2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題五 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第14講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新優(yōu)練（含解析）

《2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題五 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第14講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新優(yōu)練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題五 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第14講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新優(yōu)練（含解析）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 1．(2019·遼寧大連模擬)某同學(xué)利用如圖所示電路，測(cè)量一表盤有刻度但數(shù)值已模糊的靈敏電流計(jì)G的滿偏電流Ig及內(nèi)阻Rg；已知該電流計(jì)的滿偏電流約為300 μA, 內(nèi)阻Rg約幾百歐，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下： 電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)； 電阻箱R0(最大阻值為9 999.9 Ω)； 滑動(dòng)變阻器R1 (阻值0～5 Ω，額定電流1.0 A)； 電源E電動(dòng)勢(shì)為4 V(內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： Ⅰ.當(dāng)電阻箱阻值為r1時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流計(jì)滿偏，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U1； Ⅱ.當(dāng)電阻箱阻值為r2時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)

2、變阻器，重新使電流計(jì)滿偏，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U2。 Ⅲ.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)求出靈敏電流計(jì)的滿偏電流和內(nèi)阻。 請(qǐng)根據(jù)如上所述回答下列問(wèn)題： (1)在步驟Ⅰ和Ⅱ中，閉合開(kāi)關(guān)S前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片應(yīng)置于最__右__端(填“左”或“右”)； (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得電流計(jì)內(nèi)阻Rg＝　或Rg＝　。(用r1、r2、U1、U2表示) [解析]　(1)閉合開(kāi)關(guān)S前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片應(yīng)置于最右端，這樣負(fù)載獲得的電壓小，防止燒壞電表。 (2)根據(jù)歐姆定律得，第一次滿偏：U1＝Ig(r1＋Rg)，同理第二次滿偏U2＝Ig(r2＋Rg)，聯(lián)立解得：Rg＝，Ig＝。 2．(2019·福建寧德模擬)實(shí)驗(yàn)室某同學(xué)為

3、了描繪小燈泡(2.5 V,0.3 A)的伏安特性曲線，將小燈泡、雙量程電流表(量程為0～0.6 A和0～3 A)、雙量程電壓表(量程為0～3 V和0～15 V)、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線按圖甲所示電路圖連接，實(shí)物連接圖如圖乙所示。 (1)請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物連接不妥之處：__見(jiàn)解析__； (2)改正連接錯(cuò)誤后，該同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，電壓表讀數(shù)如圖丙，則它的讀數(shù)是__1.80__ V； (3)該同學(xué)用多用電表粗測(cè)該小燈泡的電阻，操作步驟如下： ①調(diào)節(jié)指針定位螺絲機(jī)械調(diào)零，把選擇開(kāi)關(guān)撥到“×10”的歐姆擋上； ②把紅黑表筆插入測(cè)試筆插孔中，先把兩表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)調(diào)零

4、旋鈕，使指針指在零歐姆處； ③把兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端相接，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針幾乎指在零歐姆處； ④換用“×1”歐姆擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下電阻數(shù)值； ⑤把表筆從測(cè)試筆插孔拔出后，開(kāi)關(guān)應(yīng)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋； 但這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還是有一處不符合要求，請(qǐng)你指出__見(jiàn)解析__。 (4)下圖是用多用電表粗測(cè)該小燈泡電阻的實(shí)錄，三個(gè)操作中，最合理的是__C__。 [解析]　 (1)電流表應(yīng)該接量程為0.6 A的接線柱； (2)電壓表選擇量程是量程為0～3 V，每一小格對(duì)應(yīng)0.1 V，且估讀一位，故圖示指針對(duì)應(yīng)刻度為1.80 V; (3)換用“×1”歐姆

5、擋測(cè)量時(shí)沒(méi)有紅黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零； (4)多用電表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)將待測(cè)電阻從電路中斷開(kāi)，同時(shí)手不能接觸待測(cè)電阻，故選C。 3．(2019·湖北模擬)某實(shí)驗(yàn)小組想組裝一個(gè)雙量程(3 V、15 V)的電壓表，提供的器材如下： A．電流表：滿偏電流為300 VA，內(nèi)阻未知； B．干電池E：電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻未知； C．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值約為5 kΩ，額定電流為1 A； D．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值約為16 kΩ，額定電流為0.5 A； E．電阻箱R0：0～9 999.9 Ω； F定值電阻R3：40 kΩ，額定電流為0.1 A； G．開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。 回答下列問(wèn)題

6、： (1)若用圖示電路測(cè)量電流表的電阻，則滑動(dòng)電阻器R應(yīng)選用__D__(選填“C”或“D”)。 (2)將開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)連接好實(shí)物圖，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻達(dá)到最大后，接通開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的指針示數(shù)為200 μA；閉合開(kāi)關(guān)的S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時(shí)電流表的指針為100 μA，則電流表的內(nèi)阻為_(kāi)_100__ Ω。 (3)在虛線框中畫(huà)出雙量程電壓表的電路原理圖，并標(biāo)明所選的器材和量程，其中R0應(yīng)取值為_(kāi)_9.9__ kΩ。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 [解析]　(1)原理是半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻，而半偏法的前提條件是要求滑動(dòng)變阻器的阻值

7、遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，所以選阻值最大的D。 (2)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，此時(shí)電流表的示數(shù)為200 μA：當(dāng)保證滑動(dòng)變阻器的阻值不變，開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，顯然增加電阻箱一條支路，由于滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)大于電流表阻值，則認(rèn)為電路的總電流200 μA不變，所以電阻箱的阻值必與電流表內(nèi)阻相同，所以電流表的內(nèi)阻為100 Ω。 (3)當(dāng)改為15 V量程時(shí)，電壓表總內(nèi)阻為：RV2＝＝50 kΩ，當(dāng)改為3 V量程時(shí)，電壓表總內(nèi)阻為：RV1 ＝＝10 kΩ。設(shè)計(jì)電路圖如答圖所示。 設(shè)電流表的內(nèi)阻為Rg，當(dāng)改為U1＝3 V量程時(shí)有：U1＝Ig(R0＋Rg)，把上一問(wèn)求得的Rg＝1

8、00 Ω代入求得R0＝9.9 kΩ。 4．(2019·河北定州模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測(cè)量某電阻Rx的阻值，該電阻的阻值約為200 Ω，已知直流電源的電動(dòng)勢(shì)為9 V，內(nèi)阻較小，電阻箱R的規(guī)格為0～9 999.9 Ω，可供選擇的電流表為：A1(量程500 mA，內(nèi)阻為50 Ω)，A2(量程100 mA，內(nèi)阻約為50 Ω)，A3(量程50 mA，內(nèi)阻約為50 Ω)。 (1)為了盡可能測(cè)量準(zhǔn)確，減小誤差，電流表應(yīng)該選用__A3__(選填“A1”“A2”或“A3”)； (2)閉合開(kāi)頭S1前，將電阻箱R接入電路的阻值調(diào)到__最大值__(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)； (3)

9、先閉合開(kāi)關(guān)S1，再閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電阻箱的阻值比200 Ω稍__大__(填“大”或“小”)，記錄這時(shí)電阻箱的示數(shù)R1，從電流表的示數(shù)I；再斷開(kāi)S2，將電阻箱的阻值調(diào)__大__(填“大”或“小”)，使電流表的示數(shù)為_(kāi)_小__，記錄這時(shí)電阻箱的阻值為R2，則被測(cè)電阻的阻值Rx＝__R1－R2__(用記錄的數(shù)值字母表示)。 (4)若實(shí)驗(yàn)中所用電源為舊的干電池，且實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間較長(zhǎng)，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得被測(cè)電阻的阻值與真實(shí)值相比，偏__大__(填“大”或“小”)。 [解析]　(1)通過(guò)電流表電流的最大值可能為Im＝ A＝45 mA，所以電流表選A3。 (2)閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，將電阻箱R接入電

10、路的阻值調(diào)到最大值，防止電路中電流過(guò)大，損壞電流表。 (3)先閉合開(kāi)關(guān)S1，再閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電阻箱的阻值比200 Ω稍大，記錄這時(shí)電阻箱的示數(shù)R1，及電流表的示數(shù)I；再斷開(kāi)開(kāi)頭S2，將電阻箱的阻值調(diào)小，使電流表的示數(shù)再次為I，記錄這時(shí)電阻箱的阻值為R2，則R1＝Rx＋R2，則Rx＝R1－R2。 (4)由于電源是舊的干電池，且由于操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電源電動(dòng)勢(shì)E變小，內(nèi)阻r變大，則斷開(kāi)S2后，由I＝分析可知，測(cè)得的R2偏小，因此測(cè)得的Rx偏大。 5．(2019·江西南昌模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)量程為0～3 V的電壓表改裝成量程為0～9 V的電壓表，并測(cè)量電阻R0(阻

11、值約為3 Ω)的阻值。由此他設(shè)計(jì)出如圖甲所示的電路進(jìn)行改裝和測(cè)量?？晒┻x擇的器材有： A．電源(電動(dòng)勢(shì)約為10 V，內(nèi)阻為2 Ω) B．電壓表(量程為0～3 V，內(nèi)阻約10 kΩ) C．電流表(量程0～2 A，內(nèi)阻忽略不計(jì)) D．電阻箱(阻值范圍0～9 999 Ω，額定功率小于10 W) E．電阻箱(阻值范圍0～99 999 Ω，額定功率小于10 W) F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10 Ω，額定電流為3 A) G．滑動(dòng)變阻器(最大阻值為2 kΩ，額定電流為0.2 A) H．定值電阻R0(阻值約為3 Ω) 回答下列問(wèn)題： (1)該同學(xué)設(shè)計(jì)出如下步驟進(jìn)行電表改裝，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)

12、量； ①連接好電路并把滑動(dòng)變阻器R1的滑片移至最右端，把電阻箱R2阻值調(diào)到最大； ②閉合電鍵，把滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置，把電阻箱R2阻值調(diào)到零，使電壓表讀數(shù)為3 V； ③把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為_(kāi)_1.0__ V，然后不再改變電阻箱值，即得量程為9 V的電壓表； ④改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)U和I。 (2)上述實(shí)驗(yàn)電阻箱應(yīng)選__E__，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__F__。(填所選器材前的字母) (3)用步驟④中測(cè)得的多組數(shù)據(jù)作出U－I圖象如圖乙所示，由圖象可知R0的阻值為_(kāi)_2.8__ Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 [解析]　(1)電壓表的量程為3

13、 V，步驟②中電壓表讀數(shù)為3 V，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，則電阻箱和電壓表兩端電壓之和為3 V，為使電壓表的量程改為9 V，則當(dāng)電阻箱和電壓表兩端電壓之和為3 V時(shí)，電壓表讀數(shù)應(yīng)該為1.0 V。 (2)由(1)可知，電阻箱的阻值應(yīng)該是電壓表內(nèi)阻的2倍，電壓表內(nèi)阻約為10 kΩ，則所選電阻箱最大阻值應(yīng)大于20 kΩ，則電阻箱應(yīng)該選E；滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇阻值較小的，這樣當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)可認(rèn)為滑動(dòng)變阻器兩端的電壓近似不變； (3)對(duì)題圖甲電路應(yīng)用閉合電路歐姆定律列方程： E＝3U＋I(xiàn)(R0＋r)，則U＝－I，對(duì)比題圖乙可知，＝，解得R0＝2.8 Ω。 6．(201

14、9·江蘇省宿遷市模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路，測(cè)量定值電阻的阻值、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的器材有：待測(cè)定值電阻R1(約幾歐)、待測(cè)電源E、電流表A、電阻箱R2(0～999.9 Ω)、開(kāi)關(guān)兩個(gè)及導(dǎo)線若干。 (1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖中完成實(shí)物電路的連接__見(jiàn)解析圖__； (2)測(cè)量R1的值時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S1前，調(diào)節(jié)R2至__最大值__(選填“最大值”或“最小值”)，然后閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為I，此時(shí)R2的值為7.8 Ω；再斷開(kāi)S2，將R2調(diào)到5.8 Ω時(shí)，電流表示數(shù)也為I，則R的值為_(kāi)_2.0__ Ω。 (3)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S1、斷

15、開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R2，得到R2和對(duì)應(yīng)電流I的多組數(shù)據(jù)，作出－R2圖象如圖所示，則電源電動(dòng)勢(shì)E＝__6.0__ V，內(nèi)阻r＝__1.0__ (計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)，若電流表A內(nèi)阻不可忽略，則r的測(cè)量值__大于__(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。 [解析]　(1)按原理圖接線，如圖 (2)為了保護(hù)用電器，所以應(yīng)使電阻箱的最大阻值接入電路，即在閉合開(kāi)關(guān)前調(diào)節(jié)R2至最大值；由閉合電路歐姆定律得：I＝＝ ，解得：R1＝2.0 Ω； (3) 由閉合電路歐姆定律得：E＝I(R1＋R2＋r) 整理得： ＝＋R2 由圖象可知， ＝，＝ 解得： E＝6.0 V，r＝1 Ω

16、 若電流表A內(nèi)阻不可忽略，由閉合電路歐姆定律得： E＝I(R1＋R2＋r＋RA) 整理得： ＝＋R2 即內(nèi)阻的測(cè)量值為： r＋RA＞r，即大于真實(shí)值。 7. (2019·河北衡水模擬)磁力鎖主要由電磁鐵和銜鐵組成。某小組用圖(a)所示的裝置研究電磁鐵線圈的工作電壓與銜鐵所受磁力的關(guān)系，彈性梁一端連接有銜鐵，在外力作用下可以上下運(yùn)動(dòng)，另一端固定于墻壁，電磁鐵位于銜鐵正下方， 為理想電壓表。 (1)為增加電磁鐵產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，變阻器的滑片P應(yīng)向 __c__端移動(dòng)(填“c”或“d”)。 (2)已知電磁鐵線圈的直流電阻為30 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為170 Ω，電源E的電動(dòng)勢(shì)為

17、12.0 V，滑動(dòng)變阻器能提供的最大分壓為11.9 V，則E的內(nèi)阻是__0.21__ Ω(保留2位有效數(shù)字)。 (3)同學(xué)們將金屬應(yīng)變片R1粘貼在彈性梁的上表面，將R1和定值電阻R2連接成圖(b)所示電路。線圈通電吸引銜鐵下移時(shí)，應(yīng)變片變長(zhǎng)，R1的阻值將__增大__，電壓表V2的讀數(shù)將__增大__。(選填“增大”“減小”或“不變”) (4)在線圈通電吸合銜鐵后，用外力F使電磁鐵和銜鐵剛好分開(kāi)，測(cè)得F與線圈兩端電壓U的關(guān)系如圖(c)所示。若要求該鎖能抵抗1 200 N的外力，則工作電壓至少為 __6__ V。 [解析]　 (1)為增加電磁鐵產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須要增加線圈的電流，加大線圈兩端的電壓，則變阻器的滑片P應(yīng)向c端移動(dòng)。 (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到c端時(shí)，線圈上的分壓最大，此時(shí)外電路總電阻為：R＝ Ω＝25.5 Ω，電源的電流為I＝＝ A＝0.47 A，電源的內(nèi)阻：r＝＝ Ω＝0.21 Ω (3)根據(jù)電阻定律，應(yīng)變片變長(zhǎng)，則截面積變小，R1的阻值將變大，總電阻變大，總電流減小，則電源內(nèi)阻和定值電阻R2上的電壓減小，則電壓表V2的讀數(shù)將增大； (4)由F－U圖象可知，當(dāng)F＝1 200 N時(shí)，U＝6 V；即若要求該鎖能抵抗1 200 N的外力，則工作電壓至少為6 V。 - 8 -