高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練14 專題六 物理實(shí)驗 第14講 電學(xué)實(shí)驗

訓(xùn)練14電學(xué)實(shí)驗1.(12分)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗器材：待測電源(電動勢約3 V，內(nèi)阻約2 )，保護(hù)電阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 )，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干實(shí)驗主要步驟：(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ii)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；(iii)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線(U、I都用國際單位)；(iv)求出UI圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題：(1)電壓表最好選用_；電流表最好選用_A電壓表(03 V，內(nèi)阻約15 k)B電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k)C電流表(0200 mA，內(nèi)阻約2 )D電流表(030 mA，內(nèi)阻約2 )(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是_A兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E_，r_，代入數(shù)值可得E和r的測量值解析：本題考查測電源電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗，意在考查學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰?1)測電源的電動勢和內(nèi)阻的原理為閉合電路的歐姆定律，即UEIr，I是電路中的總電流，實(shí)際測量時電壓表的分流作用會引起系統(tǒng)誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表，即選A；由于電路中的最大電流約為I A0.176A176 mA，應(yīng)選C.(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，說明滑動過程中滑動變阻器接入電路的阻值增大，因此一根導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱，C項正確(3)圖象斜率絕對值krR2，圖象與橫軸的截距為電壓表短路時的電流，即a，因此電源的內(nèi)阻rkR2，電源的電動勢Eka.答案：(1)AC(2)C(3)akkR22.(12分)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k)電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k)電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 )電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 )滑動變阻器R1(010 ，額定電流2 A)滑動變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A)定值電阻R3(阻值等于1 )定值電阻R4(阻值等于10 )定值電阻R5(阻值等于1 k)電源E(E6 V，內(nèi)阻不計)(1)請畫出實(shí)驗電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁(2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_解析：本題主要考查描繪小燈泡的伏安特性曲線、電路設(shè)計，電表擴(kuò)大量程及相關(guān)知識點(diǎn)，意在考查學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識解決問題的能力(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗時，需要設(shè)計成滑動變阻器的分壓接法，滑動變阻器應(yīng)選擇與小燈泡阻值相接近的R1.給出的元件電壓表V1量程小于小燈泡的額定電壓，電壓表V2量程又太大，因此需要將電壓表V1串聯(lián)一個1 k的定值電阻R5，改裝成最大量程為4 V的電壓表給出的元件電流表A1量程小于小燈泡的額定電流，電流表A2量程又太大，因此需要將電流表A1并聯(lián)一個10 的定值電阻R4，改裝成最大量程為400 mA的電流表(2)由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以該同學(xué)繪出的小燈泡的IU圖象應(yīng)是B.答案：(1)(2)B3(14分)某同學(xué)為了測量“3.8 V,2.5 W”小燈泡正常發(fā)光的電阻值實(shí)驗室有下列器材，規(guī)格如下：A兩只相同的電壓表(量程5 V，內(nèi)阻很大)B電阻箱R1(0999 ，最小調(diào)節(jié)量為1 )C電阻箱R2(099.9 ，最小凋節(jié)量為0.1 )D滑動變阻器R3(050 ，額定電流為1.5 A)E滑動變阻器R4(05 ，額定電流為3 A)F直流電源(電動勢9 V，內(nèi)阻不計)G開關(guān)、導(dǎo)線若干、待測燈泡利用現(xiàn)有器材，請你替這位同學(xué)設(shè)計本實(shí)驗(1)在方框中畫出合理的實(shí)驗原理圖(2)以上器材中電阻箱應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_(填序號字母)(3)根據(jù)你所設(shè)計的電路圖，得出測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻值的方法_.解析：(1)本實(shí)驗采用的是等效替代法，電路圖如圖所示(2)由于小燈泡的電阻R5.8 ，故選電阻箱R2；為方便調(diào)節(jié)選擇與燈泡阻值相近的滑動變阻器R4.(3)電阻箱與燈泡串聯(lián)電流相等，故分壓相等時，阻值相等，故方法為：調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器，當(dāng)兩電壓表示數(shù)都達(dá)到3.8 V，讀出電阻箱的阻值即為小燈泡正常發(fā)光時的電阻，R2R(其他方法合理也正確)答案：(1)見解析圖(變阻器畫成限流式也正確)(2)CE(3)調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器，當(dāng)兩電壓表示數(shù)都達(dá)到3.8 V，讀出電阻箱的阻值即為小燈泡正常發(fā)光時的電阻，R2R(其他方法合理也正確)4(14分)某同學(xué)要測量一個圓柱形導(dǎo)體的電阻率.(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示，由圖可知其長度為_cm.(2)用多用電表的電阻“10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱形導(dǎo)體的電阻，表盤的示數(shù)如圖乙所示，則該電阻的阻值約為_.(3)該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：待測圓柱形導(dǎo)體(電阻為R)電流表A1(量程為4 mA，內(nèi)阻約為50 )電流表A2(量程為10 mA.內(nèi)阻約為30 )電壓表V1(量程3 V，內(nèi)阻約為10 k，)電壓表V2(量程15 V，內(nèi)阻約為25 k)直流電源E(電動勢4 V，內(nèi)阻不計)滑動變阻器R1(阻值范圍015 ，額定電流2.0 A)滑動變阻器R2(阻值范圍02 k，額定電流0.5 A)開關(guān)S，導(dǎo)線若干為減小實(shí)驗誤差，要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請在虛線框中畫出合理的測量電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號答案：(1)5.015(2)220(3)如圖5(16分)在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗中，小明設(shè)計了如圖甲所示的實(shí)驗電路(1)根據(jù)圖甲實(shí)驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接(2)實(shí)驗開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到_(填“a”或“b”)端(3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，滑動滑片P，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù)；重置滑動變阻器，S2改接圖甲中的2位置，滑動滑片P，再記錄幾組電壓表和電流表的示數(shù)在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出S2接1、2位置時，電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示兩圖線均為直線，與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB.S2接1位置時，作出的UI圖線是圖丙中的_(填“A”或“B”)線；S2接2位置時，干電池電動勢的測量值_真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值_真實(shí)值(填“大于”、“小于”或“等于”)解析：(2)為保護(hù)電表，閉合開關(guān)前滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)最大，即滑片P調(diào)到a端(3)S2接1位置時，由于電壓表的分流，使得電流的測量值偏小，而短路電流(U0時的電流，即圖線與橫軸的截距)不變，故電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏??；S2接2位置時，可將電流表內(nèi)阻等效到電源內(nèi)阻中，即外電壓和干路電流的測量值是準(zhǔn)確的，電源電動勢的測量值等于電動勢的真實(shí)值，但電源內(nèi)阻的測量值等于電源內(nèi)阻的真實(shí)值與電流表內(nèi)阻的和答案：(1)如圖所示(2)a(3)B等于大于6(16分)太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件，某實(shí)驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時(沒有儲存電能)的IU特性所用的器材包括：太陽能電池板，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了達(dá)到上述目的，實(shí)驗電路應(yīng)選用圖甲中的圖_(填“a”或“b”)(2)該實(shí)驗小組根據(jù)實(shí)驗得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙的I一U圖象，由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00 V時，太陽能電池板的電阻_(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.80 V時，太陽能電池板的電阻為_.(3)當(dāng)有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為_V若把它與阻值為1 k的電阻連接構(gòu)成一個閉合電路，在有光照射情況下，該電池板的效率是_%.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案：(1)a(2)很大1103(3)2.8064.3(64.164.5之間均算正確)7(16分)用如圖甲所示電路，測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護(hù)作用除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗器材還有：a電流表(量程0.6 A)b電壓表(量程3 V)c定值電阻(阻值1 、額定功率5 W)d滑動變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A)e滑動變阻器(阻值范圍01000 、額定電流1 A)那么：(1)R應(yīng)選擇阻值范圍是_(選填“d”或“e”)的滑動變阻器(2)為使電壓表讀數(shù)增大，滑動變阻器滑動端應(yīng)向_(選填“a”或“b”)滑動，電流表的內(nèi)阻對測量結(jié)果是否有影響_(填“有”或“無”)(3)根據(jù)實(shí)驗記錄，畫出的UI圖線如圖乙所示，從中可求出待測電池的電動勢為_V，內(nèi)電阻為_(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后二位)(4)若因電池的內(nèi)阻較小，調(diào)節(jié)過程電壓表的變化不明顯，影響測量的準(zhǔn)確度，為使測量的準(zhǔn)確度提高，請你按原有的實(shí)驗器材對電路進(jìn)行改進(jìn)并在下圖中畫出電路圖解析：(1)由于電源是一節(jié)干電池(1.5 V)，所選量程為3 V的電壓表；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍即可，取010能很好地控制電路中的電流和電壓，若取01000會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象(2)為了使電壓表讀數(shù)增大，滑動變阻器接入電阻應(yīng)增大使電流減小，故滑動變阻器滑片應(yīng)向b端滑動；本實(shí)驗中引起該實(shí)驗系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用，導(dǎo)致電流表的示數(shù)總小于真實(shí)的干路電流值電流表的內(nèi)阻對實(shí)驗結(jié)果沒有影響(3)由圖示電源的UI圖象可知，電源的電動勢為E1.48 V，圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻為r0.63 (4)因電源內(nèi)阻較小，實(shí)驗誤差較大，為了減小誤差可以采用等效的方法增大等效內(nèi)阻，即將R0直接與電源相連，如圖所示答案：(1)d(2)b無(3)1.480.63(4)見解析圖