2022年高考物理一輪復習 專題五 高考物理實驗 第12講 電學實驗提升訓練

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1、2022年高考物理一輪復習 專題五 高考物理實驗 第12講 電學實驗提升訓練 1.(xx·中山二模)某同學在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻R0,步驟如下: (1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1甲所示,由圖可知其長度為________mm。 圖1 (2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙,由圖可知其直徑為________mm。 (3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數如圖2,則該電阻的阻值約為________Ω。 圖2 (4)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現有的器材及其代號和規(guī)格如下: 待測圓柱體電阻R 電流表A1(量程

2、0~4 mA,內阻約50 Ω) 電流表A2(量程0~10 mA,內阻約30 Ω) 電壓表V1(量程0~3 V,內阻約10 kΩ) 電壓表V2(量程0~15 V,內組約25 kΩ) 直流電源E(電動勢4 V,內阻不計) 滑動變阻器R1(阻值范圍0~15 Ω,允許通過的最大電流2.0 A) 滑動變阻器R2(阻值范圍0~2 kΩ,允許通過的最大電流0.5 A) 開關S,導線若干 為使實驗誤差較小,要求測得多組數據進行分析,請在虛線框中畫出測量的電路圖,并標明所用器材的代號。 解析 (1)50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm。 (2)4.5 mm+20.0×0.

3、01 mm=4.700 mm。 (3)22×10 Ω=220 Ω。 (4)電源電動勢為4 V,所以電壓表選用V1,通過待測電阻的電流最大值約為I== A≈10 mA,所以電流表選用A2;因>,所以電流表采用外接法;為使實驗誤差較小,且能測得多組數據,滑動變阻器圖應該采用分壓式接法,變阻器若采用R2,不便于調節(jié),故應采用R1,電路圖如圖所示。 答案 (1)50.15 (2)4.700 (3)220 (4)見解析 2.(xx·浙江理綜,22)圖3是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。 圖3 圖4 (1)根據圖3畫出實驗電路圖; (2)調節(jié)滑動變阻器

4、得到了兩組電流表與電壓表的示數如圖4中的①、②、③、④所示,電流表量程為0.6 A,電壓表量程為3 V。所示讀數為:①________、②________、③________、④________。兩組數據得到的電阻分別為________和________。 解析 (1)實驗電路圖如圖所示。 (2)電流表量程為0.6 A時,最小刻度為0.02 A,讀數讀到小數點后兩位,所以①表示數為0.10 A,②表示數為0.24 A;電壓表量程為3 V,最小刻度為0.1 V,應估讀到0.01 V,所以③表示數為2.00 V,④表示數為0.27 V,根據歐姆定律R1===8.3 Ω,R2== Ω=2.7

5、 Ω。 答案 (1)見解析圖 (2)①0.10 A(0.10±0.02均可) ②0.24 A(0.24±0.02均可)?、?.00 V(2.00±0.02均可)?、?.27 V(0.27±0.02均可);8.3 Ω(8.3±0.2均可) 2.7 Ω(2.7±0.2均可) 3.(xx·寧波市高三模擬)現有一特殊的電池,其電動勢E約為9 V,內阻r在35 Ω~55 Ω范圍,最大允許電流為50 mA。為測定這個電池的電動勢和內阻,某同學利用圖5甲的電路進行實驗。圖中電壓表看做理想電表;R為電阻箱,阻值范圍為0~9 999.9 Ω;R0為定值電阻。 圖5 (1)該同學接入符合要求的R0后

6、,閉合開關S,調整電阻箱的阻值,讀出電壓表的示數U,再改變電阻箱阻值,測得多組數據,然后作出有關物理量的線性圖象,如圖乙所示,由圖可求得電源的電動勢和內阻。 a.請寫出該線性圖象對應的函數表達式________。(用字母E、r、U、R、R0表示) b.請標明圖乙中兩個坐標軸所表示的物理量,橫坐標________,縱坐標________。 (2)根據乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為________V,內電阻r為________Ω。 解析 (1)a.由閉合電路歐姆定律E=·(r+R0+R),經變換得=·+。 b.自變量為,因變量。 (2)由=·+及題圖乙知,縱截距為=0.1,所以

7、E=10 V;斜率為=≈4.6,所以r=46 Ω。 答案 (1)a.=·+ b.  (2)10 46(44~48) 4.LED綠色照明技術已經走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻,已知該燈正常工作時電阻大約為500 Ω,電學符號與小燈泡電學符號相同。 實驗室提供的器材有 A.電流表A1(量程為50 mA,內阻RA1約為3 Ω) B.電流表A2(量程為3 mA,內阻RA2=15 Ω) C.定值電阻R1=697 Ω D.定值電阻R2=1 985 Ω E.滑動變阻器R(0~20 Ω) F.電壓表V(量程0~12 V,內阻RV=1 kΩ)

8、 G.蓄電池E(電動勢為12 V,內阻很小) H.開關S (1)部分電路原理圖如圖6所示,請選擇合適的器材,電表1為________,電表2為________,定值電阻為________。(填寫器材前的字母編號) 圖6 (2)將電路圖(圖6)補充完整。 (3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx=________(用已知量和測量量表示),當表達式中的________(填字母)達到________,記下另一電表的讀數代入表達式,其結果為LED燈正常工作時的電阻。 解析 (1)電表2與定值電阻串聯(lián),應是電流表,根據電流表示數可得LED兩端的電壓,由于電流表A1阻值未知,所以電

9、表2選用A2,定值電阻R1阻值太小,因此定值電阻應選用R2;電流表A1量程太大,電壓表內阻已知,可以當電流表使用,所以電表1選用電壓表。 (3)電壓表示數為U,電流表示數為I2,=I2+,可得Rx=;當I2(R2+RA2)=3 V,即I2=1.5 mA時LED燈正常工作,Rx的值為LED燈正常工作時的電阻。 答案 (1)F;B;D (2)如圖所示 (3);I2;1.5 mA 5.(xx·安徽理綜,21,Ⅱ)某同學為了測量一節(jié)電池的電動勢和內阻,從實驗室找到以下器材:一個滿偏電流為100 μA、內阻為2 500 Ω的表頭,一個開關,兩個電阻箱(0~999.9 Ω)和若干導線。 (1)

10、由于表頭量程偏小,該同學首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表,則應將表頭與電阻箱________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱阻值調為________Ω。 (2)接著該同學用改裝的電流表對電池的電動勢及內阻進行測量,實驗電路如圖7所示,通過改變電阻R測相應的電流I,且作相關計算后一并記錄如下表。 圖7 1 2 3 4 5 6 R(Ω) 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0 I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0 IR(V) 1.42 1.40 1.36 1.33

11、1.26 1.20 ①根據表中數據,圖8中已描繪出四個點,請將第5、6兩組數據也描繪在圖8中,并畫出IR-I圖線; 圖8 ②根據圖線可得電池的電動勢E是________V,內阻r是________Ω。 解析 (1)要將電流表量程擴大,需要并聯(lián)電阻,由并聯(lián)電路特點:IgRg=(I-Ig)R并,將I=50 mA,Ig=100 μA,Rg=2 500 Ω代入解得R并=5.0 Ω。 (2)①作IR-I圖線,如圖所示。 (2)根據實驗電路知,IR表示電源的路端電壓,I表示電路的電流,故IR-I圖線的縱軸截距即為電池的電動勢,則E=1.53 V,圖線斜率的絕對值即為電池的內阻,則r=

12、||=2.0 Ω。 答案 (1)并聯(lián) 5.0 (2)①如解析圖所示?、?.53 2.0 6.為測量某金屬絲的電阻率,現截取了其中的一段,用米尺測出金屬絲的長度L,用螺旋測微器測得其直徑為D,用多用電表粗測其電阻約為R。 (1)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對齊,圖9甲中讀出其長度L=________mm; (2)用螺旋測微器測金屬絲的直徑,圖乙中讀出其直徑D=________mm; (3)選擇多用電表“×10”擋粗測金屬絲的電阻,圖丙中讀出其電阻R=________Ω。 圖9 (4)接著,該同學用伏安法盡可能精確地測出該金屬絲的電阻,然后根據電阻定律計算出該金屬絲的電阻率。

13、實驗室提供的器材有: A.直流電源E(電動勢4 V,內阻不計) B.電流表A1(量程0~3 mA,內阻約50 Ω) C.電流表A2(量程0~15 mA,內阻約30 Ω) D.電壓表V1(量程0~3 V,內阻10 kΩ) E.電壓表V2(量程0~15 V,內阻25 kΩ) F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15 Ω,允許通過的最大電流2.0 A) G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2 kΩ,允許通過的最大電流0.5 A) H.待測電阻絲Rx,開關、導線若干 要求較準確地測出其阻值,電流表應選________,電壓表應選________,滑動變阻器應選________。(填題首字母)

14、 (5)在如圖10所示的實物上畫出連線(部分線已畫出)。 圖10 解析 (1)由刻度尺讀出長度為L=191.2 mm;(2)由螺旋測微器讀出其直徑為D=0.5 mm+18.0×0.01 mm=0.680 mm;(3)由歐姆表讀出其阻值為R=22×10 Ω=220 Ω;(4)最大電流約為 A=18 mA,電流表選量程為0~15 mA的A2;由于最大電壓為4 V,電壓表選量程為0~3 V的V1;由于盡可能精確測量其阻值,要求電流、電壓值分布范圍大,滑動變阻器采用分壓式連接,選阻值較小的R1;(5)將待測電阻的阻值與所選電流表和電壓表的內阻進行比較可知,待測電阻為阻值較小的電阻,電流表外接,滑動變阻器分壓式連接,實物連線圖如答圖所示。 答案 (1)191.2(191.1~191.6均可) (2)0.680 (3)220 Ω (4)C D F (5)如圖所示

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