(浙江選考)2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實(shí)驗(yàn)題題型強(qiáng)化 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案
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1、 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn) [選考考點(diǎn)分布] 實(shí)驗(yàn)名稱 考試屬性 歷次選考統(tǒng)計(jì) 必考 加試 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2015/10 9.測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線 √ 18 18 10.探究導(dǎo)體電阻與其影響 因素(包括材料)的關(guān)系 √ 21(2) 18 11.練習(xí)使用多用電表 √ 12.測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 √ 18 18 考點(diǎn)一 電學(xué)基本儀器的使用 1.(20
2、16·紹興市9月選考)在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中 (1)某同學(xué)欲測(cè)量一節(jié)干電池的電壓,下述操作正確的是________(填字母). A.歐姆調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù) B.機(jī)械調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù) C.選擇擋位、機(jī)械調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù) D.選擇擋位、歐姆調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù) (2)該同學(xué)欲測(cè)量如圖1甲所示插座的電壓,則應(yīng)把多用電表的選擇開關(guān)打到如圖乙所示的________位置.(選填A(yù)、B、C、…、Q字母) (3)經(jīng)過正確操作后,電表指針指向如
3、圖丙所示,則插座的電壓為________V. 圖1 答案 見解析 解析 (1)多用電表測(cè)電壓,應(yīng)先機(jī)械調(diào)零,再選擇電壓擋位,還需使電流從紅表筆流入多用電表,從黑表筆流出,所以應(yīng)選擇B. (2)插座電壓大約為220 V,且是交流電,所以多用電表選擇開關(guān)應(yīng)打到交流250 V,即應(yīng)打到圖乙所示的H位置. (3)根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則,電壓表示數(shù),即插座電壓應(yīng)為200 V. 2.(2015·浙江理綜·22)圖2甲是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖. 圖2 (1)根據(jù)圖甲畫出實(shí)驗(yàn)電路圖; (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙
4、中的①、②、③、④所示,電流表量程為0.6 A,電壓表量程為3 V.所示讀數(shù)為:①________、②________、③________、④__________.兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________. 答案 (1)見解析圖 (2)①0.10 A?、?.24 A?、?.00 V ④0.27 V 8.3 Ω(8.3±0.1 Ω均可) 2.7 Ω(2.7±0.1 Ω均可)[如填為2.7 Ω(2.7±0.1 Ω均可) 8.3 Ω(8.3±0.1 Ω均可)也行] 解析 (1)電路圖如圖所示. (2)電流表量程為0.6 A時(shí),最小刻度為0.02 A,讀數(shù)讀到小數(shù)點(diǎn)后兩
5、位,所以①表示數(shù)為0.10 A,②表示數(shù)為0.24 A;電壓表量程為3 V,最小刻度為0.1 V,應(yīng)估讀到0.01 V,所以③表示數(shù)為2.00 V,④表示數(shù)為0.27 V,根據(jù)歐姆定律R1==≈8.3 Ω,R2== Ω=2.7 Ω. 3.某實(shí)驗(yàn)小組在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中: 圖3 (1)用多用電表測(cè)量某一電學(xué)元件,多用電表的選擇開關(guān)旋至如圖3所示位置.操作正確,表盤指針如圖4所示,則該電學(xué)元件阻值為________ Ω. 圖4 (2)該電學(xué)元件可能是________. A.一個(gè)阻值未知的電阻 B.“220 V,100 W”的白熾燈 答案 (1)3 000 (2)A
6、 解析 (1)根據(jù)指針?biāo)肝恢眉斑x擇開關(guān)所選擋位,可得該電學(xué)元件的阻值為30×100 Ω=3 000 Ω. (2)根據(jù)R=可以計(jì)算出選項(xiàng)B白熾燈在正常工作時(shí)的電阻為484 Ω,用多用電表測(cè)電阻時(shí),燈絲的溫度低,電阻小于額定功率下的電阻,選項(xiàng)A正確. 1.三種電表的對(duì)比 儀器 極性 量程選擇 讀數(shù) 電流表 電流由電表的正接線柱流入,負(fù)接線柱流出 使指針指在比滿偏刻度多的位置 若最小分度為1、0.1、0.01等,需要估讀到最小分度的下一位;如果最小分度不是1、0.1、0.01等,只需要讀到最小分度位即可 電壓表 歐姆表 黑表筆接內(nèi)部電源正極 使指針盡量指在表盤的中
7、間位置左右 讀數(shù)并乘以相應(yīng)擋位的倍率 2.多用電表的使用規(guī)范 (1)使用多用電表的“五步”法 ①選倍率,一般要選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率,如估計(jì)值為200 Ω就應(yīng)該選×10的倍率; ②進(jìn)行歐姆調(diào)零; ③將紅、黑表筆接在被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量; ④將指針示數(shù)乘以倍率,得測(cè)量值; ⑤測(cè)量結(jié)束后,將選擇開關(guān)扳到OFF擋或交流電壓最高擋. (2)多用電表的使用“三注意” ①電流的流向: 由于使用多用電表時(shí)不管測(cè)量項(xiàng)目是什么,電流都要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,所以使用歐姆擋時(shí),多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆,負(fù)極接的是紅表筆.
8、 ②要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)” “機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕. ③選倍率: 測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷唬捎跉W姆擋刻度的非線性,使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差.通常只使用表盤中間一段刻度范圍,指針偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測(cè)量的有效范圍. 若出現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小(即指針?biāo)傅目潭戎颠^大),應(yīng)換用大倍率擋,反之要換用小倍率擋,且換擋后必須進(jìn)行歐姆調(diào)零. 考點(diǎn)二 電阻測(cè)量類實(shí)驗(yàn) 1.(2017·浙江4月選考·18)小明用電學(xué)方法測(cè)
9、量電線的長度.首先,小明測(cè)得電線銅芯的直徑為1.00 mm,估計(jì)其長度不超過50 m(已知銅的電阻率為1.75×10-8 Ω·m). 現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材:①量程為3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ的電壓表;②量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 Ω的電流表;③阻值為0~20 Ω的滑動(dòng)變阻器;④內(nèi)阻可忽略、輸出電壓為3 V的電源;⑤阻值為R0=4.30 Ω的定值電阻,開關(guān)和導(dǎo)線若干. 小明采用伏安法測(cè)量電線電阻,正確連接電路后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電流表的示數(shù)從0開始增加,當(dāng)示數(shù)為0.50 A時(shí),電壓表示數(shù)如圖5所示,讀數(shù)為______ V.根據(jù)小明測(cè)量的信息,圖6中P點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”“接b
10、”“接c”或“不接”),Q點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”).小明測(cè)得的電線長度為______ m. 圖5 圖6 答案 2.50 接b 接a 31.4 解析 量程為3 V,所以得估讀,即讀數(shù)為2.50 V;根據(jù)題意知本題的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示: 根據(jù)Rx+R0=,Rx=ρ,S=,聯(lián)立可得L≈31.4 m. 2.(2016·浙江10月學(xué)考·18)做“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn),要求采用分壓電路,電流表外接.小王的連線如圖7甲所示,閉合開關(guān)S前請(qǐng)老師檢查,老師指出圖中標(biāo)示的①、②兩根連線有一處錯(cuò)誤,錯(cuò)誤連線是________(填“①”或“
11、②”);圖中標(biāo)示的③、④和⑤三根連線有一處錯(cuò)誤,錯(cuò)誤連線是________(填“③”“④”或“⑤”).小王正確連線后,閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片C移到________處(填“A”或“B”).閉合開關(guān)S,此時(shí)電壓表讀數(shù)為________V.緩慢移動(dòng)滑片C至某一位置時(shí),電流表指針如圖乙所示,電流表的示數(shù)為________A. 圖7 答案 ①?、堋 0 0.32 解析 因本實(shí)驗(yàn)要求采用分壓電路、電流表外接,所以①、④兩根導(dǎo)線有問題. 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)儀器的正常使用,需要將C移到最左端,即A處,開關(guān)閉合后,電壓表讀數(shù)為0 V. 圖乙中電流表的讀數(shù)為0.32 A(不需要估讀
12、). 3.(2016·浙江4月選考·18)在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡額定電壓為2.5 V、電流為0.3 A. 圖8 (1)部分連線的實(shí)物圖如圖8甲所示,請(qǐng)?jiān)趫D中完成實(shí)物連接圖. (2)某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.18 A時(shí),電壓表的指針如圖乙所示,則電壓為_______ V,此時(shí)小燈泡的功率是________ W. (3)正確測(cè)量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的________(填字母). A B C D 答案 (1)見解析圖 (2)1.50 0.27 (3)C 解析 (1)如圖所示. (2)電壓表的
13、示數(shù)為1.50 V;功率P=UI=0.27 W. (3)溫度變高,電阻率變大,所以答案為C. 4.(2017·浙江余姚中學(xué)高三上期中)小明同學(xué)利用圖9所示器材探究電路規(guī)律: 圖9 (1)斷開開關(guān)S,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋,此時(shí)讀數(shù)為20 Ω,此時(shí)測(cè)得的是____的阻值; (2)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)指向直流電流擋,閉合開關(guān)S,將滑片從最左端緩慢移動(dòng)到最右端,發(fā)現(xiàn)該過程中讀數(shù)最大為320 mA,則移動(dòng)過程中讀數(shù)變化情況是( ) A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 (3)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)指向直流電壓擋,閉合開關(guān)S后移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)該過程中電壓表讀
14、數(shù)最大為1.2 V,結(jié)合前兩問條件可知,該電源電動(dòng)勢(shì)為____ V(結(jié)果保留兩位小數(shù)). 答案 (1)R2 (2)A (3)1.48 解析 (1)斷開開關(guān)S,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋,由題圖知,此時(shí)歐姆擋測(cè)量的是R2的電阻. (2)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)指向直流電流擋,閉合開關(guān)S,將滑片從最左端緩慢移動(dòng)到最右端的過程中,變阻器滑片兩側(cè)的電阻并聯(lián),總電阻先增大后減小,則總電流先減小后增大,滑片從最左端移至中點(diǎn)的過程中,變阻器并聯(lián)電阻增大,并聯(lián)電壓增大,而滑片右側(cè)電阻減小,所以直流電流擋的讀數(shù)增大,滑片從中點(diǎn)移至最右端的過程中,電路的總電流增大,通過變阻器左側(cè)電阻的電流減小,所以直流電流擋的讀數(shù)
15、增大,故A正確. (3)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)指向直流電流擋,閉合開關(guān)S,讀數(shù)最大時(shí),由閉合電路歐姆定律得: E=Imax(R1+r)=0.32(R1+r) ① 將旋轉(zhuǎn)開關(guān)指向直流電壓擋,讀數(shù)最大時(shí),由閉合電路歐姆定律得: E=(R2+R1+r)=×(20+R1+r)=0.06(20+R1+r) ② 聯(lián)立①②解得E≈1.48 V. 5.在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,為了探究3根材料未知、橫截面積均為S=0.20 mm2的金屬絲a、b、c的電阻率,采用如圖10所示的實(shí)驗(yàn)電路.M為金屬絲c的左端點(diǎn),O為金屬絲a的右端點(diǎn),P是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn).
16、在實(shí)驗(yàn)過程中,電流表讀數(shù)始終為I=1.25 A,電壓表讀數(shù)U隨OP間的距離x的變化如下表: 圖10 x/mm 600 700 800 900 1 000 1 200 1 400 U/V 3.95 4.50 5.10 5.90 6.50 6.65 6.82 x/mm 1 600 1 800 2 000 2 100 2 200 2 300 2 400 U/V 6.93 7.02 7.15 7.85 8.50 9.05 9.75 (1)繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線; (2)求出金屬絲的電阻率ρ,并進(jìn)行比較.
17、答案 見解析 解析 (1)以O(shè)P間距離x為橫軸,以電壓表讀數(shù)U 為縱軸,描點(diǎn)、連線繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線. (2)根據(jù)電阻定律R=ρ可得ρ=R·=·. ρa(bǔ)= Ω·m=1.02×10-6 Ω·m ρb= Ω·m=1.04×10-7 Ω·m ρc= Ω·m=1.04×10-6 Ω·m 通過計(jì)算可知,金屬絲a與c電阻率接近,遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率. 6.小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣,于是用伏安法測(cè)量其電阻值. (1)圖11甲是部分連接好的實(shí)物電路圖,請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫出. 圖11 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2
18、B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上,如圖乙所示.在圖中,由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“×”)表示的. (3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn),在圖上用作圖法作圖,并求出這段鉛筆芯的電阻為________ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)見解析圖甲 (2)× (3)見解析圖乙 用“×”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí),電阻為1.2 Ω(1.1~1.3 Ω均可),用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí),電阻為1.6 Ω(1.5~1.7 Ω均可) 解析 (1)連線如圖甲所示. 甲 乙 (2)U-I圖象如圖乙所示,U-I圖象的斜率反映了電阻的大小,而用電流表內(nèi)接法
19、時(shí)測(cè)得的電阻偏大,外接法時(shí)測(cè)得的電阻偏小,所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“×”表示的.
(3)在U-I圖象上,選用外接法所得的“×”連線,則R==1.2 Ω,選用內(nèi)接法所得的“○”連線,則R==1.6 Ω.
1.電流表內(nèi)接法與外接法的比較
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路圖
誤差
原因
電流表分壓
U測(cè)=Ux+UA
電壓表分流
I測(cè)=Ix+I(xiàn)V
電阻
測(cè)量值
R測(cè)==Rx+RA>Rx
測(cè)量值大于真實(shí)值
R測(cè)== 20、
分壓式接法
兩種接法的電路圖
負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍(不計(jì)電源內(nèi)阻)
≤U≤E
0≤U≤E
負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍(不計(jì)電源內(nèi)阻)
≤I≤
0≤I≤
3.滑動(dòng)變阻器兩種接法的適用條件
(1)限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小).
(2)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大).
考點(diǎn)三 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量
1.(2017·浙江11月選考·18)小明同學(xué)在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí),為防止電流過大而損壞器材,電路中加了一個(gè)保護(hù)電阻R0,根據(jù)如圖12所示 21、電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),
圖12
(1)電流表量程應(yīng)選擇_____(填“0.6 A”或“3 A”),保護(hù)電阻應(yīng)選用______(填“A”或“B”).
A.定值電阻(阻值10.0 Ω,額定功率10 W)
B.定值電阻(阻值2.0 Ω,額定功率5 W)
(2)在一次測(cè)量中電壓表的指針位置如圖13所示,則此時(shí)的電壓為________ V.
圖13
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的5組數(shù)據(jù)所畫出的U-I圖線如圖14所示.則干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____ V,內(nèi)阻r=________ Ω(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位).
圖14
答案 (1)0.6 A B (2)1.20±0.01 (3)1.45±0.0 22、1 0.50±0.05
解析 (3)保護(hù)電阻可以看作電源內(nèi)阻一部分,所以通過題圖圖象可知E=1.45 V,r+R0= Ω=2.50 Ω,所以內(nèi)阻r=0.50 Ω.
2.(2015·浙江10月選考·18)某實(shí)驗(yàn)小組做“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖15所示:
圖15
(1)電流表示數(shù)如圖16所示,則電流為________ A.
圖16
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得U-I圖象如圖17所示,則電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω.
圖17
答案 (1)0.25 (2)1.43(1.42~1.44均可)
0.75(0.72~0.78均可)
解析 23、 (1)由圖可知,電流表示數(shù)約為0.25 A.
(2)U-I圖象中,直線與U坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值表示電動(dòng)勢(shì),內(nèi)電阻r=||.由圖可知電動(dòng)勢(shì)E=1.43 V.r=||=|| Ω≈0.75 Ω.
3.(2017·金華市義烏模擬)為了測(cè)量一電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①圖18a為連接好的實(shí)物圖,將滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端,正確使用電阻箱并調(diào)節(jié)電阻箱旋鈕至圖c所示位置;
②閉合開關(guān),保持電阻箱讀數(shù)不變,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄電壓表和電流表的讀數(shù),并重復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得多組數(shù)據(jù);
③斷開開關(guān),拆除線路,整理器材;
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.
回答下列問題:
(1)根據(jù)實(shí)物 24、圖a,請(qǐng)你用正確符號(hào)在圖b虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)根據(jù)圖c,讀出電阻箱接入電路的阻值大小為______ Ω;
(3)根據(jù)電壓表和電流表的讀數(shù),建立U-I坐標(biāo)系,描出相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),如圖d;請(qǐng)你繪出U-I圖象,根據(jù)圖象,求出該電池組的電動(dòng)勢(shì)E=______V和內(nèi)阻r=______ Ω.
c
d
圖18
答案 (1)見解析圖甲 (2)2.5 Ω (3)見解析圖乙 3.00 3.75
解析 (1)把實(shí)物轉(zhuǎn)換成電路符號(hào),畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示;
(2)此時(shí)接入電路的阻值為0×1 000 Ω+0×100 Ω+0×10 Ω+2×1 Ω+5×0.1 Ω=2.5 Ω 25、
(3)作出U隨I變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,U-I圖象的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值等于電源的等效內(nèi)阻,由圖象可知,電池組的電動(dòng)勢(shì)為E=3.00 V,內(nèi)阻為r=||-R=6.25 Ω-2.5 Ω=3.75 Ω.
4.(2017·浙江“七彩陽光”聯(lián)考)做“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn).
(1)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)電路如圖19所示,閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移,兩表的示數(shù)變化是________(填字母)
圖19
A.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小
B.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)不變
C.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)不變
D.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)增大
(2)他將錯(cuò) 26、誤改正后,繼續(xù)操作,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,請(qǐng)?jiān)趫D20的方格紙上畫出電源的U-I圖線.
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
I/A
0.24
0.40
0.62
0.64
1.00
1.14
U/V
2.74
2.64
2.48
2.36
2.20
2.10
圖20
(3)利用圖線可求出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為______、______(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).
答案 (1)D (2)如圖所示 (3)2.9 V 0.69 Ω
1.實(shí)驗(yàn)電路(如圖21所示)
圖21
2.實(shí)驗(yàn)原理:閉合電路歐姆定律.
E=U+I(xiàn)r
3.用作 27、圖法處理數(shù)據(jù),如圖22所示.
圖22
①圖線與縱軸交點(diǎn)為E;
②圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=;
③圖線的斜率表示r=||.
專題強(qiáng)化練
(限時(shí):30分鐘)
1.(2017·浙江“七彩陽光”聯(lián)考)某同學(xué)為了測(cè)量某燈泡內(nèi)阻,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)首先用多用電表進(jìn)行粗測(cè):
①如圖1所示,下列操作步驟正確的是( )
圖1
A.甲圖,機(jī)械調(diào)零過程中,紅黑表筆短接
B.乙圖,對(duì)燈泡電阻進(jìn)行測(cè)量
C.丙圖,利用所示旋鈕進(jìn)行歐姆調(diào)零
D.丁圖,實(shí)驗(yàn)完成后,擋位調(diào)至所示位置
②選擇×10 Ω擋位,在正確的操作步驟下,測(cè)量燈泡電阻,測(cè)量結(jié)果如圖2所示,燈泡的電阻為_____ 28、___ Ω.
圖2
(2)請(qǐng)?jiān)谝韵滤膫€(gè)圖中選擇正確的電路圖用以研究小燈泡伏安特性曲線的規(guī)律( )
答案 (1)①C?、?4 (2)C
2.某實(shí)驗(yàn)小組正在測(cè)定一節(jié)新型電池的電動(dòng)勢(shì)(約為3 V)和內(nèi)阻,現(xiàn)要選取一個(gè)定值電阻R0當(dāng)作保護(hù)電阻.
(1)首先為了準(zhǔn)確測(cè)量定值電阻R0的阻值,在操作臺(tái)上準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材:
A.電壓表V(量程3 V,電阻約為4 kΩ)
B.電流表A1(量程1 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
C.電流表A2(量程3 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
D.定值電阻R0(阻值約為3 Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R(0~10 Ω)
F.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
圖3
29、
根據(jù)上述器材,在測(cè)量R0阻值時(shí)應(yīng)選擇電流表______(填序號(hào)),其實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖3中的________(填字母),經(jīng)測(cè)量定值電阻R0阻值為2.8 Ω.
(2)之后為了測(cè)量該新型電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),在圖4甲中將連線補(bǔ)充完整.
根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄作出U-I圖線如圖乙所示,可以求出待測(cè)新型電池的內(nèi)阻為________ Ω,電動(dòng)勢(shì)為______ V(保留兩位有效數(shù)字).
圖4
答案 (1)B A
(2)如圖所示 0.95 2.9
解析 (1)測(cè)R0時(shí),電路的最大電流:Im== A≈1.1 A,所以,電流表選B;通過比較電阻與電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻的關(guān)系,選電流表外接法 30、,故選A電路.
(2)由U-I圖線可得:E=2.5+0.1(r+R0),
E=1+0.5(r+R0),解得r=0.95 Ω,E≈2.9 V.
3.(2017·湖州市高二上期末)小王同學(xué)測(cè)量?jī)晒?jié)串聯(lián)干電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,其連接的部分實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5甲所示.
甲
乙
丙
圖5
(1)請(qǐng)用細(xì)線代替導(dǎo)線,在圖甲中完成實(shí)物連接.
(2)連接好電路,小王檢查無誤后,閉合開關(guān),開始實(shí)驗(yàn).電壓表指針如圖乙所示,讀數(shù)為____ V.
(3)小王在如圖丙中已描繪各點(diǎn),請(qǐng)作出電源的U-I圖線.
(4)根據(jù)所作的U-I圖象,可得兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)為E= ______ V,總內(nèi)阻r 31、= ______ Ω.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
答案 見解析
解析 (1)要測(cè)量?jī)晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器限流接法,同時(shí)電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,故實(shí)物圖如圖甲所示;
(2)電壓表量程為3.0 V,則指針示數(shù)為1.80 V;
(3)U-I圖線如圖乙所示;
(4)根據(jù)圖象可得,兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E=3.00 V,內(nèi)阻r= Ω≈4.35 Ω.
4.(2017·溫州市十校高三期末)(1)小明同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,為了更準(zhǔn)確選取電壓表和電流表的合適量程,決定先用多用電表測(cè)量小燈泡的阻值.小明同學(xué)按正確步驟測(cè)量,發(fā)現(xiàn)兩表筆剛接觸小燈泡的測(cè)量端的開始 32、一段時(shí)間,指針讀數(shù)不斷增大.你認(rèn)為可能的原因是:__________________.歐姆擋置于“×1”, 穩(wěn)定后指針指在如圖6所示位置,則此時(shí)小燈泡阻值的測(cè)量值為________ Ω.
圖6
(2)下列實(shí)驗(yàn)電路圖中,不可以用來測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的是( )
可以得到多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(一般5個(gè)以上),能用圖象法處理數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)電路圖是( )
(3)A、B兩端接入電路,向右移動(dòng)滑片可以增大電路中電流的接法是( )
答案 (1)小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大 28(27~29均可) (2)B AC (3)ACD
解析 (1)由于小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大,所以通 33、電后隨著溫度的升高,用多用電表測(cè)出的電阻一定越來越大;由圖可知,指針示數(shù)為28,故讀數(shù)為28×1 Ω=28 Ω;
(2)A圖可以測(cè)出路端電壓和干路電流,則可以根據(jù)U=E-Ir求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;B圖中只有電壓表能讀出路端電壓,但滑動(dòng)變阻器無法準(zhǔn)確讀出示數(shù),故無法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;C圖中利用電阻箱和電流表串聯(lián),則根據(jù)I=可求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;D圖中分別接入兩定值電阻并測(cè)量路端電壓,則根據(jù)閉合電路歐姆定律列式即可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
由以上分析可知,能求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的為A、C、D,A、C中通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱可以測(cè)出多組不同的數(shù)據(jù),從而可以利用圖象法分析處理數(shù)據(jù);而D中只能得出一組數(shù)據(jù),不 34、能畫出圖象進(jìn)行分析,故選A、C.
5.某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5 Ω的電阻的阻值Rx.
(1)現(xiàn)有電源(4 V,內(nèi)阻可不計(jì)),開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及下列電表
A.電流表(0~3 A,內(nèi)阻約0.025 Ω)
B.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω)
C.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
D.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
E.滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω,額定電流1 A)
F.滑動(dòng)變阻器(0~100 Ω,額定電流1 A)
為減小測(cè)量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器選用________(選填器材前的字母 35、);實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖7中的________(選填“甲”或“乙”)
圖7
(2)圖8是測(cè)量Rx實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線.請(qǐng)你根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線.
圖8
(3)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是______(選填選項(xiàng)前的字母);若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是________.(選填選項(xiàng)前的字母)
A.電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值
B.電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值
C.電壓表測(cè)量值小于兩端Rx的電壓值
D.電壓表測(cè)量值大于兩端Rx的電壓值
答案 (1)B C E 甲 (2)見解析圖 (3)B 36、 D
解析 (1)由于電源電動(dòng)勢(shì)為4 V,所以電壓表應(yīng)選C;
根據(jù)歐姆定律可知,通過待測(cè)電阻的最大電流為:
Im== A=0.6 A,所以電流表應(yīng)選B;
根據(jù)閉合電路歐姆定律,電路中需要的最大電阻為:
Rmax== Ω=20 Ω,
所以滑動(dòng)變阻器可以采用限流式接法,變阻器應(yīng)選E;
由于待測(cè)電阻滿足>,所以電流表應(yīng)用外接法,即電路圖應(yīng)是“限流外接”,所以應(yīng)采用圖甲電路.
(2)實(shí)物連線圖如圖所示:
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律可知,采用甲電路時(shí)由于電壓表的分流作用,導(dǎo)致電流表的測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流,所以產(chǎn)生誤差的主要原因是B;
若采用乙電路,由于電流表的分壓 37、作用,導(dǎo)致電壓表的測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值,所以造成誤差的主要原因是D.
6.(2017·寧波市九校高二上期末)為測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,甲、乙兩位同學(xué)分別進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)和操作:
(1)甲同學(xué)用多用電表的電壓擋和電阻擋測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,在測(cè)量電動(dòng)勢(shì)時(shí)指針和量程如圖9所示,則測(cè)得電動(dòng)勢(shì)讀數(shù)為________V.
圖9
(2)乙同學(xué)提出甲同學(xué)直接用多用電表測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)只是粗測(cè),而且不能直接用多用電表電阻擋測(cè)量干電池的內(nèi)電阻,為了更準(zhǔn)確地測(cè)出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖10所示的電路圖,則從圖11中選擇所需的器材為________(填字母).通過數(shù)據(jù)的測(cè) 38、量,在如圖12所示的U-I圖中描出了7組數(shù)據(jù),則所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)E=__________ V,內(nèi)電阻r=__________Ω(結(jié)果均保留兩位小數(shù)).
圖10
圖11
圖12
答案 (1)1.45 (2)BCDEGH 1.50(1.48~1.52都正確) 0.50(0.48~0.52都正確)
解析 (1)由圖可知,電壓表量程為2.5 V,則最小分度為0.05 V,則可知指針?biāo)咀x數(shù)為1.45 V;
(2)由給出的電路圖可知,該同學(xué)選用了電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表以及滑動(dòng)變阻器進(jìn)行的測(cè)量,故為BCDEGH;
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,U=E-Ir,圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì),故E=1.50 V,圖象的斜率絕對(duì)值表示內(nèi)電阻,故r=||= Ω=0.50 Ω.
24
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