高考物理二輪專題復習練案：第14講 電學實驗與創(chuàng)新 Word版含解析

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1、 專題五　第14講 限時：40分鐘 1．(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學期模擬)某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。 A．待測電壓表(量程3V，內(nèi)阻約幾千歐) B．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω) C．電池組(電動勢約3V，內(nèi)阻可忽略) D．滑動變阻器R0 E．變阻箱R(0～9999Ω) F．開關和導線若干 (1)圖甲是某同學設計的電路，大家討論后一致認為此電路不可行，你認為原因是__D___； A．R0阻值較小 B．電流表存在內(nèi)阻 C．電壓表無法準確讀數(shù) D．電流表無法準確讀數(shù) (2)同學們改用圖乙電路進行測量，設電阻箱的阻值為R，電壓表的示數(shù)

2、為U，為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應該作　－R___圖線(選“－R”、填“U－R”、U－)； (3)請根據(jù)你選擇的坐標軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標上合適的標度作出相應圖線； R/kΩ 0.6 1.5 2 3 4 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 /kΩ－1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 /V－1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.78 0.88 答案：如圖所示 (4)根據(jù)你所畫出的圖線，求出電源的電動勢E＝__2.8～3.2___V，電壓表內(nèi)阻Rv＝__2.8～

3、3.5___kΩ(保留兩位有效數(shù)字)。 [解析]　(1)設計者認為電壓表測自身的電壓，電流表測流過電壓表的電流，據(jù)RV＝可求出電壓表內(nèi)阻。但圖甲電路閉合開關后，電路中電流太小，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)。故D項是電路不可行的原因。 (2)對乙圖，由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋R，整理得＝＋R，則根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應該作－R圖線。 (3)選擇作－R圖線，描點連線如圖。 (4)據(jù)圖線縱截距可得＝0.34，解得：E＝2.9V 據(jù)圖線斜率可得：＝，解得：RV＝3.0kΩ。 2．(2018·北京市豐臺區(qū)高三下學期模擬)用如圖所示的多用電表進行如下實驗。 (1)將兩表筆的金屬部分分別

4、與被測電阻的兩根引線相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大。為了得到比較準確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按__BC___(填選項前的字母)的順序進行操作，再將兩表筆分別與待測電阻相接，進行測量。 A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置 B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置 C．將兩表筆短接，旋動部件T，對電表進行校準 (2)測量二極管的正向?qū)娮钑r，紅表筆應接二極管的__負極___(填“正極”、“負極”)。 [解析]　(1)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太大，應換小擋進行測量，應將旋轉(zhuǎn)開關K置于“×10”，然后進行歐姆調(diào)零，再測電阻，因此合理實驗步驟是BC。(2)測量二極管

5、正向?qū)娮钑r，應把紅表筆接二極管負極，黑表筆接二極管正極。 3．(2018·海南省高三下學期高考壓軸卷)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω)，實驗室提供如下器材： 電池組E(電動勢3V，內(nèi)阻不計) 電流表A1(量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω) 電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻為2000Ω) 滑動變阻器R1(阻值范圍0～20Ω，額定電流2A) 電阻箱R2(阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A) 開關S、導線若干 要求實驗中盡可能準確地測量Rx的阻值，請回答下面問題： (1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)，改裝成一個量程為3.0V的電壓表，需將電阻箱阻值調(diào)到

6、__8000___Ω； (2)在方框中完整畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標明器材代號； 答案：如圖所示 (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是__8.0___mA，電流表A2的示數(shù)是__150___μA，測得待測電阻Rx的阻值是__191___Ω。(計算結(jié)果保留整數(shù)) [解析]　(1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)組成電壓表；改裝后電壓表量程是3V，則電阻箱阻值R＝＝8000Ω； (2)用電流表A1測量電流，滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法，待測電阻阻值約為200Ω，電流表A1內(nèi)阻約為100Ω，電壓表內(nèi)阻為RV＝

7、8000Ω＋2000Ω＝10000Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，電路圖如圖所示： (3)由圖示可知，電流表A1的示數(shù)為8.0mA，電流表A2的示數(shù)是150μA；根據(jù)歐姆定律可得：Rx＝＝191.1Ω。 4．(2018·北京市海淀區(qū)高三下學期二模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“3.0V，0.5A”，實驗電路如圖所示?，F(xiàn)備有下列器材： A．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω) B．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ) C．滑動變阻器R1(0～5Ω，3.0A) D．滑動變阻器R2(0～100Ω，1.25A) E

8、．電源E(電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計) F．開關S和若干導線 (1)為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應選用__C___(請?zhí)顚戇x項前對應的字母) (2)請根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導線，將圖中的器材連接成完整的實驗電路。(不要改動已連接的導線) 答案：如圖所示 (3)測得通過小燈泡的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)，如下表所示。 組數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 I/A 0 0.09 0.21 0.34 0.40 0.46 0.50 根據(jù)上表中實驗數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標圖上

9、作出該燈泡的I－U圖線。由圖線發(fā)現(xiàn)在電流I增大過程中，小燈泡電阻__變大___(選填“減小”、“不變”或“增大”)。 (4)由I－U圖線可知，小燈泡兩端電壓為2.4V時的實際功率是__1.2___W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (5)滑動變阻器a端與滑片P之間的電阻為RX，滑動變阻器最大阻值為RP，若在該實驗中分別接入滑動變阻器R1、R2，調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，則在額定電壓范圍內(nèi)，U隨變化的圖象可能正確的是__B___。 [解析]　(1)燈泡的電流和電壓從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于測量，滑動變阻器的阻值選小的(滑動變阻器R1(0～5Ω，3.0A))，故選C；

10、 (2)根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導線，將圖中的器材連接成完整的實驗電路為 (3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應點，然后作出圖象如圖所示 該小燈泡的I－U圖線如圖所示，由圖線可知，電阻隨著電流增大而增大； (4)根據(jù)圖可知，燈泡兩端電壓為2.4V時，通過燈泡的電流為0.49A，實際功率是P＝UI＝2.4×0.49W＝1.2W； (5)由圖可得U＝·，若在該實驗中接入滑動變阻器R1調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，≈Rx，整理可得U＝·Rx＝E·； 若在該實驗中接入滑動變阻器R2調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，≈RL，整理可得U＝＝，隨的增大而增大，故ACD錯誤，B正確；故選B。 5．(

11、2018·廣西陸川縣高三下學期二模)小明剛從超市購買一節(jié)干電池，于是他想測定該干電池的電動勢和內(nèi)阻，小明做實驗中，備有下列器材： A．干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于0.5Ω) B．電流表G(滿偏電流1.5mA，內(nèi)阻為10Ω) C．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω) D．滑動變阻器R1(0～20Ω，10A) E．滑動變阻器R2(0～100Ω，1A) F．定值電阻R3＝0.5Ω G．定值電阻R4＝990Ω H．開關、導線若干 (1)為方便且能較準確地進行測量，應選用滑動變阻器__D___(填寫序號)； (2)小明按照自己設計的實驗方案，畫圖處理數(shù)據(jù)，由于是新電池內(nèi)

12、阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙。請在下面所給方框內(nèi)畫出利用本題提供的器材幫助小明改進實驗方案，要求測量誤差盡可能的??； 答案：實驗原理圖如圖所示 (3)某同學根據(jù)他設計的實驗測出了六組I1(電流表G的示數(shù))和I2(電流表A的示數(shù))，請在所給坐標紙上使用適當?shù)臄?shù)據(jù)，做出I1和I2的關系圖線； 序號 1 2 3 4 5 6 I1/mA 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I2/A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 答案：如圖所示： (4)根據(jù)圖線可得，被測電池

13、的電動勢為__1.48(1.47～1.49)___V，內(nèi)阻為__0.30(0.25～0.35均正確)___Ω。 [解析]　(1)為方便實驗操作，滑動變阻器的阻值不能太大，選擇D比較合適。 (2)由于沒有電壓表，給定的電流表G可與定值電阻R4串聯(lián)作電壓表使用；圖象的斜率等于電源的內(nèi)阻，由于是新電池內(nèi)阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙，所以電源串聯(lián)一個電阻作等效內(nèi)阻，實驗電路如圖所示； (3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應點，然后作出I1－I2圖象如圖所示 (4)則由閉合電路歐姆定律可知：I1(R4＋RA)＝E－I2(R＋R3)，變形I1＝E－I2(r＋R3)，由圖可知，圖象與縱坐標的交點為1.48mA，解得E＝1.48V；由圖象可知r＝0.32Ω。