2020屆高三物理二輪復習 第一部分 診斷卷（十六）專題五 物理實驗 第三講 電學基礎實驗（通用）

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1、 考點一 多用電表的使用與讀數 1.(2020·全國卷Ⅰ)某學生實驗小組利用圖1(a)所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內部電路的總電阻。使用的器材有： 　　 圖1 多用電表； 電壓表：量程5 v，內阻十幾千歐； 滑動變阻器：最大阻值5 kΩ； 導線若干。 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調到電阻“×1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調零點。 (2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。 (3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數如圖(b)所示，這時電壓表的

2、示數如圖(c)所示，多用電表和電壓表的讀數分別為______kΩ和______v。 (4)調節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數分別為12.0 kΩ和4.00 v。從測量數據可知，電壓表的內阻為________kΩ。 (5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯而成的電路，如圖2所示。根據前面的實驗數據計算可得，此多用電表內電池的電動勢為________v，電阻“×1 k”擋內部電路的總電阻為______kΩ。 圖2 2．(2020·江門模擬)某同學想測量電壓表0～3 v擋的內阻，他從實驗室拿來一個多用電表、

3、3節(jié)干電池、50 Ω的滑動變阻器1個、開關和若干導線。 圖3 (1)先用多用表粗測其內阻，把選擇開關旋到歐姆擋的“×100”倍率，將________(填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“－”接線柱，另一只表筆接“3 v”的接線柱，多用表的指針位置如圖3甲所示，則電壓表的內阻為________ Ω。 (2)再用伏安法測量其內阻，把多用表的選擇開關旋到直流電流的________(填“100”“10”或“1”)mA擋，請在圖乙完成其余的連線。 (3)實驗中多用表的示數為I，電壓表的示數為U，則電壓表的內阻為Rv＝________。 考點二 以測電阻為核心的電學實驗 3.[考查

4、小電珠的伏安特性曲線] (2020·福建高考)某學習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4甲所示，現已完成部分導線的連接。 (1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接； 圖4 (2)某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，則電流表的示數為________A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯后，直接與電動勢為3 v、內阻為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________

5、____W(保留兩位小數)。 4．[考查電表改裝問題] (2020·全國卷Ⅰ)圖5(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖，其中虛線框內是毫安表的改裝電路。 　 圖5 (1)已知毫安表表頭的內阻為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，電表量程為10 mA。由題給條件和數據，可以求出R1＝______Ω，R2＝________Ω。 (2)現用一量程為3 mA、內阻為150 Ω的標準電流表對改裝電表的3 mA擋進行校準，校準時需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.

6、5 mA、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 v，內阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1 000 Ω；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。則R0應選用阻值為________ Ω的電阻，R應選用最大阻值為________ 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，虛線框內未畫出的電路即為圖(a)虛線框內的電路。則圖中的d點應和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據是：______________________ _______

7、___________________________________________。 考點三 以測電源電動勢為核心的電學實驗 5. (2020·全國卷Ⅰ)利用如圖6所示電路，可以測量電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω)，電阻R0(阻值為3.0 Ω)，電阻R1(阻值為3.0 Ω)，電流表?(量程為200 mA，內阻為RA＝6.0 Ω)，開關S。 圖6 實驗步驟如下： ①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S； ②多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R； ③以為縱坐標，R為橫坐標，作 -R圖線(用直線擬合)；

8、④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題： (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則與R的關系式為________。 (2)實驗得到的部分數據如下表所示，其中電阻R＝3.0 Ω時電流表的示數如圖7甲所示，讀出數據，完成下表。答：①________；②________。 R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 /A－1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 乙 圖7 (3)在圖

9、乙的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖，根據圖線求得斜率k＝________ A－1·Ω－1，截距b＝________ A－1。 (4)根據圖線求得電源電動勢E＝________v，內阻r＝________Ω。 6．(2020·安徽高考)某同學為了測量一節(jié)電池的電動勢和內阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 μA、內阻為2 500 Ω的表頭，一個開關，兩個電阻箱(0～999.9 Ω)和若干導線。 (1)由于表頭量程偏小，該同學首先需將表頭改裝成量程為0～50 mA的電流表，則應將表頭與電阻箱________(填“串聯”或“并聯”)，并將該電阻箱阻值調為______Ω。 圖

10、8 (2)接著該同學用改裝的電流表對電池的電動勢及內阻進行測量，實驗電路如圖8所示，通過改變電阻R測相應的電流I，且作相關計算后一并記錄如下表。 1 2 3 4 5 6 R/Ω 93.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0 I/mA 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0 IR/v 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20 ①根據表中數據，圖9中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數據也描繪在圖中，并畫出IR-I圖線。 圖9 ②根據圖線可得電池的電動勢E是_______

11、_v，內阻r是________Ω。 答 案 1．解析：(1)使用多用電表測電阻時，換擋后需重新進行歐姆調零，故應將兩表筆短接進行調零。 (2)電流應從多用電表的紅表筆流入、黑表筆流出，故紅表筆應接“1”。 (3)從圖(b)可以看出指針指向歐姆擋15.0位置，電阻擋為“×1 k”，故讀數為15.0 kΩ；由于電壓表量程為5 V，指針所指位置為3.60，故讀數為3.60 V。 (4)當滑動變阻器連入電路中的電阻為零時，多用電表讀數即為電壓表內阻，所以電壓表內阻為12.0 kΩ。 (5)設多用電表內電池的電動勢為E、多用電表內阻為R，由第(3)、(4)問可知＝，＝，兩式聯立解

12、得：E＝9.00 V，R＝15.0 kΩ。 答案：(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0　(5)9.00　15.0 2．解析：(1)由于多用電表的黑色表筆是流出電流的，故它應該與電壓表的正接線柱連接，紅色表筆應該與電壓表的負接線柱連接；電壓表的內阻為R＝30×100 Ω＝3 000 Ω。 (2)由于電路中的最大電流約為I＝＝1.5 mA，若選擇“10 mA”和“100 mA”量程，則指針偏轉的角度會很小，誤差較大，如果通過變阻器的調壓作用，可以讓電壓表中的電流在1 mA以內，故多用表的直流電流擋選擇“1 mA”量程。 (3)由于電壓表測量的就是電壓表的電壓，電流

13、表測量的就是電壓表的電流，故電壓表的電阻為R＝。 答案：(1)紅　3.0×103(或3 000)　(2)1　如圖所示 (3) 3．解析：(1)電流表示數要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖甲所示。 甲 (2)電流表示數為0.44 A。 (3)當外電路的總電阻與電源內阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖像可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝

14、E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖乙所示，圖線的交點縱、橫坐標分別為U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W，P總＝nP＝0.57×4 W＝2.28 W。 答案：(1)如解析圖甲所示　(2)0.44　(3)4　2.28 4．解析：(1)設使用a和b兩接線柱時，電表量程為I1，使用a和c兩接線柱時，電表量程為I2，則 使用a和b時：＋Ig＝I1① 使用a和c時：＋Ig＝I2② 由①②兩式得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。 (2)校準時電路中的總電阻的最小值為R?。?Ω＝500 Ω，總電阻的最大值為R大＝ Ω＝3 000 Ω，故R0選300 Ω

15、的，R選用最大阻值為3 000 Ω的滑動變阻器。 (3)d接b時，R1和R2串聯，不論是R1還是R2損壞，電表都有示數且示數相同，故應將d接c。根據d接c時的電路連接情況可知：閉合開關，若電表指針偏轉，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2。 答案：(1)15　35　(2)300　3 000　(3)c　閉合開關時，若電表指針偏轉，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2 5．解析：(1)根據閉合電路歐姆定律，可得E＝，可得＝R＋R0＋r＋。 (2)根據電流表讀數原理可得：其讀數為0.110 A，其倒數為9.09 A－1。 (3)根據圖線可知，斜率k＝1.

16、0 A－1·Ω－1，截距b＝6.0 A－1。 (4)根據圖線，＝1.0 A－1·Ω－1，電動勢E＝3.0 V，＝6.0 A－1，內阻r＝1.0 Ω。 答案：(1)＝R＋或寫成＝R＋(5.0＋r)　(2)①0.110　②9.09 (3)如圖所示　1.0　6.0 (4)3.0　1.0 6．解析：(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯一個電阻，由并聯知識可知，R(50×10－3－100×10－6)＝100×10－6×2 500，解得R≈5.0 Ω (2)描點連線后由圖線縱軸截距得到電池的電動勢為1.53 V，由圖線斜率求得的電阻值減去改裝后的電流表阻值可得到電池內阻為2.0 Ω。 答案：(1)并聯　5.0　(2)①如圖所示?、?.53　2.0