器下方的两个接线柱与电池、开关连接成闭合电路即可，如图所示。(2)试验电路中滑动变阻器采纳分压式接法，要使当滑动变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，a点与滑片P之间的电压保持不变，这就要求滑动变阻器a点与滑片P之间的电阻远小于电压表的内阻，可解除选项A。题述蓄电池电动势为6V，若采纳滑动变阻器C，依据欧姆定律，则流过滑动变阻器的电流将大于滑动变阻器允许流过的最大电流，所以选择滑动变阻器B。(3)连接好线路后，先将滑动变阻器的滑片P调到最左端，并将电阻箱阻值调到“0”，然后闭合开关S，调整P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动，可使测量部分的电压基本保持不变。(4)对测量电路，设满偏电压为U0，由a点与滑片P之间的电压不变，可得U＋IR＝U0，而I＝eq\f(U,RV)，比照图丙所示的图线，可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,U0)＋eq\f(1,U0RV)R，图线在纵轴的截距等于eq\f(1,U0)，即eq\f(1,U0)＝0.33V－1，图线斜率等于eq\f(1,U0RV)，即eq\f(1,U0RV)＝0.11V－1，联立解得待测电压表的内阻值为RV＝3kΩ＝3000Ω。答案：(1)如图所示(2)B(3)左0(4)30004．某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的试验电路如图1所示。ab是一段粗细匀称的金属电阻丝，R0是阻值为6Ω的爱护电阻，学生电源的输出电压为10V，电流表可视为志向电表。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图2所示，其直径为________mm。(2)先接通电源，后闭合开关，发觉电流表的示数为零，利用多用电表检查故障(电路中故障只有一处)。先将选择开关旋至直流电压挡，测得各点间的电压如表格所示。ed间电压ec间电压eb间电压ea间电压eh间电压0V10V10V10V10V由此可以推断电路发生的故障是________。(3)解除故障后进行试验，闭合开关K，调整线夹a的位置，记录金属电阻丝ab的长度L和对应的电流表的示数I，依据得到的试验数据，作出了eq\f(1,I)­L图象如图3，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率________Ω·m。(π取3，保留一位有效数字)(4)若电流表不能视为志向电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：(1)金属丝的直径为d＝0.5mm＋40.0×0.01mm＝0.900mm。(2)电流表的示数为零，说明电路出现了断路，两点间电压为零，说明两点之外的电路出现了断路，两点间电压不为零，说明两点间的电路出现了断路，由此可知c、d间断路。(3)由闭合电路欧姆定律得，E＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R0＋ρ\f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)))，解得eq\f(1,I)＝eq\f(4ρ,πd2E)L＋eq\f(R0,E)，由图象得k＝eq\f(1.6A－1－0.6A－1,1.0m)＝1.0A－1·m－1，eq\f(4ρ,πd2E)＝k，ρ＝eq\f(kπd2E,4)＝eq\f(1.0A－1·m－1×3×0.900×10－3m2×10V,4)＝6×10－6Ω·m。(4)设电流表阻值为R，则E＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R0＋R＋ρ\f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)))，eq\f(1,I)＝eq\f(4ρ,πd2E)L＋eq\f(R0＋R,E)，斜率k不变，ρ不变。答案：(1)0.900±0.001(2)cd间断路(3)6×10－6(4)等于5．目前我国正大力推动节能环保产品的研发，其中光电子LED二极管在日常生活中有着特别广泛的应用。二极管具有单向导电性，某发光二极管的反向电阻无穷大，课外爱好小组在试验室通过试验测得该发光二极管两端接正向电压U和通过它的电流I的多组数据，并在坐标纸上描绘出了该发光二极管的伏安特性曲线，如图甲所示。试验室供应了以下器材：A．电压表(量程0～3V，内阻约20kΩ)B．电压表(量程0～15V，内阻约100kΩ)C．电流表(量程0～50mA，内阻约40Ω)D．电流表(量程0～0.6A，内阻约2Ω)E．滑动变阻器(0～20Ω，额定电流2A)F．滑动变阻器(0～500Ω，额定电流10A)G．电源(电动势6V，内阻不计)H．开关、导线若干(1)该小组在试验时，电压表选用________，电流表选用________，滑动变阻器选用________(填器材前面的字母代号)。(2)在图乙所示的方框内画出电路图。(3)现将此发光二极管与电动势为3V、内阻r＝1Ω的电池组相连，为爱护电源及发光二极管，电路中又串联一阻值R＝99Ω的电阻，则此时发光二极管的功率P＝________W。(结果保留两位有效数字)解析：(1)依据题图甲可知最大电压为2.80V，最大电流为30.0mA，所以电压表应选择A，电流表应选择C，为调整便利，滑动变阻器应选择E。(2)通过估算二极管的阻值可知其满意eq\f(RV,R