高考物理二轮复习 专题五 物理实验 第2讲 电学实验提升训练

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第2讲　电学实验 1．(2016苏锡常镇三模)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图1甲所示，现已完成部分导线的连接。 (1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接。 图1 (2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________ A。 (3)该小组描绘的小电珠的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________ W(保留两位小数)。 解析　(1)实物图如图所示。(2)由图知电流表量程为0.6 A，所以读数为0.44 A。 (3)电源内阻为1 Ω，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，外电路消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5 V，由图知当小电珠电压等于1.5 V时电流约为0.38 A，此时电阻约为R＝＝3.95 Ω，并联后的总电阻为1 Ω，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率为P＝＝ W＝2.25 W。 答案　(1)如图所示　(2)0.44　(3)4　2.25 2．要测量某种合金的电阻率。 (1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________。用螺旋测微器测合金丝的直径如图2甲所示，读数为________ mm。 (2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。 图2 (3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝0.32 A。根据以上测量数据判断，当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx＝________ Ω。(结果保留两位有效数字) 答案　(1)　0.650 (2)如图 (3)b　2.9 3．[2016四川理综8(Ⅱ)]用如图3所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。 实验主要步骤： (ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； (ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； (ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)； (ⅳ)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。 图3 回答下列问题： (1)电压表最好选用________；电流表最好选用________。 A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ) B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω) D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω) (2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。 A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 (3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值。 解析　(1)电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I＝≈176 mA，所以选量程为200 mA的电流表C。 (2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意。 (3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝-I(r＋R2)＋E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k-R2；令U＝0，得I＝＝，由题意知与横轴截距为a，所以a＝I＝，则E＝ka。 答案　(1)A、C　(2)C　(3)ka　k-R2 4．(2016泰州二模)为了测量某电流表A的内阻(量程为50 mA)： (1)首先选用多用电表欧姆“1”挡，粗测电流表的电阻，则欧姆表________(填“黑”或“红”)表笔应接待测电流表正接线柱；测量结果如图4所示，则测得的电阻约为________ Ω 图4 (2)为了准确测量其电阻，提供的实验器材有： A．直流电压表V(0～3 V，内阻约6 kΩ) B．定值电阻R1(5.0 Ω，1 A) C．定值电阻R2(40.0 Ω，0.1 A) D．滑动变阻器R(0～5 Ω，2 A) E．直流电源E(3 V，内阻很小) F．开关、导线若干 图5为实验原理图的一部分，某同学在实验中测出6组对应的数据见表格。 次数 1 2 3 4 5 6 U/V 0.80 1.18 1.68 1.98 2.36 2.70 I/mA 14.0 20.0 24.0 34.0 40.0 46.0 ①实验中定值电阻R0应选用________(填“R1”或“R2”)。 ②将实物图6中缺少的一根导线补齐。 图5　　　　　　　　　图6 ③在图7中描点作出U-I图线，并根据图象求得电流表的内阻为________ Ω。(计算结果保留两位有效数字) 图7 解析　(1)多用电表当欧姆表使用时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，用来测电阻时对红、黑表笔的触点无要求。但用来测电流表内阻，需满足电流表的正常偏转，电流表的正接线柱应接电源正极，负接线柱应接电源负极，故黑表笔接电流表正接线柱；刻度15和刻度25间一格表示2，精度读到，倍率挡为“1”，电阻读数为22 Ω。 (2)①电流表满偏时，有电流表的这条支路的电阻最小为＝60 Ω，为了保护电流表，定值电阻选R2。②为了使电压表和电流表示数能从零开始调节，测量范围大一些，滑动变阻器采用分压式。③所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点尽量均匀分居两侧。图线的斜率表示电流表和R0的电阻之和，实际计算时可取表格中电压和电流较大时的数据，运用欧姆定律计算，可列出RA＋R0＝＝58.7 Ω，得RA＝18.7 Ω≈19 Ω。 答案　(1)黑　21～22 (2)①R2　②电路如图所示 ③U-I图象如图所示　18或19或20