2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十六）專題五 物理實驗 第三講 電學(xué)基礎(chǔ)實驗（通用）

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1、 考點(diǎn)一 多用電表的使用與讀數(shù) 1.(2020·全國卷Ⅰ)某學(xué)生實驗小組利用圖1(a)所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有： 　　 圖1 多用電表； 電壓表：量程5 v，內(nèi)阻十幾千歐； 滑動變阻器：最大阻值5 kΩ； 導(dǎo)線若干。 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調(diào)零點(diǎn)。 (2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。 (3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示，這時電壓表的

2、示數(shù)如圖(c)所示，多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為______kΩ和______v。 (4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 v。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為________kΩ。 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖2所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為________v，電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為______kΩ。 圖2 2．(2020·江門模擬)某同學(xué)想測量電壓表0～3 v擋的內(nèi)阻，他從實驗室拿來一個多用電表、

3、3節(jié)干電池、50 Ω的滑動變阻器1個、開關(guān)和若干導(dǎo)線。 圖3 (1)先用多用表粗測其內(nèi)阻，把選擇開關(guān)旋到歐姆擋的“×100”倍率，將________(填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“－”接線柱，另一只表筆接“3 v”的接線柱，多用表的指針位置如圖3甲所示，則電壓表的內(nèi)阻為________ Ω。 (2)再用伏安法測量其內(nèi)阻，把多用表的選擇開關(guān)旋到直流電流的________(填“100”“10”或“1”)mA擋，請在圖乙完成其余的連線。 (3)實驗中多用表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，則電壓表的內(nèi)阻為Rv＝________。 考點(diǎn)二 以測電阻為核心的電學(xué)實驗 3.[考查

4、小電珠的伏安特性曲線] (2020·福建高考)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖4甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。 (1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； 圖4 (2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為________A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 v、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為________

5、____W(保留兩位小數(shù))。 4．[考查電表改裝問題] (2020·全國卷Ⅰ)圖5(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。 　 圖5 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝______Ω，R2＝________Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.

6、5 mA、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 v，內(nèi)阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1 000 Ω；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。則R0應(yīng)選用阻值為________ Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為________ Ω的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：______________________ _______

7、___________________________________________。 考點(diǎn)三 以測電源電動勢為核心的電學(xué)實驗 5. (2020·全國卷Ⅰ)利用如圖6所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω)，電阻R0(阻值為3.0 Ω)，電阻R1(阻值為3.0 Ω)，電流表?(量程為200 mA，內(nèi)阻為RA＝6.0 Ω)，開關(guān)S。 圖6 實驗步驟如下： ①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R； ③以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作 -R圖線(用直線擬合)；

8、④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題： (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則與R的關(guān)系式為________。 (2)實驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0 Ω時電流表的示數(shù)如圖7甲所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：①________；②________。 R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 /A－1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 乙 圖7 (3)在圖

9、乙的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k＝________ A－1·Ω－1，截距b＝________ A－1。 (4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________v，內(nèi)阻r＝________Ω。 6．(2020·安徽高考)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 μA、內(nèi)阻為2 500 Ω的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱(0～999.9 Ω)和若干導(dǎo)線。 (1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為0～50 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為______Ω。 圖

10、8 (2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實驗電路如圖8所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。 1 2 3 4 5 6 R/Ω 93.0 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 1.26 1.20 ①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖9中已描繪出四個點(diǎn)，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中，并畫出IR-I圖線。 圖9 ②根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是_______

11、_v，內(nèi)阻r是________Ω。 答 案 1．解析：(1)使用多用電表測電阻時，換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故應(yīng)將兩表筆短接進(jìn)行調(diào)零。 (2)電流應(yīng)從多用電表的紅表筆流入、黑表筆流出，故紅表筆應(yīng)接“1”。 (3)從圖(b)可以看出指針指向歐姆擋15.0位置，電阻擋為“×1 k”，故讀數(shù)為15.0 kΩ；由于電壓表量程為5 V，指針?biāo)肝恢脼?.60，故讀數(shù)為3.60 V。 (4)當(dāng)滑動變阻器連入電路中的電阻為零時，多用電表讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻，所以電壓表內(nèi)阻為12.0 kΩ。 (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動勢為E、多用電表內(nèi)阻為R，由第(3)、(4)問可知＝，＝，兩式聯(lián)立解

12、得：E＝9.00 V，R＝15.0 kΩ。 答案：(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0　(5)9.00　15.0 2．解析：(1)由于多用電表的黑色表筆是流出電流的，故它應(yīng)該與電壓表的正接線柱連接，紅色表筆應(yīng)該與電壓表的負(fù)接線柱連接；電壓表的內(nèi)阻為R＝30×100 Ω＝3 000 Ω。 (2)由于電路中的最大電流約為I＝＝1.5 mA，若選擇“10 mA”和“100 mA”量程，則指針偏轉(zhuǎn)的角度會很小，誤差較大，如果通過變阻器的調(diào)壓作用，可以讓電壓表中的電流在1 mA以內(nèi)，故多用表的直流電流擋選擇“1 mA”量程。 (3)由于電壓表測量的就是電壓表的電壓，電流

13、表測量的就是電壓表的電流，故電壓表的電阻為R＝。 答案：(1)紅　3.0×103(或3 000)　(2)1　如圖所示 (3) 3．解析：(1)電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖甲所示。 甲 (2)電流表示數(shù)為0.44 A。 (3)當(dāng)外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖像可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝

14、E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖乙所示，圖線的交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)分別為U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W，P總＝nP＝0.57×4 W＝2.28 W。 答案：(1)如解析圖甲所示　(2)0.44　(3)4　2.28 4．解析：(1)設(shè)使用a和b兩接線柱時，電表量程為I1，使用a和c兩接線柱時，電表量程為I2，則 使用a和b時：＋I(xiàn)g＝I1① 使用a和c時：＋I(xiàn)g＝I2② 由①②兩式得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。 (2)校準(zhǔn)時電路中的總電阻的最小值為R?。?Ω＝500 Ω，總電阻的最大值為R大＝ Ω＝3 000 Ω，故R0選300 Ω

15、的，R選用最大阻值為3 000 Ω的滑動變阻器。 (3)d接b時，R1和R2串聯(lián)，不論是R1還是R2損壞，電表都有示數(shù)且示數(shù)相同，故應(yīng)將d接c。根據(jù)d接c時的電路連接情況可知：閉合開關(guān)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2。 答案：(1)15　35　(2)300　3 000　(3)c　閉合開關(guān)時，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2 5．解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得E＝，可得＝R＋R0＋r＋。 (2)根據(jù)電流表讀數(shù)原理可得：其讀數(shù)為0.110 A，其倒數(shù)為9.09 A－1。 (3)根據(jù)圖線可知，斜率k＝1.

16、0 A－1·Ω－1，截距b＝6.0 A－1。 (4)根據(jù)圖線，＝1.0 A－1·Ω－1，電動勢E＝3.0 V，＝6.0 A－1，內(nèi)阻r＝1.0 Ω。 答案：(1)＝R＋或?qū)懗桑絉＋(5.0＋r)　(2)①0.110?、?.09 (3)如圖所示　1.0　6.0 (4)3.0　1.0 6．解析：(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個電阻，由并聯(lián)知識可知，R(50×10－3－100×10－6)＝100×10－6×2 500，解得R≈5.0 Ω (2)描點(diǎn)連線后由圖線縱軸截距得到電池的電動勢為1.53 V，由圖線斜率求得的電阻值減去改裝后的電流表阻值可得到電池內(nèi)阻為2.0 Ω。 答案：(1)并聯(lián)　5.0　(2)①如圖所示　②1.53　2.0