【三維設(shè)計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測28 電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合訓(xùn)練

課時跟蹤檢測(二十八)電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合訓(xùn)練高考?？碱}型：實(shí)驗(yàn)題1(2012·濰坊模擬)某同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1甲所示，讀數(shù)是_ mm；用多用電表“×1”擋測該金屬絲的電阻，如圖乙所示，讀數(shù)是_ 。圖12.在用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖2所示。(1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出IU圖線，由此求得該電阻的阻值Rx_ (保留兩位有效數(shù)字)。(2)畫出“伏安法”測量該電阻的部分電路圖。 圖23某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如圖3所示。圖3讀得直徑d_ mm。(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量及相關(guān)計算得到如下數(shù)據(jù)：電阻R()121.050.023.910.03.1導(dǎo)線直徑d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998導(dǎo)線截面積S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系。_(3)若導(dǎo)線的電阻率5.1×107 ·m，則表中阻值為3.1 的導(dǎo)線長度l_ m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。4(2011·四川高考)為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 V的電壓表A量程為1、內(nèi)阻大約為1 k的電壓表B量程為2、內(nèi)阻大約為2 k的電壓表C量程為3、內(nèi)阻為3 k的電壓表選擇電壓表_串聯(lián)_k的電阻可以改裝成量程為9 V的電壓表。(2)利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖。(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出電壓表示數(shù)為1.50 V時，電阻箱的阻值為15.0 ；電壓表示數(shù)為2.00 V時，電阻箱的阻值為40.0 ，則電源的電動勢E_V、內(nèi)阻r_。5(2013·廣東調(diào)研)2010年廣州亞運(yùn)盛會堪稱是LED綠色照明技術(shù)、節(jié)能照明產(chǎn)品得到全面應(yīng)用的照明科技博覽會。無論是海心沙、廣州塔、廣州中軸線城市景觀照明等重點(diǎn)工程項(xiàng)目，還是亞運(yùn)城、大學(xué)城等數(shù)十個場館和設(shè)施，處處都閃耀著國產(chǎn)LED綠色照明、節(jié)能照明產(chǎn)品的光芒。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約500 左右，電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表A1(量程為0至50 mA，內(nèi)阻RA1約為3 )電流表A2(量程為0至3 mA，內(nèi)阻RA215 )定值電阻R1697 定值電阻R21 985 滑動變阻器R(0至20 )一只電壓表V(量程為0至12 V，內(nèi)阻RV1 k)蓄電池E(電動勢為12 V，內(nèi)阻很小)電鍵S一只(1)在下邊方框中畫出應(yīng)采用的電路圖(2)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達(dá)式Rx_，當(dāng)表達(dá)式中的_(填字母)達(dá)到_，記下另一電表的讀數(shù)帶入表達(dá)式，其結(jié)果為正常工作時電阻。6某電壓表的內(nèi)阻在2050 k之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：待測電壓表V(量程3 V)；電流表A1(量程200 A)；電流表A2(量程5 mA)；電流表A3(量程0.6 A)；滑動變阻器R(最大阻值1 k)；電源E(電動勢4 V)；電鍵K，導(dǎo)線若干。(1)所提供的電流表中，應(yīng)選用_(填寫字母代號)。(2)為了盡量減少誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。試在方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。(其中電源和電鍵及其連線已畫出)圖47(2012·濰坊模擬)為了測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，某同學(xué)設(shè)計了如圖5甲所示的電路。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，同時記錄電阻箱的阻值R，電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I，分別描繪了a、b兩條UI圖線，如圖乙所示。請回答下列問題：圖5(1)寫出流過電阻箱的電流I的表達(dá)式：_；(2)小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是_(選填“a”或“b”)；(3)根據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E_ V，內(nèi)電阻r_ ，該電路中小燈泡消耗的最大功率為_ W。8(2012·深圳模擬)在測定一根粗細(xì)均勻的合金絲Rx的電阻率的實(shí)驗(yàn)中。(1)利用螺旋測微器測定合金絲的直徑，示數(shù)如圖6所示，則可讀得合金絲的直徑為_ mm。 圖6(2)待測合金絲Rx的電阻約為5 。提供的儀器有：A電壓表V(內(nèi)阻約為10 k，量程為3 V)B電流表A1(內(nèi)阻約為3 ，量程為0.6 A)C電流表A2(內(nèi)阻約為0.1 ，量程為3 A)D滑動變阻器R(阻值為05 ，額定電流為2 A)E電源E(電動勢為5 V，內(nèi)電阻為1 )F一個開關(guān)、若干導(dǎo)線要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電流表應(yīng)選_。(選填序號)某同學(xué)根據(jù)以上儀器，按圖7連接實(shí)驗(yàn)線路，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化范圍較窄，現(xiàn)請你用筆在圖乙中畫一條線對電路進(jìn)行修改，使電流表示數(shù)的變化范圍變寬。修改后的電路其測量結(jié)果比真實(shí)值偏_(選填“大”或“小”)。 圖79(2012·南京模擬)某學(xué)習(xí)小組在研究小燈泡燈絲電阻和溫度的關(guān)系時，描繪了一只小燈泡(3.6 V0.3 A)的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)中除紅外測溫儀、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A電源E(電動勢為6.0 V)B電壓表V1(量程為03 V，內(nèi)阻約為2 k)C電壓表V2(量程為05 V，內(nèi)阻約為4 k)D電流表A1(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.2 )E電流表A2(量程為0100 mA，內(nèi)阻約為2 )F滑動變阻器R1(最大阻值10 ，額定電流1 A)G滑動變阻器R2(最大阻值2 k，額定電流100 mA)(1)為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，請你選擇合適的電壓表、電流表和滑動變阻器_(填所選儀器前的字母序號)，并為該小組設(shè)計電路圖，畫在虛線框內(nèi)。(2)根據(jù)正確設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路圖，學(xué)習(xí)小組測得電壓、電流、燈絲溫度，并求得對應(yīng)電阻值，如下表：電壓/V00.200.501.001.502.002.503.003.50電流/A00.0510.1050.1650.2050.2350.2600.2800.300電阻/3.94.86.17.38.59.610.712.0溫度/12.066.1144.1216.3288.3354.4420.4498.5根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在圖8中畫出了小燈泡的伏安特性曲線?，F(xiàn)要知道圖線上P點(diǎn)對應(yīng)的電阻RP，有同學(xué)認(rèn)為可以作出曲線在P點(diǎn)的切線，而RP就等于該切線的斜率的倒數(shù)，這樣做是否正確？答：_。(選填“正確”或“不正確”)圖8(3)請你根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖9中畫出燈絲的電阻值隨溫度變化的關(guān)系圖線。根據(jù)圖中的Rt圖線可知，燈絲的電阻值與溫度的關(guān)系是：_；0 時燈絲的電阻值約為_ (保留兩位有效數(shù)字)。圖9答 案課時跟蹤檢測(二十八) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合訓(xùn)練1解析：螺旋測微器讀數(shù)時，先讀出固定刻度線的分度值，再讀出可動刻度上的分度值，讀數(shù)時應(yīng)估讀到最小刻度的十分之一，即0.001 mm。本題中的讀數(shù)為0.5 mm40.0×0.01 mm0.900 mm；歐姆表測電阻本身就不是很精確，只能近似測出電阻值，所以對其讀數(shù)要求不是很嚴(yán)格，小數(shù)點(diǎn)后保留幾位是沒有多大意義的，到底保留多少，就中學(xué)考試來講，看題目中已知數(shù)據(jù)的位數(shù)而定，但應(yīng)注意“×擋位”，該題中7.0也是可以的。答案：0.90072解析：(1)圖線如圖所示。Rx2.4×103 (2.3×1032.5×103 )(2)因滿足Rx2>RARV，故采用電流表內(nèi)接法。答案：見解析3解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)要嚴(yán)格按步驟讀取，讀數(shù)為(120.0×0.01) mm1.200 mm。(2)由數(shù)據(jù)可得：R與S不成反比，R與S2成反比(或RS2恒量)。(3)根據(jù)電阻定律公式R，所以l m19 m。答案：(1)1.200(2)不滿足，R與S2成反比(或RS2恒量)(3)194解析：電壓表的改裝，須已知待改裝電表的內(nèi)阻，故電壓表選擇；電壓表滿偏時，串聯(lián)電阻兩端電壓為6 V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，串聯(lián)電阻應(yīng)為待改裝電表內(nèi)阻的2倍，即6 k，改裝后電壓表所測電壓為其示數(shù)的3倍，由閉合電路歐姆定律可知，EUr，代入已知數(shù)據(jù)解得：E2.5 V，r10 。實(shí)際電動勢E03E7.5 V。答案：(1) 或C6(2)如圖所示(3)7.5105解析：(1)滑動變阻器比待測電阻阻值小很多，故供電電路采用分壓式；可估算LED燈正常工作時的電流為：I6 mA，故電流表A1不能用來測其電流，要精確測定其電阻就要排除電壓表與電流表內(nèi)阻的分流與分壓，所以不能用電壓表V測其電壓與電流表A2測其電流的比值求電阻。由于電流表A2內(nèi)阻已知，與定值電阻串聯(lián)可當(dāng)做量程為06 V的電壓表與燈泡并聯(lián)測電壓；電壓表V內(nèi)阻已知，可知電流表在干路中測得的電流與電流表A2示數(shù)的差值即為通過燈泡的真實(shí)電流。(2)由于燈泡的額定電壓為3 V，所以當(dāng)I2(R2RA2)3 V，燈泡達(dá)到額定電壓，此時電流的值為：I21.5 mA。答案：(1)如圖所示(2)I21.5 mA6解析：伏安法測電阻需要兩塊表：電壓表和電流表。本題測量的是一個電壓表的內(nèi)阻，和普通定值電阻不同的是，電壓表本身兩端的電壓UV可以通過自身表的示數(shù)讀取，故不再需要其他的電壓表來測其兩端電壓了，故本題只需一個量程合適的電流表與之串聯(lián)測出其電流IV即可。經(jīng)計算，流經(jīng)待測電壓表的最大電流為Imax150 A，考慮安全性及準(zhǔn)確性，電流表應(yīng)選A1。對于本題，因?yàn)榇郎y電阻RV>R(待測電壓表阻值是滑動變阻器最大阻值的20倍以上)，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，滿足題目多測幾組數(shù)據(jù)的要求。答案：(1)A1(2)電路圖如圖所示7解析：(1)首先要明白電路的組成：電源、開關(guān)、電阻箱、燈泡串聯(lián)成閉合回路，電壓表V1測燈泡兩端電壓，電壓表V2測路端電壓。電阻箱兩端電壓為UU2U1，電阻箱阻值為R，所以流過電阻箱的電流I；(2)小燈泡兩端電壓隨電流的增大而增大，所以選圖線b；圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變化的關(guān)系圖線；(3)圖線a與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動勢3.0 V，圖線a的斜率為電源的內(nèi)阻r2.0 ，圖線a、b的交點(diǎn)表示U1U2即電阻箱的阻值為0，此時小燈泡消耗的功率最大，PUI1.0 W。答案：(1)I(2)b(3)3.02.01.08解析：(1)由螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則知該合金絲的直徑0.5 mm10.9×0.01 mm0.609 mm。(2)由于被測電阻約為5 ，電源電動勢為5 V，內(nèi)阻為1 ，則電路中出現(xiàn)的最大電流約為0.8 A，如果選擇量程為3 A的電流表，誤差太大，故電流表應(yīng)選擇量程為0.6 A的。原電路圖中滑動變阻器是限流作用，電路的電流變化范圍小，加一條導(dǎo)線連接，讓滑動變阻器起分壓作用。被測電路中電流變化范圍變大。被測電阻值Rx，由于電壓表分流，故I>I真，即電阻的測量值比真實(shí)值偏小。答案：(1)0.609(0.6070.609均對)(2)B如圖所示小9解析：(1)小燈泡的額定電壓為3.6 V，要描繪其完整的伏安特性曲線，電壓表應(yīng)選“C”；小燈泡的額定電流為0.3 A，故電流表應(yīng)選“D”；要求小燈泡兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，在不超滑動變阻器額定電流的情況下，為操作方便，滑動變阻器應(yīng)選擇阻值較小的“F”。(2)不正確，小燈泡的阻值為非線性關(guān)系，圖中的橫軸表示小燈泡兩端的電壓U，縱軸表示流經(jīng)它的電流I，圖線上P點(diǎn)對應(yīng)的阻值為RP。(3)從作出的Rt圖可知，0 時燈絲的電阻值約為3.7 (3.63.8 都正確)。答案：(1)CDF電路如圖所示(2)不正確(3)如圖所示一次函數(shù)關(guān)系3.710