2019高考物理二輪復習 專題六 實驗技能與創(chuàng)新 第2講 電學實驗突破練

第2講　電學實驗 [限訓練·通高考]　　 　　　　　　　　　　　　 　科學設(shè)題　拿下高考高分 (45分鐘) 1．(1)如圖甲所示，當電流表使用的量程為0～0.6 A時，對應刻度盤上每一小格代表________ A，圖中表針示數(shù)為________ A；當電流表使用的量程為0～3 A時，對應刻度盤中每一小格代表________ A，圖中表針示數(shù)為________ A. (2)如圖乙所示，當電壓表使用的量程為0～3 V時，每小格表示________ V，圖中表針的示數(shù)為________ V；當電壓表使用的量程為0～15 V時，則表盤刻度每小格表示________ V，圖中表針示數(shù)為________ V. 解析：(1)當電流表使用的量程為0～0.6 A時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針所指的示數(shù)為0.44 A；當電流表使用的量程為0～3 A時，每一小格為0.1 A，表針所指的示數(shù)為2.20 A. (2)當電壓表使用的量程為0～3 V時，每小格表示0.1 V，表針所指的示數(shù)為 1.70 V；當電壓表使用的量程為0～15 V時，每小格表示0.5 V，表針所指的示數(shù)為8.5 V. 答案：(1)0.02　0.44　0.1　2.20　(2)0.1　1.70　0.5　8.5 2．在“用多用電表測電阻、電流和電壓”的實驗中： (1)用多用表測電流或電阻的過程中________． A．在測量電阻時，更換倍率后必須重新進行調(diào)零 B．在測量電流時，更換量程后必須重新進行調(diào)零 C．在測量未知電阻時，必須先選擇倍率最大擋進行試測 D．在測量未知電流時，必須先選擇電流最大量程進行試測 (2)測量時多用表指針指在如圖所示位置．若選擇開關(guān)處于“10 V”擋，其讀數(shù)為________V；若選擇開關(guān)處于“×10”擋，其讀數(shù)________(選填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω. 解析：(1)多用電表測量電阻時，更換倍率后都必須重新進行歐姆調(diào)零，選項A正確；測量電流前需要進行機械調(diào)零，更換量程時不需要進行再次調(diào)零，選項B錯誤；在測量未知電阻時，要先用中等倍率的擋位試測，看指針偏角情況后再換用恰當倍率擋測量，故選項C錯誤；在測量未知電流時，必須選擇電流最大量程進行試測，避免電表燒壞，故選項D正確．(2)若選擇開關(guān)處于“10 V”擋，則電表的最小刻度為0.2 V，此時讀數(shù)為5.4 V；若選擇開關(guān)處于“×10”擋，根據(jù)表盤刻盤“左密右疏”可知，此時指針指示雖未知但小于15，所以讀數(shù)應該小于150 Ω，故小于200 Ω. 答案：(1)AD　(2)5.4　小于 3．某同學制作了一個簡單的多用電表，圖甲為多用電表的內(nèi)部電路圖．已知選用的電流表的內(nèi)阻Rg＝5 Ω、滿偏電流Ig＝25 mA，當選擇開關(guān)接3時為量程為0～100 V的電壓表．該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于該同學粗心，上排刻度線對應數(shù)據(jù)沒有標出． (1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為________；選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為________． (2)為了測該多用電表歐姆擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動勢，這位同學在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗： ①將選擇開關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1使電表指針滿偏； ②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指在C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則C處刻度應為________ Ω. ③計算得到多用電表內(nèi)電源的電動勢為________ V．(保留兩位有效數(shù)字) (3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，若指針在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)選擇開關(guān)接1時測電流，多用電表為量程是0～25 mA的電流表，其分度值為0.5 mA，示數(shù)為17.0 mA.選擇開關(guān)接3時測電壓，多用電表為量程是0～100 V的電壓表，其分度值為2 V，其示數(shù)為68 V. (2)②由圖丙所示的電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω. ③指針指在C處時，電流表示數(shù)為12.5 mA＝1.25×10－2 A，C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為150 Ω，電源電動勢E＝I×2R＝1.25×10－2×2×150 V＝3.8 V. (3)根據(jù)第(1)問可知，調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，此時電路中的電流值為17.0 mA，而表內(nèi)電源的電動勢為E＝3.8 V，表內(nèi)總電阻等于中值電阻，為150 Ω，所以待測電阻的阻值約為R＝ Ω－150 Ω＝74 Ω. 答案：(1)17.0 mA　68 V　(2)②150?、?.8　(3)74 4．某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進行抽查，檢驗負責人說：“十幾個不合格產(chǎn)品中，大部分存在導體電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅，電阻率達不到要求……”． (1)欲測量某捆電線的電阻率是否合格，經(jīng)查閱，純銅的電阻率為1.7×10－8 Ω·m，取長度為100 m(真實長度)的電線，橫截面積取1 mm2，可供選用的器材有： A．電源(電動勢約為6 V，內(nèi)阻不計)； B．待測長度為100 m的電線一捆； C．電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻為6 kΩ)； D．電壓表V2(量程為0～15 V，內(nèi)阻為20 kΩ)； E．電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.125 Ω)； F．電流表A2(量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.025 Ω)； H．定值電阻R1＝1 kΩ； G．定值電阻R2＝6 kΩ； K．滑動變阻器(最大阻值為5 Ω，允許通過的最大電流為3 A)． 為使實驗盡可能準確，電表的示數(shù)均要達到滿偏的以上，請你根據(jù)實驗要求在圖甲中完成實物圖的連線，注意閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞． (2)請你選擇合適的器材，電壓表為________，電流表為________，定值電阻為________．(填儀器前的序號) (3)某次測量得電壓表示數(shù)為2.50 V，電流表讀數(shù)如圖乙所示，為________ A. (4)經(jīng)分析計算，這捆電線電阻率是否達標________．(選填“是”或“否”) 解析：(1)該捆電線的電阻約為Rx＝ρ＝1.7 Ω，小于滑動變阻器的最大電阻，故滑動變阻器采用限流式接法；電路中的最大電流大于0.6 A，故電流表選量程較大的A2；閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大端，電壓表V1的量程太小，有被燒壞的危險，而電壓表V2的量程又太大，示數(shù)達不到滿偏量程的以上，故應把R2與V1串聯(lián)起來，擴大V1的量程；電流表采用外接法．測量電路如圖所示． (2)由(1)中分析可知電壓表選C，電流表選F，定值電阻選G. (3)電流表的讀數(shù)I＝2.50 A. (4)被測電線的電阻R＝＝ Ω＝2.0 Ω，電阻率ρ＝＝ Ω·m＝2.0×10－8 Ω·m>1.7×10－8 Ω·m，故該電線電阻率不達標． 答案：(1)圖見解析　(2)C　F　G　(3)2.50　(4)否 5．實驗小組要測定一個電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，并測量保護電阻的阻值Rx.已知電池組的電動勢約為6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐，可選用的實驗器材有： 電流表A1(量程0～30 mA) 電流表A2(量程0～100 mA) 電壓表V1和電壓表V2(量程均為0～6 V) 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω) 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω) 開關(guān)S一個，導線若干 某同學設(shè)計的實驗過程如下： ①實驗電路圖如圖甲所示，正確連接電路；將滑動變阻器R接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S； ②逐漸減小滑動變阻器R的阻值，測量并記錄多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)U1、U2、I. 根據(jù)上面信息，回答下列問題： (1)實驗中電流表應選用________，滑動變阻器應選用________． (2)如圖乙所示是根據(jù)步驟②的測量數(shù)據(jù)作出的U1 ­I圖象，由圖象可知，電源電動勢E＝________ V，電源內(nèi)阻r＝________ Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (3)用U1、U2、I表示待測保護電阻的阻值Rx＝________，考慮到電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，實驗中待測電阻的測量值與真實值相比________(選填“偏小”“偏大”或“相等”)． 解析：(1)由題意可知，電動勢約為6 V，而電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐，為了保證實驗的安全，電流表應該選取A2，由電路圖可知，滑動變阻器是用來調(diào)節(jié)電流的大小，R1的阻值小于待測電阻的阻值較多，故只能選取R2.(2)由圖象可知，圖線在縱軸上的截距表示電動勢大小，可知E＝5.9 V，圖線的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小，故r＝||＝25 Ω.(3)由部分電路的歐姆定律得Rx＝，由于電壓表的分流作用，電流表的示數(shù)小于實際通過待測電阻Rx的電流I1，Rx的真實值為Rx0＝，其中I<I1，故待測電阻的測量值大于真實值． 答案：(1)A2　R2　(2)5.9　25　(3)　偏大 6.(2016·高考全國卷Ⅱ)某同學利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動勢3 V)，開關(guān)1個，導線若干． 實驗步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置，閉合開關(guān)S； ③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值． 回答下列問題： (1)實驗中應選擇滑動變阻器______________(填“R1”或“R2”)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線． (3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，若認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為______Ω(結(jié)果保留到個位)． (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)． A．100 μA　 B.250 μA　　C．500 μA　　D．1 mA 解析：(1)滑動變阻器R1的阻值較小，在分壓電路中便于調(diào)節(jié)，故實驗中應選擇滑動變阻器R1. (2)實物圖連線如圖所示． (3)電阻箱阻值為0時，電壓表滿偏電壓Ug＝2.5 V，電阻箱阻值R＝630.0 Ω時，電壓表的示數(shù)UV＝2.00 V，此時電阻箱兩端的電壓UR＝Ug－UV＝0.5 V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得＝， 故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω. (4)電壓表的滿偏電流為Ig，則IgRg＝Ug， 故Ig＝＝ A≈1 mA，選項D正確． 答案：(1)R1　(2)圖見解析　(3)2 520　(4)D 6