高三物理二轮复习习题专题六物理实验1-6-16限时规范训练

限时规范训练(十六)建议用时45分钟，实际用时________1．图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)．(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．解析：(1)将选择开关拨到欧姆挡前，先要进行机械调零．方法是调节机械定位螺丝，使电表指针指在电流等于零的刻线位置．(2)用多用电表测20Ω的电阻时，要把选择开关旋转到“Ω”挡“×1”的位置．(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．调节欧姆调零旋钮，使指针指在“Ω”挡的零刻线上．(4)由乙图读出该电阻的阻值为19Ω.答案：(1)定位螺丝电流(2)×1(3)欧姆调零旋钮电阻(4)192．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表○V的内阻约为2kΩ，电流表○A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝eq\f(U,I)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“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．解析：根据串、并联电路的特点解题．根据题意知eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值．图(a)电流表的测量值是真实的，而电压值比真实值大，则Rx1＞Rx真，图(b)电压的测量值是真实的，而电流的测量值大于真实值，则Rx2＜Rx真．答案：Rx1大于小于3．某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为__________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将__________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为__________W(保留两位小数)．解析：(1)电流表示数要从零开始逐渐增大，滑动变阻器要用分压接法，如图1所示．(2)电流表示数为0.44A.(3)当外电路的总电阻与电源内阻相等时，电源有最大的输出功率，即小电珠的总功率最大，此时R外＝r＝1Ω，I＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(3,2)A＝1.5A，U外＝eq\f(E,2)＝1.5V，即每只小电珠两端的电压为1.5V，通过图象可知每只小电珠的电流为I0＝0.38A，n＝eq\f(I,I0)≈4(只)；通过每只小电珠的电流为I0，两端电压为U，根据闭合电路欧姆定律得：U＋nI0r＝E，而U＋4I0＝3V，U＝－4I0＋3V，如图2所示，图线的交点纵、横坐标分别为U≈1.5V，I0≈0.38A，P＝UI0＝0.57W，P总＝nP＝0.57×4W＝2.28W.图2答案：(1)如图1所示(2)0.44(3)42.284．新能源汽车是今后汽车发展的主流方向，如图(a)所示为车载动力电池，其技术参数是额定容量约120Ah，额定电压约3.3V，内阻约0.03Ω，现有一个用了很长时间已经老化的这种电池，某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻，但实验器材仅有一个电流表(量程100mA、内阻9Ω)、一个定值电阻R0＝1Ω、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图(b)所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．次数12345R(Ω)0.94.27.310.814.1I0(mA)10050342520(1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流表，则改装后的电流表的测量值I与原电流表的读数I0的关系为___________________；(2)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作______(选填“R－I”或“R－eq\f(1,I)”)图象；(3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图象；(4)由图象可知，该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.解析：(1)根据并联电路的分流公式可知，eq\f(IR0,I0)＝eq\f(RA,R0)＝eq\f(9,1)＝9，IR0＝9I0，即改装后的电流表的测量值为I＝IR0＋I0＝10I0；(2)由闭合电路欧姆定律，可列式E＝I(R＋r＋R并)，R并＝eq\f(9×1,9＋1)＝0.9Ω，要建立关于电流和外电阻的函数关系，则要将其变形为R＝Eeq\f(1,I)－(r＋R并)，要使图线具有线性关系，则应作R－eq\f(1,I)图象；(3)如图所示；(4)由图象可得：E＝k＝eq\f(14.1－0.9,5.0－1.0)V＝3.3V，r＝1.1Ω.答案：(1)I＝10I0(2)R－eq\f(1,I)(3)如解析图所示(4)3.31.15．某同学要测量一个由均匀新合金材料制成的金属丝的电阻率ρ.(1)该同学用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，可知其长度为L＝________mm.(2)如图乙所示，用螺旋测微器测金属丝的直径，测量值d＝________mm.(3)选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择“________”倍率的电阻挡(填“×1”或“×100”)，并________，再进行正确测量，多用电表的示数如图丙所示，测量结果为R＝________Ω.(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ＝________.(用R、d、L表示)解析：(1)游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺读数为0.05×3mm＝0.15mm，所以最终读数为50mm＋0.15mm＝50.15mm.(2)由题图乙中螺旋测微器的读数可知，金属丝的直径为d＝22.8×0.01mm＝0.228mm(0.226mm～0.229mm均可以)．(3)用多用电表测量该金属丝的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明所选倍率太大，应换用小倍率进行测量，因此需选择“×1”倍率的电阻挡，并重新进行欧姆调零，再进行测量；由多用电表指针位置可以读出示数为13Ω，乘以倍率，即可得该金属丝的电阻为13Ω.(4)金属丝电阻R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，金属丝电阻率的表达式为ρ＝eq\f(πRd2,4L).答案：(1)50.15(2)0.228(0.226～0.229均可以)(3)×1重新进行欧姆调零13(4)eq\f(πRd2,4L)6．某实验小组的同学准备探究某个灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下．A．待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻为几欧B．电压表V1：量程为300mV，内阻约为300ΩC．电压表V2：量程为15V，内阻约为6kΩD．电流表A1：量程为0.6A，内阻约为0.1ΩE．电流表A2：量程为300mA，内阻约为1ΩF．滑动变阻器R1：最大阻值为200ΩG．滑动变阻器R2：最大阻值为10ΩH．定值电阻R0：阻值为2700ΩI．电动势为4.5V的直流电源一个，开关一个，导线若干(1)实验中电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填写器材前的字母代号)(2)请在图甲虚线框中画出该实验的电路图．(3)该小组的同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W；若将小灯泡直接与电动势E＝3.0V，内阻r＝7.5Ω的电源相连，小灯泡的功率为________W．(结果均保留两位有效数字)解析：(1)电压表V1量程太小，电压表V2量程太大，但给了定值电阻，可以采用电压表V1与定值电阻串联的办法增大V1的量程；因为灯泡的额定电压为2.5V，电阻为几欧，用电流表A1更合适；因为作小灯泡的伏安特性曲线，需要多组数据，滑动变阻器应采用分压接法，应选用便于调节的R2.(2)电路图如图1所示，注意滑动变阻器采用分压式接法，电流表外接，电压表与定值电阻串联．(3)由题图乙可知，额定电压2.5V对应的电流I＝0.44A，小灯泡的额定功率为P＝2.5×0.44W＝1.1W．若将小灯泡直接与电动势为E＝3.0V，内阻r＝7.5Ω的电源相连，在题图乙中画出电源的伏安特性曲线，如图2所示，两者的交点的纵坐标和横坐标的乘积等于小灯泡的功率，为0.26W.答案：(1)BDG(2)如图1所示(3)1.10.26(0.24～0.28之间均正确)7．(2017·江西南昌二中等联考)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．A．电压表V1(量程6V，内阻很大)B．电压表V2(量程4V，内阻很大)C．电流表A(量程3A，内阻很小)D．滑动变阻器R(最大阻值10Ω，额定电流4A)E．小灯泡(2A,7W)F．电池组(电动势E，内阻r)G．开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整．(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(eq\f(3.5,5.5)I，U1)、(I，U2)，标到U­I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)在U­I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为________．解析：(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过小灯泡的电流，小灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；由题意知，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测小灯泡两端电压，电路图如图所示．(2)电池组的U­I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电池组电动势E＝5.5V，电源内阻r＝eq\f