2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破五 物理實驗 第13講 電學(xué)實驗效果自評

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1、電學(xué)實驗 1．[2020·四川高考]用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x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V(量程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(dǎo)線若干條。 某同學(xué)的實驗過程如下： Ⅰ.設(shè)計如圖1所示的電路圖，正確連接電路。 Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄。以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖2所示的圖線。 Ⅲ.

2、斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變。重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標(biāo)為(I0,0)，與縱軸U的交點坐標(biāo)為(0，U0)。 回答下列問題： ①電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________； ②由圖2的圖線，得電源內(nèi)阻r＝________Ω； ③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________，代入數(shù)值可得Rx； ④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________。(選填

3、“相同”或“不同”) 答案　①A2　R2?、?5?、郏璻　④相同　不同 解析?、匐娐房傠娮杩赡艿淖钚≈导s為數(shù)十歐，則回路中可能的最大電流大于30 mA，可見，電流表應(yīng)選用A2。 若選用滑動變阻器R1，電路中電流變化范圍太窄，并且當(dāng)R1連入電路阻值最大時，電路中電流仍可能會超過電流表A2的量程，故應(yīng)選用R2。 ②圖2中，U－I圖線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，由圖象可知：r＝25 Ω。 ③由題意可知，Rx＋R＝，則Rx＝－r。 ④若電表為理想電表，Rx接在B、C或A、B之間，對干路中電流無影響，故電流表示數(shù)變化范圍相同，很顯然，電壓表示數(shù)變化范圍不相同。 2．[2020·福建高考]某

4、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； 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________W(保留兩位小數(shù))。 答案　①如圖所示?、?.44　③4 2．25(2.

5、22～2.28均對) 解析　①根據(jù)題意，實驗電路為分壓電路，電流表外接，按照電流流向即可完成連線，在連線時要注意電表的極性，并注意接線要連到接線柱上。 ②因為電流表的最小分度值是0.02 A，所以讀數(shù)為22×0.02 A＝0.44 A。 ③當(dāng)電源的內(nèi)阻與外阻相同時，小電珠的總功率最大，即當(dāng)總電流I＝＝1.5 A，路端電壓為U＝1.5 V時，小電珠的總功率最大，從題圖中可知U＝1.5 V時，通過每個小電珠的電流為I0＝0.38 A，所以有n＝＝4，總功率約為P＝IU＝1.5×1.5 W＝2.25 W。 3．[2020·天津高考]用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢

6、約4.5 V，內(nèi)電阻約1 Ω)的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用： A．電流表：量程0.6 A，內(nèi)電阻約1 Ω B．電流表：量程3 A，內(nèi)電阻約0.2 Ω C．電壓表：量程3 V，內(nèi)電阻約30 kΩ D．電壓表：量程6 V，內(nèi)電阻約60 kΩ E．滑動變阻器：0～1000 Ω，額定電流0.5 A F．滑動變阻器：0～20 Ω，額定電流2 A ①為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________。(均填儀器的字母代號) ②如圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小，還

7、需在電路中用導(dǎo)線將________和________相連、________和________相連、________和________相連。(均填儀器上接線柱的字母代號) ③實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以________為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)。 答案?、貯　D　F　②a　d　c　g　f　h(3條連線必須全對)?、邸』騏　，或　R(橫縱坐標(biāo)互換亦可) 解析?、儆捎诒粶y電池

8、組的電動勢約4.5 V，因此電壓表應(yīng)選用D，由于電池允許通過的電流一般不超過0.5 A，因此電流表選用A，滑動變阻器起限流作用，為了方便調(diào)節(jié)，因此阻值不宜太大，選用F。②考慮到電流表內(nèi)電阻與電池組的內(nèi)電阻相差不大，而電壓表內(nèi)電阻特別大，為了使測量誤差盡可能小，需用電壓表測量電流表和滑動變阻器的總電壓，故還需在電路中用導(dǎo)線將a與d相連接，c與g相連接，f與h相連接，電路連接如圖。③若用電阻箱與電壓表以伏阻法測電源電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋r，變形得＝＋·，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，作出的圖象是一條直線。 4．[2020·課標(biāo)全國卷Ⅱ]電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該

9、表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下： 待測電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為3000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)2個，導(dǎo)線若干。 (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。 (2)根據(jù)設(shè)計的電路，寫出實驗步驟：______________________ ___________________________________________________________ (3)將這種方法測

10、出的電壓表內(nèi)阻記為R′V，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，R′V________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)實驗電路圖如圖所示 (2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小；閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所

11、示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻 (3)> 斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法同樣給分) 解析　(1)由于R1的總阻值遠(yuǎn)小于測量電路總電阻，故控制電路采用分壓式接法，電路圖見答案。 (2)(3)見答案。 5．[2020·課標(biāo)全國卷Ⅰ]圖(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。 (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

12、，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擋進行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、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1000 Ω：滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3000 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

13、路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護電阻，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點應(yīng)和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：_____________________。 答案　(1)15 35 (2)300 3000 (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 解析　(1)由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等有：使用a和b兩個接線柱時1 mA×100 Ω＝(3－1) mA×(R1＋R2)；使用a和c兩個接線柱時1 mA×(100 Ω＋R2)＝(10－1)mA×R1，聯(lián)立可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。(2)由題意知校準(zhǔn)時電路中電流的范圍為0.5 mA≤I≤3.0 mA，則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總＝滿足500 Ω≤R總≤3000 Ω，而兩電表的總電阻RA＝150 Ω＋＝183 Ω，故R0＋R應(yīng)滿足317 Ω≤R0＋R≤2817 Ω，可知R0只能選用300 Ω的，R只能選用3000 Ω的。(3)在圖(b)電路中，當(dāng)d接c時，若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數(shù)，若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數(shù)，故可由毫安表有無示數(shù)來判斷損壞的電阻；當(dāng)d接b時，無論R1還是R2損壞，對毫安表示數(shù)的影響相同，從而不能進行判定。