2019版高考物理二輪復習 課時跟蹤訓練16 電學實驗.doc

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課時跟蹤訓練(十六) 電學實驗 1．把一滿偏電流為Ig的電流表改裝成雙量程的電流表，電路如圖甲所示，接A、C時的量程為10Ig，接A、B時的量程為100Igg. (1)定值電阻R1∶R2＝________. (2)若Ig＝3 mA，Rg＝100 Ω，將A、C接入電路，則R1＝________Ω(結果保留三位有效數(shù)字)． (3)若將(2)問中改裝后的電流表的A、C端與一個阻值為990 Ω的定值電阻串聯(lián)后測量電壓，當電流表G的指針指示表盤如圖乙所示位置時，電壓為________V. (4)若將(2)問中改裝后的電流表的A、C端與一個滑動變阻器和電動勢為3 V的兩節(jié)干電池相連，改裝成一個簡易的歐姆表，進行歐姆調(diào)零后測量一個未知電阻，當電流表G的指針如圖乙所示時，被測量電阻的阻值為________Ω(結果保留三位有效數(shù)字)． 解析　(1)接A、C時有：10Ig＝Ig＋，接A、B時有：100 Ig＝Ig＋，解得R1∶R2＝1∶9.(2)接A、C時，改裝后電流表量程為30 mA，滿偏電壓為IgRg＝300 mV，R1＋R2＝，R2＝9R1，則解得R1＝1.11 Ω.(3)改裝后電流表接A、C時內(nèi)阻為RA＝＝10 Ω，量程為30 mA，串聯(lián)990 Ω的定值電阻后，改裝為量程為30 V的電壓表，由題圖乙可知電壓為11.0 V．(4)歐姆調(diào)零時，改裝成的歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)＝＝100 Ω，改裝后電流表讀數(shù)為I＝11.0 mA，由閉合電路歐姆定律得I＝，解得Rx＝173 Ω. 答案　(1)1∶9　(2)1.11　(3)11.0　(4)173 2．某同學欲將電流表改裝成中央刻度為15的“1”擋的歐姆表，現(xiàn)有的器材有： A．一節(jié)5號干電池 B．電流表A1(量程0～300 μA，內(nèi)阻約100 Ω) C．電流表A2(量程0～100 mA，內(nèi)阻約2.5 Ω) D．電流表A3(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω) E．滑動變阻器R1(0～5 kΩ) F．滑動變阻器R2(0～50 Ω) G．一對表筆及若干導線 (1)請在虛線框內(nèi)補充完成歐姆表的電路原理圖． (2)電流表應選用________(選填“A1”、“A2”或“A3”)，滑動變阻器應選用________(選填“R1”或“R2”)． (3)在正確選用器材并正確連接好實驗電路的情況下，若電流表滿偏電流為Ig，請回答下列問題： ①指針指在Ig處應標上“________”，指針指在Ig處應標上“________”(填寫具體刻度值)； ②將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表指針指在零歐姆處，此時回路中的總電阻為________Ω，然后利用標準電阻箱進行校準，當電阻箱的示數(shù)為10.0 Ω時，指針所指的位置應標上“________”(填寫具體刻度值)． 解析　(1)通過電流表的電流應從正接線柱流向負接線柱，電流表的正接線柱應接干電池的正極．(2)一節(jié)5號干電池的電動勢E＝1.5 V，對于中央刻度為15的“1”擋的歐姆表，兩表筆短接時調(diào)節(jié)滑動變阻器使指針指在歐姆零刻度處，此時電流為滿偏電流Ig，設回路中的總電阻為r，則E＝Igr，當兩表筆接阻值為15 Ω的電阻時，電流表半偏，則E＝Ig(r＋15 Ω)，解得r＝15 Ω，Ig＝100 mA，應選用電流表A2，滑動變阻器應選用R2.(3)①由E＝Ig(r＋R)，得R＝30 Ω，指針指在Ig處應標上“30”，指針指在Ig處應標上“0”；②歐姆調(diào)零時回路中的總電阻r＝15 Ω，指針所指的示數(shù)為被測電阻的阻值，即當電阻箱的示數(shù)為10.0 Ω時，指針所指的位置應標上“10”． 答案　(1)如圖所示　(2)A2　R2　(3)①30　0?、?5　10 3．某實驗小組在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，所用小燈泡上標有“2.5 V　0.6 W”的字樣． (1)實驗時采用如圖甲所示的電路圖，由于電表內(nèi)阻的影響，小燈泡電阻的測量值________(選填“大于”、“等于”或“小于”)準確值． (2)現(xiàn)有直流電源E(電動勢約4 V，內(nèi)阻約0.5 Ω)、電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻5 kΩ)、開關和導線若干，以及以下器材： A．電流表(量程0～300 mA，內(nèi)阻約0.4 Ω) B．電流表(量程0～100 mA，內(nèi)阻4 Ω) C．電流表A(量程0～0.6 A內(nèi)阻約為10 Ω) D．滑動變阻器(最大阻值10 Ω，額定電流1.0 A) 實驗中，電流表應選用________；滑動變阻器應選用________．(填相應器材前的字母) (3)在開關閉合后，滑片移動過程中，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時電壓表讀數(shù)為________． (4)組內(nèi)某同學根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的I－U圖線，則小燈泡電阻的阻值隨溫度的升高而________．(選填“不變”、“減小”或“增大”) (5)組內(nèi)另一同學將上述小燈泡與電動勢E＝3 V、內(nèi)阻r＝1 Ω的電源及定值電阻R0＝7 Ω串聯(lián)組成閉合回路，此時該小燈泡的電功率約為________W(保留兩位有效數(shù)字)． (6)根據(jù)實驗測量結果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的平方U2變化的圖象，在圖丁所給出的圖象中可能正確的是________． 解析　(1)由于實驗電路采用的是電流表外接法，故測得的電流會偏大，故計算的小燈泡電阻會偏?。?2)由于燈泡的規(guī)格為“2.5 V　0.6 W”，故額定電流為I＝＝A＝240 mA，故電流表選用量程為0～300 mA的A；滑動變阻器如果選C的話，通過變阻器的電流會大于0.5 A，從而燒壞滑動變阻器，故選D.(3)電流表、電壓表(包括刻度尺、彈簧秤等)最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字，卻是有效數(shù)字不可缺少的組成部分)，則電壓表讀數(shù)為2.40 V．(4)通過小燈泡的電流增大，則小燈泡的溫度升高，在I－U圖線中斜率的倒數(shù)表示小燈泡的電阻，由題圖丙中圖線知小燈泡電阻的阻值隨溫度的升高而增大．(5)在題圖丙中小燈泡的I－U圖線中作出電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω＋7 Ω＝8 Ω的電源的I－U圖線如圖所示，兩圖線的交點坐標為I＝0.184 A，U＝1.54 V，此時該小燈泡的電功率為P＝IU＝0.1821.54 W＝0.28 W．(6)已知I與U的關系圖象，顯然A、B錯誤，則UI與U2的圖象與之形狀相同，故選C. 答案　(1)小于　(2)A　D　(3)2.40 V　(4)增大 (5)0.28(0.26～0.30)　(6)C 4．某研究性學習小組想測量某電源的電動勢E及內(nèi)阻r，實驗室提供的器材有： A．待測電源新、舊兩種 B．一量程為3 V、內(nèi)阻為3 kΩ的電壓表V C．定值電阻R1＝3.0 kΩ D．定值電阻R2＝6.0 kΩ E．定值電阻R3＝9.0 kΩ F．一電阻箱R，阻值范圍為0～9 999.9 Ω G．一只開關S、若干導線 (1)為了有較好的實驗效果，應選擇________(選填“新”或“舊”)電源；能否用多用電表直接測量電源的內(nèi)阻？________(選填“能”或“不能”)． (2)若待測電源電動勢約9 V，內(nèi)阻約2 Ω，允許通過的最大電流為2.5 A，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖，并在圖中標明相關器材的字母符號． (3)某同學根據(jù)記錄的電壓表和電阻箱的多組數(shù)據(jù)，以為縱軸，以為橫軸作出了－圖象，并得到該圖象的斜率為k，縱軸截距為b，則該電源電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.(用k、b表示) (4)因為電壓表的分流作用，則電源電動勢的測量值________真實值，電源內(nèi)阻的測量值________真實值．(選填“大于”、“等于”或“小于”) 解析　(1)由U＝E－Ir可知，電源內(nèi)阻r越大，電路中的電流變化時，路端電壓U變化越大，電壓表示數(shù)變化越明顯，實驗誤差越小，因此用稍舊的電源比全新的電源效果好；多用電表測電源內(nèi)阻，受到電源電動勢的影響，電流不只與內(nèi)阻有關，還與電動勢有關，所以無法準確測量電源內(nèi)阻，甚至可能燒壞多用電表．(2)因為提供的器材中沒有電流表，故要采用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻，但所給電壓表量程太小，所以將電壓表與定值電阻R2串聯(lián)，量程擴大為9 V的電壓表．(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝3U＋r，變形得＝＋，所以以為縱軸，為橫軸作出的－圖象的縱截距為b＝，斜率k＝，解得E＝，r＝.(4)因為電壓表的分流作用，所以有E＝3U＋r，整理得＝＋＋，對比＝＋，可知測量得到的電源電動勢和內(nèi)阻均偏?。? 答案　(1)舊　不能　(2)如圖所示　(2)　　(2)小于　小于 5．圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 Ω擋． (1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接． (2)關于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標號)． A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω. (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為________；若此時B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為________．(結果均保留3位有效數(shù)字) 解析　(1)當B端與“3”連接時，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接．(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項C錯誤．(3)根據(jù)題給條件可知：當B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為量程1 mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω. 當B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120 Ω，兩端電壓為0.12 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4兩端電壓為0.88 V，則R4電阻為880 Ω.(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA.若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11100 Ω＝1.10 kΩ.若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.95 V. 答案　(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA　1.10 kΩ　2.95 V 6．(2018江西南昌二中等聯(lián)考)用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線． A．電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻很大) B．電壓表V2(量程4 V，內(nèi)阻很大) C．電流表A(量程3 A，內(nèi)阻很小) D．滑動變阻器R(最大阻值10 Ω，額定電流4 A) E．小燈泡(2 A,7 W) F．電池組(電動勢E，內(nèi)阻r) G．開關一只，導線若干 實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測理后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減?。? (1)請將設計的實驗電路圖在圖甲中補充完整． (2)每一次操作后，同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個坐標點(I，U1)、(I，U2)，標到U－I坐標系中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結果保留兩位有效數(shù)字) (3)U－I坐標中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為________Ω，電池組的效率為________． 解析　 (1)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實驗中，電壓表測路端電壓，電壓表示數(shù)隨滑動變阻器接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實驗中，電流表測流過小燈泡的電流，小燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減?。挥深}意知，電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)減小，則V1測路端電壓，V2測小燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示． (2)電池組的U－I圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電池組電動勢E＝5.5 V， 電源內(nèi)阻r＝＝Ω＝1.0 Ω. (3)由圖乙所示圖象可知，兩圖線的交點縱坐標即小燈泡電壓UL＝3.5 V，此時電路電流I＝2.0 A， 電源的路端電壓也為3.5 V，則R滑＝0 電池組的效率η＝＝＝＝≈64%. 答案　(1)見解析圖　(2)5.5　10　(3)0.0　64% 7．(2018陜西咸陽市二模)某同學為了較精確地測量某一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室準備了下列器材： A．待測干電池E(電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為1 Ω) B．電流表G(滿偏電流3.0 mA，內(nèi)阻為100 Ω) C．滑動變阻器R1(0～10 Ω，額定電流為2 A) D．滑動變阻器R1(0～10 Ω，額定電流為2 A) E．滑動變阻器R2(0～1 kΩ，額定電流為1 A) F．定值電阻R0(阻值為900 Ω) G．開關一個，導線若干 (1)為了能比較準確地進行測量，同時還要考慮操作的方便，實驗中滑動變阻器應選________． (2)根據(jù)題意在圖甲中畫出該實驗所需要的電路圖． (3)根據(jù)電路圖，將圖乙中實物圖連接起來，組成完整的電路． (4)如圖丙所示，是某同學根據(jù)正確的實驗得到的數(shù)據(jù)作出的圖線，其中，縱坐標I1為電流表G的示數(shù)，橫坐標I2為電流表A的示數(shù)，由圖丙可知，被測干電池的電動勢為________V，內(nèi)電阻為________Ω(保留兩位有效數(shù)字)． 解析　(1)電源電動勢為1.5 V，較小，電源的內(nèi)阻較小，為多測幾組實驗數(shù)據(jù)，方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器，因此滑動變阻器應選D. (2)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表G與定值電阻R0串聯(lián)，改裝成了電壓表，用電流表A測電路電流，滑動變阻器R1串聯(lián)接入電路，實驗電路圖如圖1所示． (3)完整的電路如圖2所示； (4)根據(jù)歐姆定律和呂聯(lián)電路的知識得電源兩端電壓為： U＝I1(900＋100)＝1 000I1， 根據(jù)圖象與縱軸的交點得電動勢為 E＝1.4 mA1 000 Ω＝1.4 V， 與橫軸的交點可得出路端電壓為1.0 V時電流是0.6 A，由閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir可得，電源內(nèi)阻r＝＝≈0.67 Ω. 答案　(1)D　(2)見解析圖　(3)見解析圖 (4)1.4　0.67(0.66～0.68均可) 8．(2018高考物理全真模擬卷一)某學習小組進行精確測量巾阻Rx的阻值的實驗，有下列器材供選用 A．待測電阻R(約300 Ω) B．電壓表V(3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) C．電流表A1(10 mA，內(nèi)阻約10 Ω) D．電流表A2(20 mA，內(nèi)阻約5 Ω) E．滑動變阻器R1(0～20 Ω，額定電流2 A) F．滑動變阻器R2(0～2000 Ω，額炷電流0.5 A) G．直流電源E(3 V，內(nèi)阻約1 Ω) H．開關、導線若干 (1)甲同學根據(jù)以上器材設計成用伏安法測量電阻的電路，并能滿足Rx兩端電壓能從0開始變化進行多次測量．則電流表應選擇________(填“A1”或“A2”)；滑動變阻器應選擇________(填“R1”或“R2”)；并請在虛線框中幫甲同學完成實驗原理電路圖________． (2)乙同學繹過反復思考，利用所給器材設計出了如圖所示的測量電路，具體操作如下： ①按圖連接好實驗電峂，閉合開關S1前調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2的滑片至適當位置； ②閉合開關S1，斷開開關S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2的滑片，使電流表A1的示數(shù)恰好為電流表A2的示數(shù)的一半 ③閉合開關S2并保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù)，分別記為U、I； ④待測電阻的阻值Rx＝________.比較甲、乙兩同學測量電阻Rx的方法，你認為哪種方法更有利于減小系統(tǒng)誤差？答________同學(填“甲”或“乙”)． 解析　根據(jù)通過待測電阻的最大電流選擇電流表，根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，為方便實驗操作選擇最大阻值較小的滑動變阻器，根據(jù)待測電阻與電表內(nèi)阻的關系確定電流表接法，然后作出電路圖．根據(jù)實驗步驟應用歐姆定律求出電阻阻值；根據(jù)實驗步驟與實驗原理分析實驗誤差，然后作出解答． (1)要滿足Rx兩端電壓能從0開始變化進行多次測量，滑動變阻器一定采用分壓式接法，為調(diào)節(jié)的方便，滑動變阻器應選小一些的R1，通過Rx的電流最大值I＝＝10 mA，所以電流表應選A1，因Rx>.是大電阻，故采用電流表內(nèi)接法，電路圖如圖所示； (2)閉合開關S1，斷開開關S2時，當I1＝I2，此時Rx＝r1＋R2；閉合開關S2并保持滑動變阻器R2的滑片的位置不變，讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù)，分別記為U、I，r1＋R2＝所，以Rx＝，甲同學因電壓的測量偏大，所以電阻的測量值偏大，乙同學的沒有誤差，所以乙同學的方法更好． 答案　(1)A1　R1　 (2)③?、芤?