2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 專題強(qiáng)化練（十六）電學(xué)實(shí)驗(yàn).doc

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專題強(qiáng)化練(十六) 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．某電壓表的內(nèi)阻在20～50 kΩ之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可供選用的器材：待測(cè)電壓表V(量程3 V)、電流表A1(量程200 μA)、電流表A2(量程5 mA)、電流表A3(量程0.6 A)、滑動(dòng)變阻器R(最大值1 kΩ)、電源E(電動(dòng)勢(shì)4 V)、開(kāi)關(guān)S. (1)在所提供的電流表中，應(yīng)選用__________． (2)為了減小誤差，要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，試在方框中畫出符合要求的電路圖． 解析：(1)電壓表的讀數(shù)即為其內(nèi)阻的電壓U，若將它與電流表串聯(lián)，測(cè)出流過(guò)它(即流過(guò)其內(nèi)阻)的電流I，即可轉(zhuǎn)化為由“伏安法”測(cè)出其內(nèi)阻RV＝.取電壓表內(nèi)阻的最小可能值20 kΩ，并結(jié)合電壓表的量程3 V，可求得流過(guò)電流表的最大電流Imax＝A＝1.510－4A＝0.15 mA＝150 μA.為使與電壓表串聯(lián)的電流表能大角度偏轉(zhuǎn)(這樣讀數(shù)誤差小)，而其又不被損壞，應(yīng)選A1.根據(jù)電流表、電壓表示數(shù)，可求得電壓表內(nèi)阻RV＝. (2)實(shí)驗(yàn)要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，因此實(shí)驗(yàn)電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式，電路圖如圖所示． 答案：(1)A1　(2)電路圖見(jiàn)解析圖 2．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀單擲開(kāi)關(guān)，E是電池．完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： (1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)__________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)________________的讀數(shù)I. (2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)__________，使_________________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)． (3)多次重復(fù)上述步驟，計(jì)算RN讀數(shù)的__________，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值． 解析：(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)R0使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)I. (2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)RN，使標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)仍為I，記下此時(shí)RN的讀數(shù)． (3)多次重復(fù)上述過(guò)程，計(jì)算RN讀數(shù)的平均值，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值． 答案：(1)R0　標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0) (2)RN　標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I (3)平均值 3.(2018湖北聯(lián)考)如圖所示是用半偏法測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖．以下是備用儀器： A．待測(cè)電壓表(3 V，內(nèi)阻1 500 Ω左右) B．電源E(4 V，2 A，內(nèi)阻很小) C．電阻箱(0～999.9 Ω) D．電阻箱(0～9 999.9 Ω) E．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω，3 A) F．滑動(dòng)變阻器(0～2 000 Ω，2 A) G．開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干 (1)為保證測(cè)量精度，電阻箱應(yīng)選__________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________．(填代號(hào)) (2)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟： a．閉合開(kāi)關(guān)K2并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至________，然后閉合開(kāi)關(guān)K1； b．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表恰好滿偏； c．____________________，使電壓表的指針恰好指在中間刻度(半偏)，此時(shí)電阻箱的示數(shù)為R.那么，該電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值為_(kāi)___________．測(cè)量值和真實(shí)值比較數(shù)值__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)． 解析：(1)在半偏法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，電阻箱的阻值應(yīng)與待測(cè)電壓表的阻值相近，故電阻箱應(yīng)選D，而滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了調(diào)節(jié)方便，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的E. (2)a.在測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，電壓要從較小數(shù)值開(kāi)始變化，因而滑動(dòng)變阻器開(kāi)始時(shí)應(yīng)在最左端．c.由于采用半偏法測(cè)量，因而應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的指針恰好在中間刻度，即半偏，由串聯(lián)電路知識(shí)可知，電壓相等，電流相等，因而電壓表的內(nèi)阻的測(cè)量值為R.但開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，電阻增大，分壓增大，而電壓表示數(shù)為原來(lái)的一半時(shí)，電阻箱分壓要略大于一半，故電阻箱的阻值即測(cè)量值比電壓表的內(nèi)阻要偏大． 答案：(1)D　E　(2)a.最左端　c．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值　R　偏大 4．某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 Ω的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表．圖中R1和R2為定值電阻，S為開(kāi)關(guān)．回答下列問(wèn)題： (1)根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實(shí)物圖上連線． (2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測(cè)量__________(填“電流”“電壓”或“電阻”)；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，多用電表用于測(cè)量__________(填“電流”“電壓”或“電阻”)． (3)表筆A應(yīng)為_(kāi)_________色(填“紅”或“黑”)． (4)定值電阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字) 解析：(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻R1與電流表并聯(lián)，多用電表用于測(cè)量電流．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R2與電流表串聯(lián)，多用電表用于測(cè)量電壓． (3)根據(jù)電流應(yīng)從電流表或電壓表的正接線柱進(jìn)，從負(fù)接線柱出，即從表筆A流出，表筆A應(yīng)為黑色，表筆B應(yīng)為紅色． (4)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，由串聯(lián)電路知識(shí)，Ig(R2＋r)＝U，解得R2＝880 Ω；開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，由并聯(lián)電路知識(shí)，Ig(R2＋r)＝(I－Ig)R1，解得R1≈1.00 Ω. 答案：(1)連線如圖所示　(2)電流　電壓 (3)黑　(4)1.00　880 5．(2018信陽(yáng)聯(lián)考)要測(cè)一個(gè)待測(cè)電阻Rx(約200 Ω)的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材： 電源E：電動(dòng)勢(shì)3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)； 電流表A1：量程0～10 mA，內(nèi)阻r1約50 Ω； 電流表A2：量程0～500 μA，內(nèi)阻r2約1 000 Ω； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值20 Ω，額定電流2 A； 定值電阻R2＝5 000 Ω； 定值電阻R3＝500 Ω； 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干． (1)為了測(cè)定待測(cè)電阻上的電壓，可以將電流表______(選填“A1”或“A2”)串聯(lián)定值電阻__________(選填“R2”或“R3”)，將其改裝成一個(gè)量程為3.0 V的電壓表． (2)如圖所示為測(cè)量電阻Rx的甲、乙兩種電路圖，其中用到了改裝后的電壓表和另一個(gè)電流表，則應(yīng)選電路圖__________(選填“甲”或“乙”)． (3)若所選測(cè)量電路中電流表的讀數(shù)為I＝6.2 mA，改裝后的電壓表讀數(shù)為1.20 V．根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)，并考慮電壓表內(nèi)阻，求出待測(cè)電阻Rx＝__________________________Ω. 解析：(1)為了測(cè)定待測(cè)電阻上的電壓，要改裝量程為3.0 V的電壓表，則可以將量程較小的電流表A2串聯(lián)定值電阻，此電阻的大小為：R＝－rg＝Ω－1 000 Ω＝5 000 Ω，故需串聯(lián)定值電阻R2. (2)因待測(cè)電阻的阻值較小，故選用電流表外接電路，故選甲電路． (3)電壓表讀為1.20 V，則通過(guò)電壓表的電流為IV＝＝ A＝200 μA，通過(guò)待測(cè)電阻的電流為I＝6.2 mA－0.2 mA＝6 mA，則待測(cè)電阻Rx＝＝Ω＝200 Ω. 答案：(1)A2　R2　(2)甲　(3)200 6．導(dǎo)電玻璃是制造LCD的主要材料之一．為測(cè)量導(dǎo)電玻璃的電阻率，某小組同學(xué)選取長(zhǎng)度L＝25.00 cm、直徑d＝0.900 mm的圓柱體導(dǎo)電玻璃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用歐姆表粗測(cè)該導(dǎo)電玻璃的電阻Rx，發(fā)現(xiàn)其電阻約12.0 Ω.主要步驟如下，完成下列填空． (1)為精確測(cè)量Rx的阻值，該小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．可供使用的主要器材如下：電源E：電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻約1 Ω； 定值電阻R0：阻值為20 Ω； 電壓表V1：量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ； 電壓表V2：量程15 V，內(nèi)阻約15 kΩ； 電壓表A1：量程200 mA，內(nèi)阻約1.5 Ω； 電壓表A2：量程3 A，內(nèi)阻約0.5 Ω； 滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0～1 kΩ； 滑動(dòng)變阻器R2：阻值范圍0～20 Ω. ①圖中電壓表應(yīng)選用__________；電流表應(yīng)選用____________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________．(填器材代號(hào)) ②該小組進(jìn)行了如下操作： a．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S1撥到位置1，閉合S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.185 A和2.59 V； b．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S1撥到位置2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.125 A和2.65 V； c．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，斷開(kāi)S2. 可求得Rx＝__________Ω. (2)由以上實(shí)驗(yàn)可求得該導(dǎo)電玻璃電阻率的值ρ＝______Ωm. 解析：(1)電源電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，小于電壓表V2量程的，因此結(jié)合待測(cè)電阻Rx的粗測(cè)阻值，可知電壓表應(yīng)選用量程為3 V的電壓表V1；電流表應(yīng)選用量程為200 mA的電流表A1；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值與待測(cè)導(dǎo)電玻璃阻值差不多的滑動(dòng)變阻器R2.設(shè)電流表內(nèi)阻為RA，對(duì)操作步驟a，由歐姆定律可得U1＝I1(RA＋Rx)；對(duì)操作步驟b，由歐姆定律可得U2＝I2(RA＋R0)；聯(lián)立解得Rx＝－＋R0＝12.8 Ω. (2)由電阻定律得Rx＝，S＝，解得該導(dǎo)電玻璃的電阻率ρ＝3.2610－5 Ωm. 答案：(1)①V1　A1　R2　②12.8 (2)3.2610－5 7．(2017天津卷)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．其中電流表A1的內(nèi)阻r1＝1.0 kΩ，電阻R1＝9.0 kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個(gè)R0＝3.0 Ω的電阻． (1)按圖示電路進(jìn)行連接后，發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)的導(dǎo)線．為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開(kāi)的，將開(kāi)關(guān)S閉合，用多用電表的電壓擋先測(cè)量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測(cè)量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是________導(dǎo)線斷開(kāi)；若讀數(shù)為零，則一定是________導(dǎo)線斷開(kāi)． (2)排除故障后，該小組順利完成實(shí)驗(yàn)．通過(guò)多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖．由I1I2圖象得到電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. 解析：(1)良好的同一根導(dǎo)線上任何兩點(diǎn)都不會(huì)存在電勢(shì)差，若一根導(dǎo)線兩端有電勢(shì)差，則導(dǎo)線斷開(kāi)．a(chǎn)、b′間的電壓不為零，說(shuō)明a、a′或a、b′間有一處導(dǎo)線斷開(kāi)，若a、a′間電壓不零，說(shuō)明aa′導(dǎo)線斷開(kāi)；若a、a′間電壓為零，則一定是bb′導(dǎo)線斷開(kāi)． (2)法一：將電流表A1和R1串聯(lián)當(dāng)成電壓表使用，電壓測(cè)量值U＝I1(r1＋R1)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理得I1＝－I2，由題圖可知，縱軸截距b＝0.1410－3A＝，所以電動(dòng)勢(shì)E＝0.1410－3(1103＋9103)V＝1.4 V，斜率的絕對(duì)值表示，即|k|＝＝，解得r≈0.5 Ω. 法二：在給出的圖象中取兩個(gè)點(diǎn)，讀數(shù)分別為 I1＝0.12 mA、I2＝60 mA， I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA. 據(jù)閉合電路歐姆定律知： E＝(I1＋I(xiàn)2)(R0＋r)＋I(xiàn)1(r1＋R1)， 將上述兩組數(shù)據(jù)代入可得： 電動(dòng)勢(shì)E≈1.4 V，內(nèi)阻r≈0.57 Ω. 答案：(1)aa′　bb′　(2)1.4(1.36～1.44均可) 0．5(0.4～0.6均可)