高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題14 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

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1 專題限時(shí)集訓(xùn) 十四 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 建議用時(shí) 40 分鐘 1 8 分 2016 長沙一模 如圖 21 所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖 其中電流 表的滿偏電流為 300 A 內(nèi)阻 rg 100 調(diào)零電阻最大阻值 R 50 k 串聯(lián)的固定 電阻 R0 50 電池電動(dòng)勢 E 1 5 V 用它測量電阻 Rx 能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是 圖 21 A 30 80 k B 3 8 k C 300 800 k D 3 000 8 000 k B 多用電表指針滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻為 R 內(nèi) 5 k 當(dāng) Rx R 內(nèi) 時(shí)表針指在中央 EIg 多用電表指針在表盤中央附近時(shí)誤差較小 所以其測量范圍是 3 8 k 故本題答案為 B 2 8 分 2016 遼寧模擬 一直流電壓表 量程為 1 V 內(nèi)阻為 1 000 現(xiàn)將一阻 值為 5 000 7 000 之間的固定電阻 R1與此電壓表串聯(lián) 以擴(kuò)大電壓表的量程 為求得 擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值 再給定一直流電源 電動(dòng)勢 E 為 6 7 V 內(nèi)阻可忽略不計(jì) 一阻值 R2 2 000 的固定電阻 兩個(gè)單刀開關(guān) S1 S 2及若干導(dǎo)線 1 為達(dá)到上述目的 將電路圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖 圖 22 2 連線完成以后 當(dāng) S1與 S2均閉合時(shí) 電壓表的示數(shù)為 0 90 V 當(dāng) S1閉合 S 2斷開 時(shí) 電壓表的示數(shù)為 0 70 V 由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V 電源電 動(dòng)勢為 V 解析 在測量時(shí) 一次將改裝電壓表接在電源上 一次將改裝電壓表與定值電阻 2 串聯(lián)后接在電源上 分別根據(jù)閉合電路的歐姆定律列式 聯(lián)立方程組求出改裝電壓表的內(nèi) 阻 兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí) E RV 當(dāng) S1閉合 S 2斷開時(shí) E RV R2 U11 000 U21 000 聯(lián)立得 RV 7 000 E 6 3 V 改裝電壓表的量程為 7 000 V 7 V 11 000 答案 1 電路如圖所示 2 7 6 3 3 8 分 2015 邢臺(tái)四模 在 測定金屬絲的電阻率 的實(shí)驗(yàn)中 待測金屬絲的電阻 Rx約為 3 實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材 A 電壓表 V 量程 3 V 內(nèi)阻約為 3 k B 電流表 A 量程 0 6 A 內(nèi)阻約為 1 C 滑動(dòng)變阻器 R 0 10 額定電流 0 5 A D 電源 E 電動(dòng)勢為 3 V 內(nèi)阻約為 0 3 E 開關(guān) S 導(dǎo)線若干 甲 乙 丙 丁 圖 23 1 為減小實(shí)驗(yàn)誤差 應(yīng)選用圖 23 中 選填 甲 或 乙 為該實(shí)驗(yàn)的電路 原理圖 2 現(xiàn)用刻度尺測得金屬絲長度為 60 00 cm 用螺旋測微器測得其直徑示數(shù)如圖 23 丙 則直徑為 mm 圖丁為兩電表的示數(shù) 則該金屬絲的電阻率為 m 結(jié)果保 留 3 位有效數(shù)字 3 解析 1 因 1 000 3 RVRx 3 0003 RxRA 31 則有 電流表應(yīng)選擇外接法 因此實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選乙 RVRxRxRA 2 螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為 0 5 mm 可動(dòng)刻度讀數(shù)為 0 01 10 8 mm 0 108 mm 所以最終讀數(shù)為 0 608 mm 由圖示電壓表可知 其量程為 3 V 分度值為 0 1 V 示數(shù)為 1 20 V 由圖示電流表 可知 其量程為 0 6 A 分度值為 0 02 A 示數(shù)為 0 50 A 電阻阻值 Rx UI 1 200 50 2 4 由 Rx 可知 電阻率 LS RxSL m 1 16 10 6 m 2 4 3 14 12 0 608 10 3 2 0 6 答案 1 乙 2 0 608 0 606 0 609 均正確 1 16 10 6 1 15 10 6 1 17 10 6 均正確 4 8 分 某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變 其電阻率也要發(fā)生變化 這種由于 外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為 壓阻效應(yīng) 現(xiàn)用如圖 24 所示的電路研 究某長薄板電阻 Rx的壓阻效應(yīng) 已知 Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐 實(shí)驗(yàn)室中有下列 器材 A 電源 E 3 V 內(nèi)阻約為 1 B 電流表 A1 0 6 A 內(nèi)阻 r1 5 C 電流表 A2 0 6 A 內(nèi)阻 r2約為 1 D 開關(guān) S 定值電阻 R0 1 為了比較準(zhǔn)確測量電阻 Rx 請(qǐng)完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì) 圖 24 2 在電阻 Rx上加一個(gè)豎直向下的力 F 設(shè)豎直向下為正方向 閉合開關(guān) S 記下電表 讀數(shù) A 1讀數(shù)為 I1 A 2讀數(shù)為 I2 得 Rx 用字母表示 3 改變力的大小 得到不同的 Rx值 然后讓力反向從下向上擠壓電阻 并改變力的 大小 得到不同的 Rx值 最后繪成圖象如圖 25 所示 除觀察到電阻 Rx的阻值隨壓力 F 增 4 大而均勻減小外 還可得到的結(jié)論是 當(dāng) F 豎直向下時(shí)可得 Rx與其所受 壓力 F 的數(shù)值關(guān)系是 Rx 圖 25 解析 1 測電阻阻值需要測出電阻兩端電壓與通過電阻的電流 所給實(shí)驗(yàn)器材沒 有電壓表 可以用已知內(nèi)阻的電流表與待測電阻并聯(lián) 測出電阻兩端電壓 另一個(gè)電流表 串聯(lián)在電路中測電路電流 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 2 電阻兩端電壓 U I1r1 通過電阻的電流 I I2 I1 電阻阻值 Rx UI I1r1I2 I1 3 由題圖所示圖象可知 圖象具有對(duì)稱性 當(dāng)正反向壓力大小相等時(shí) 對(duì)應(yīng)的電阻阻 值相等 由圖象可知 電阻與壓力是一次函數(shù)關(guān)系 設(shè)為 Rx R0 kF 由圖象可知 R0 16 把 Rx 14 F 1 N 代入關(guān)系式解得 k 2 則關(guān)系式 為 Rx 16 2 F 答案 見解析 5 8 分 二極管是一種半導(dǎo)體元件 它的符號(hào)為 其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ?性 電流從正極流入時(shí)電阻比較小 而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大 1 某課外興趣小組想要描繪某種晶體二極管的伏安特性曲線 因二極管外殼所印的標(biāo) 識(shí)模糊 為判斷該二極管的正 負(fù)極 他們用多用電表電阻擋測二極管的正 反向電 阻 其步驟是 將選擇開關(guān)旋至合適倍率 進(jìn)行歐姆調(diào)零 將黑表筆接觸二極管的左端 紅表筆接觸右端時(shí) 指針偏角比較小 然后將紅 黑表筆位置對(duì)調(diào)后再進(jìn)行測量 指針偏 角比較大 由此判斷 選填 左 或 右 端為二極管的正極 2 廠家提供的伏安特性曲線如圖 26 為了驗(yàn)證廠家提供的數(shù)據(jù) 該小組對(duì)加正向電 5 壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了描繪 可選用的器材有 圖 26 A 直流電源 E 電動(dòng)勢 3 V 內(nèi)阻忽略不計(jì) B 滑動(dòng)變阻器 R 0 20 C 電壓表 V1 量程 5 V 內(nèi)阻約 50 k D 電壓表 V2 量程 3 V 內(nèi)阻約 20 k E 電流表 A 量程 0 6 A 內(nèi)阻約 0 5 F 電流表 mA 量程 50 mA 內(nèi)阻約 5 G 待測二極管 D H 單刀單擲開關(guān) S 導(dǎo)線若干 為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度 電壓表應(yīng)選用 電流表應(yīng)選用 填序號(hào) 字母 3 為了達(dá)到測量目的 請(qǐng)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖 4 為了保護(hù)二極管 正向電流不要超過 25 mA 請(qǐng)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或操作提出一條 合理的建議 導(dǎo)學(xué)號(hào) 37162082 解析 1 歐姆表內(nèi)部有電源 電源正極接在負(fù)接線柱上 當(dāng)紅表筆接觸右端時(shí) 說明紅表筆接入電源的負(fù)極 此時(shí)指針偏角較小 說明電阻較大 故說明接入了反向電壓 故二極管右端應(yīng)為正極 2 電源電壓為 3 V 故電壓表應(yīng)選 3 V 量程進(jìn)行測量 而由坐標(biāo)可知 電路中電流較 小 故電流表應(yīng)選 50 mA 的即可 3 為了得出完整的圖象 應(yīng)采用分壓接法 同時(shí)因正向電阻較小 故 可以采用外接法 原理圖如圖 4 為了防止超過最大電流 可以在電路中串接保護(hù)電阻 同時(shí)也可以 通過實(shí)驗(yàn)方法 即慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸片 注視電流表 使電流表示數(shù)不得超 過 25 mA 答案 1 右 2 D F 3 見解析 4 可能的答案 a 在二極管支路串入一阻 值合適的限流電阻起保護(hù)作用 b 閉合開關(guān)前滑動(dòng)觸頭停在最左端 向右移動(dòng)滑動(dòng)觸頭時(shí) 應(yīng)緩慢進(jìn)行 同時(shí)仔細(xì)觀察電流表示數(shù)變化 以防止電流超過 25 mA 只要回答合理均可 6 6 8 分 一個(gè)小燈泡的額定電壓為 2 0 V 額定電流約為 0 5 A 選用下列實(shí)驗(yàn)器材 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪和研究小燈泡的伏安特性圖線 A 電源 E 電動(dòng)勢為 3 0 V 內(nèi)阻不計(jì) B 電壓表 V1 量程為 0 3 V 內(nèi)阻約為 1 k C 電壓表 V2 量程為 0 15 V 內(nèi)阻約為 4 k D 電流表 A1 量程為 0 3 A 內(nèi)阻約為 0 1 E 電流表 A2 量程為 0 0 6 A 內(nèi)阻約為 0 6 F 滑動(dòng)變阻器 R1 最大阻值為 15 額定電流為 1 0 A G 滑動(dòng)變阻器 R2 最大阻值為 150 額定電流為 1 0 A H 開關(guān) S 導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù) I 和 U 分別表示通過小燈泡的電流和加在小燈泡兩端的電壓 I A 0 00 0 16 0 25 0 30 0 34 0 40 0 45 0 50 U V 0 00 0 20 0 40 0 60 0 80 1 20 1 60 2 00 1 實(shí)驗(yàn)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 請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母 2 不改動(dòng)已連接導(dǎo)線 在實(shí)物連接圖 27 甲中把還需要連接的導(dǎo)線補(bǔ)上 閉合開關(guān)前 應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片放在最 選填 左 或 右 端 3 在坐標(biāo)圖乙中畫出小燈泡的 U I 曲線 甲 乙 圖 27 解析 1 燈泡額定電壓是 2 V 則電壓表選 B 燈泡額定電流為 0 5 A 則電流 7 表選 E 為方便操作 滑動(dòng)變阻器選 F 2 燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻 R 4 4 遠(yuǎn)小于 UI 電壓表內(nèi)阻 則電流表采用外接法 由表中數(shù)據(jù)可知 電壓與電流從零開始變化 則滑動(dòng) 變阻器應(yīng)采用分壓式接法 電路圖如圖甲所示 閉合開關(guān)前 為保護(hù)電路 應(yīng)使滑動(dòng)變阻 器的滑片放在最左端 3 根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 然后作出燈泡的 U I 圖象 如圖乙所示 甲 乙 答案 1 B E F 2 見解析圖 左 3 見解析圖 7 14 分 小明利用如圖 28 所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量一干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 圖 28 1 圖中電流表的示數(shù)為 A 2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下 U V 1 45 1 36 1 27 1 16 1 06 8 I A 0 12 0 20 0 28 0 36 0 44 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 在方格紙上作出 U I 圖線 由圖線求得 電動(dòng)勢 E V 內(nèi)阻 r 3 實(shí)驗(yàn)時(shí) 小明進(jìn)行了多次測量 花費(fèi)了較長時(shí)間 測量期間一直保持電路閉合 其 實(shí) 從實(shí)驗(yàn)誤差考慮 這樣的操作不妥 因?yàn)?解析 1 由題中電路圖知 電流表使用 0 6 A 量程 所以讀數(shù)為 0 44 A 2 描 點(diǎn)畫圖 如圖所示 根據(jù) U E Ir 可得 電動(dòng)勢為 E 1 60 V 圖線斜率的絕對(duì)值等于內(nèi) 阻 r 1 22 3 干電池長時(shí)間使用后 電動(dòng)勢和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增 大 答案 1 0 44 2 U I 圖象見解析 1 60 1 58 1 62 都算對(duì) 1 22 1 18 1 26 都算對(duì) 3 干電池長時(shí)間使用后 電動(dòng)勢和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化 導(dǎo)致實(shí) 驗(yàn)誤差增大