2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練 專題十三 電學(xué)實(shí)驗(yàn)（通用）

專題能力訓(xùn)練13電學(xué)實(shí)驗(yàn) (時(shí)間:45分鐘滿分:100分)1.(14分)(2020·安徽合肥二模)某同學(xué)將量程為200 A,內(nèi)阻為500 的表頭改裝成量程為1 mA和10 mA的雙量程電流表,設(shè)計(jì)電路如圖甲所示。定值電阻R1=500 ,R2=250 ,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),A、B為接線柱?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)將開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí),量程為 mA;(2)定值電阻的阻值R3= (結(jié)果取3位有效數(shù)字);(3)利用改裝的電流表進(jìn)行某次測(cè)量時(shí),S置于“2”擋,表頭指示如圖乙所示,則所測(cè)量電流的值為 mA。甲乙2.(16分)(2020·湖南四縣聯(lián)考)LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測(cè)定額定電壓為3 V 的LED燈正常工作時(shí)的電阻,已知該燈正常工作時(shí)電阻大約500 ,電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:A.電流表A1(量程為050 mA,內(nèi)阻RA1約為3 )B.電流表A2(量程為03 mA,內(nèi)阻RA2=15 )C.定值電阻R1=697 D.定值電阻R2=1 985 E.滑動(dòng)變阻器R(0至20 )一只F.電壓表V(量程為0至12 V,內(nèi)阻RV=1 k)G.蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻很小)F.開(kāi)關(guān)S一只(1)如圖所示,請(qǐng)選擇合適的器材,電表1為,電表2為,定值電阻為。(均填寫(xiě)器材前的字母編號(hào))(2)將采用的電路圖補(bǔ)充完整。(3)寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx=(填字母),當(dāng)表達(dá)式中的(填字母)達(dá)到,記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式,其結(jié)果為L(zhǎng)ED燈正常工作時(shí)電阻。3.(16分)甲理想電壓表的內(nèi)阻無(wú)窮大,而實(shí)際電壓表并非如此,現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)量程為03 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表的阻值,實(shí)驗(yàn)室備有以下器材:A.待測(cè)電壓表V1:量程為03 V,內(nèi)阻約為3 kB.電壓表V2:量程為06 V,內(nèi)阻約為6 kC.滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值20 ,額定電流1 AD.定值電阻R0E.電源:電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻約1 F.開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)利用以上器材設(shè)計(jì)如圖甲所示測(cè)量電路,請(qǐng)你按圖甲所示電路將圖乙中的實(shí)驗(yàn)儀器連接起來(lái);乙丙(2)請(qǐng)寫(xiě)出按該電路測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的表達(dá)式:;(3)在正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,不斷調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置,記錄多組電壓表V1、V2示數(shù),作出U2-U1圖線如圖丙所示。若R0=1 480 ,由圖線上的數(shù)據(jù)可得RV= 。4.(16分)(2020·江蘇揚(yáng)州高三統(tǒng)考)某物理實(shí)驗(yàn)興趣小組探究測(cè)定某品牌礦泉水的電阻率,用一兩端開(kāi)口的玻璃管通過(guò)密封塞封住一定量的礦泉水,如圖4所示。(1)某同學(xué)用如圖1所示的游標(biāo)卡尺的(選填“A”“B”或“C”)部位去測(cè)玻璃管的內(nèi)徑,測(cè)出的讀數(shù)如圖2,則玻璃管的內(nèi)徑d為 cm。圖1圖2(2)該同學(xué)用多用電表的電阻擋測(cè)量玻璃管中礦泉水的電阻,選擇開(kāi)關(guān)置于“×100”擋,發(fā)現(xiàn)指針如圖3所示,則該同學(xué)接著需要做的實(shí)驗(yàn)步驟:換選(選填“×10”或“×1 k”)擋;。圖3(3)該組同學(xué)按圖4連好電路后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,從最右端向左端移動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)但幾乎不變,不可能的原因是。圖4A.滑動(dòng)變阻器阻值太小B.電路中5、6之間斷路C.電路中7、8之間斷路(4)該組同學(xué)在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后,測(cè)出玻璃管中有水部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng),電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,改變玻璃管中的水量,測(cè)出多組數(shù)據(jù),并描繪出相應(yīng)的圖象如圖5所示,若圖線的斜率為k,則礦泉水的電阻率=(用題中字母表示)。圖55.(16分)(2020·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考)在測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中:甲乙丙(1)圖甲是實(shí)驗(yàn)中得到的U-I圖象,由此可得該電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量值分別是V和;(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)在完成上述實(shí)驗(yàn)之后,又進(jìn)行了下述探究實(shí)驗(yàn)。他將相同器材分別按圖乙和圖丙所示電路進(jìn)行連接,在每次保持電壓表(可視為理想電表)示數(shù)相同的情形下,讀出電流表的示數(shù)分別為I1和I2。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,測(cè)得多組數(shù)據(jù),得到I1與I2的關(guān)系:I1=kI2(k為已知)。則電流表與電源的內(nèi)阻之比為。6.(22分)要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由0逐漸增大到3 V,并便于操作。已選用的器材有:電池組(電動(dòng)勢(shì)4.5 V,內(nèi)阻約1 );電流表(量程為0250 mA,內(nèi)阻約5 );電壓表(量程為03 V,內(nèi)阻約3 k);開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填字母代號(hào))。A.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 ,額定電流1 A)B.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 750 ,額定電流0.3 A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用(填字母代號(hào))。(3)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)2 的定值電阻R串聯(lián),接在電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為1 的電源兩端,如圖乙所示。每個(gè)小燈泡消耗的功率是 W。參考答案1.答案:(1)10(2)25.0(3)0.680解析:(1)將開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí),定值電阻R3能分較大的電流,所以量程應(yīng)為10 mA;(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)置于“1”擋時(shí),Ig(Rg+R1+R2)=(I1-Ig)R3,I1=10 mA當(dāng)開(kāi)關(guān)置于“2”擋時(shí):Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)(R2+R3),I2=1 mA解得R3=25.0 ;(3)開(kāi)關(guān)置于“2”擋時(shí),電流表量程為1 mA,由圖示電流表可知,其分度值為0.02 mA,電流表示數(shù)為0.68 mA。2.答案:(1)FBD(2)如圖所示(3)I21.5 mA解析:(1)由于電流表A2內(nèi)阻已知,因此電表2應(yīng)為電流表A2,而電路中流過(guò)燈泡的最大電流I為6 mA,因此回路總電流小于10 mA,因此電表1不能選電流表A1,而由于電壓表內(nèi)阻已知,流過(guò)電壓表的電流最大值恰好為12 mA,因此電表1選電壓表V,為了讓燈達(dá)到額定功率,因此加在燈泡兩端的電壓最高為3 V,因此與電流表A1串聯(lián)的電阻應(yīng)大于1 k,因此定值電阻應(yīng)選R2。(2)由于滑動(dòng)變阻器的阻值較小,只能采用分壓式接法,電路連接圖見(jiàn)答案。(3)由于加在燈泡兩端的電壓U燈=I2(R2+RA1),流過(guò)燈泡的電流為-I2,因此Rx=,當(dāng)表達(dá)式中的I2達(dá)到1.5 mA時(shí),加在LED兩端的電壓恰好為3 V,達(dá)到額定電壓,測(cè)出來(lái)的電阻為正常工作的電阻。3.答案:(1)如圖所示(2)RV=R0(3)2 960解析:本題考查并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律,意在考查學(xué)生由實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)原理完成實(shí)驗(yàn)的能力。由并聯(lián)電路兩端電壓相等可知,定值電阻R0兩端的電壓為U0=U2-U1,由歐姆定律可知,通過(guò)定值電阻的電流為I0=IV1,因此電壓表V1的內(nèi)阻RV=,解以上三式得RV=R0,將其變形得到U2=U1,由圖象斜率k=1.5=1+RV=2 960 。4.答案:(1)A2.120(2)×1 k歐姆調(diào)零(3)B(4)解析:(1)游標(biāo)卡尺的A位置是測(cè)量圓筒內(nèi)徑的,故用A部位去測(cè)玻璃管的內(nèi)徑;通過(guò)讀游標(biāo)卡尺得玻璃管的內(nèi)徑d為21 mm+10×0.02 mm=21.20 mm=2.120 cm;(2)由于歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)較小,說(shuō)明被測(cè)電阻較大,故需要換成更大擋位,即“×1 k”擋;換了擋位后,再測(cè)電阻時(shí)還需要調(diào)零;(3)由于電壓表的示數(shù)不變,即仍有一定的示數(shù),而將5、6之間斷開(kāi)時(shí),電路中就沒(méi)有了電流,電壓表的示數(shù)為零,故它是不可能的,選項(xiàng)B正確;(4)由公式可知礦泉水的電阻率=,因?yàn)閗=,則=。5.答案:(1)1.40.86(2)k-1解析:(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得U=-E+Ir,把圖象延長(zhǎng),可得E=1.4 V,圖象的斜率k=0.86,即電源內(nèi)阻r=0.86 ;(2)圖乙中E=U+I1r,圖丙中E=U+I2r+I2rA,I1=kI2,聯(lián)立解得=k-1。6.答案:(1)A(2)B(3)0.09解析:本題考查測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn),意在考查學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的掌握情況。(1)由題意可知,本實(shí)驗(yàn)選擇的是分壓電路,因此滑動(dòng)變阻器選擇的是A。(2)因?yàn)樾襞莸碾娮鑂L=15 ,和電流表電阻相近,故應(yīng)采用電流表外接法,因此應(yīng)選用B電路。(3)設(shè)小燈泡的電流為I,電壓為U,由U=E-2I(R+r),代入數(shù)據(jù)得U=1.5-6I(V),作出小燈泡在題圖乙電路中的電流電壓關(guān)系圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn),由此交點(diǎn)即可讀出此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流以及小燈泡兩端的電壓。由P=UI可得此時(shí)燈泡的功率。