2021高考物理二輪復(fù)習(xí)限時集訓(xùn)14 電學(xué)實(shí)驗及創(chuàng)新

專題限時集訓(xùn)(十四)

(建議用時：40分鐘)

［4組專題通關(guān)練］

1.如圖甲所示為實(shí)驗室的一直流電流表，其使用說明書上附的該電流表的內(nèi)

部電路如圖乙所示。

⑴某次用0?3A量程測量時，示數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)為Ao

丙

(2)該電流表0?0.6A量程對應(yīng)的內(nèi)阻約為。(結(jié)果保留兩位小數(shù))。

(3)若電阻Ri斷路，則電流表允許通過的最大電流約為mA(結(jié)果保留

兩位有效數(shù)字)。

［解析］(1)電流表量程為0?3A,由圖丙所示表盤可知，其分度值為0.1A,

示數(shù)為1.20Ao

(2)由圖乙所示電路圖可知，電流表量程為0?0.6A時，電流表內(nèi)阻為：

(Ri+&)(R3+Rg)

R1+R2+R3+&

(0.1+0.4)*(5+55)

=0.1+0.4+5+55fi^O.50。

⑶由圖示電路圖可知，電流表量程為0?3A時:

/g(Rg+&+R2)r$(5+55+0.4)

3Af+氐=/計0」6051g

解得：4^0.0050A=5.0mAo

［答案］(1)1.20(2)0.50(3)5.0

2.（原創(chuàng)題）隨著智能手機(jī)耗電的增加，充電寶成了手機(jī)及時充電的一種重要

工具?？蓪⒊潆妼氁暈楦铍姵睾透呻姵匾粯拥目梢苿又绷麟娫?其電動勢約5Vo

某同學(xué)想測量該充電寶在充滿電后的電動勢和內(nèi)阻，他剝開充電寶連接線的外絕

緣層，里面有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為負(fù)極，另外兩根導(dǎo)線

空置不用。實(shí)驗室還提供了如下器材：

甲

A.量程是3.0A,內(nèi)阻約為0.2。的電流表；

B.量程是6V,內(nèi)阻約為6k。的電壓表；

C.量程是15V,內(nèi)阻約為30ko的電壓表；

D.阻值為0?1k。，額定電流為0.5A的滑動變阻器；

E.阻值為0?10。，額定電流為3A的滑動變阻器；

F.阻值為2.5。的定值電阻；

G.阻值為20。的定值電阻；

H.開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。

（1）實(shí)驗中滑動變阻器應(yīng)選用o（選填相應(yīng)器材前的字母）

（2）根據(jù)所給器材，該同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路，其中Ro應(yīng)選擇

（選填相應(yīng)器材前的字母），它在電路中的作用是。

（3）該同學(xué)記錄的8組數(shù)據(jù)如表中所示，請在圖乙的坐標(biāo)紙上畫出該充電寶的

U-1圖線。由圖線可知該充電寶的電動勢E=V,內(nèi)阻r=（保

留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

次數(shù)12345678

電流〃A0.170.310.660.931.181.371.631.89

電壓U/V5.055.035.004.974.944.934.904.86

UN

//A

乙

［解析］(1)滑動變阻器R用于改變電路中的電流，從安全和方便性原則應(yīng)選

E;(2)Ro作為保護(hù)電阻，除了防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致電流表損壞外，還要

保證測量，因此不能選G,只能選F;(3)由E=U+/r可知，充電寶的電動勢為E

=5.07V,UU圖線的斜率大小即為充電寶的內(nèi)阻大小，則內(nèi)阻為r=0.11。。

［答案］(1)E(2)F防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致電流表損壞(3)如圖所

示5.070.11

［B組能力提升練］

3.(2020?河北六校第一次聯(lián)考)如圖甲所示為某一電路中的一部分，由于其中

的一個電阻發(fā)生了斷路，導(dǎo)致整個電路不能正常工作，小明和小亮兩位同學(xué)利用

多用電表進(jìn)行了以下實(shí)驗操作，請根據(jù)他們的測量情況，回答相應(yīng)的問題。

甲

乙

丙

(1)小明首先在P、。間接上一直流電源，P接電源正極，多用電表的選擇開

關(guān)置于“直流電壓2.5V”擋位，紅表筆接P,黑表筆接。，穩(wěn)定后電表指針在表

盤上的位置如圖乙所示，則P、。之間的電壓是Vo

(2)小明又將紅表筆接P,黑表筆接M,若多用電表示數(shù)與P、。之間的電壓

完全相同，則可以確定必定是發(fā)生了斷路。

(3)小亮同學(xué)在該部分電路不接電源的情況下，將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆

擋倍率“X10”的擋位，調(diào)零后紅表筆接P,黑表筆接M,電表指針在表盤上的

位置如圖丙所示，由于多用電表最上面的刻度線被磨損得很嚴(yán)重，無法直接讀取

數(shù)據(jù)，他進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，此時指針偏轉(zhuǎn)的角度恰好位于表盤0?15。之間的正

中位置，其中15。的位置是多用電表指針半偏時所指的位置，則此時多用電表所

測的阻值是。，小亮據(jù)此確定電阻R2沒有斷路，你認(rèn)為他的判斷是

(填“正確”或“錯誤”)的。

［解析］(1)根據(jù)多用電表電壓擋讀數(shù)規(guī)則，P、Q之間的電壓為2.00Vo(2)

紅表筆接P,黑表筆接M,若多用電表示數(shù)與P、。之間的電壓相同，說明多用

電表測量的是電源電壓，可以確定是電發(fā)生了斷路。(3)在該部分電路不接電源的

情況下，將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋倍率“xio”的擋位，指針偏轉(zhuǎn);，根據(jù)

FE

多用電表歐姆擋測量原理，由閉合電路歐姆定律有/g=j,

K內(nèi)R內(nèi)+/?中'

E

?—內(nèi)十,人又R中=150。，聯(lián)立解得R=50。。P、M之間的電阻值可能為Ri和當(dāng)

串聯(lián)后的電阻值，小亮確定R2沒有斷路是錯誤的。

［答案］(1)2.00⑵R2⑶50錯誤

4.(2019-2020學(xué)年濟(jì)南市高三模擬考試)圖甲所示是大型機(jī)械廠里用來稱重

的電子吊秤，其中稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器，其工作原理是：掛鉤上掛上重

物，拉力傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電

阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)過相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或

電流），從而完成將重物的重力變換為電信號的過程。

小明找到了一根拉力敏感電阻絲RL,其阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，

小明設(shè)計了合適的電路圖并按圖制成了一個簡易“吊秤”。實(shí)驗室提供了如下器

材：

電源E（電動勢為15V,內(nèi)阻約2。）；

靈敏毫安表（量程為10mA,內(nèi)阻約50。）；

滑動變阻器R（最大阻值為10k。）；

RL接在4、5兩接線柱之間，通過光滑絕緣小滑環(huán)可將重物吊起；

開關(guān)S和導(dǎo)線若干。

（1）請在圖丙中幫助小明將設(shè)計的實(shí)驗電路圖補(bǔ)充完整。

（2）小明根據(jù)設(shè)計好的電路圖，連接好實(shí)驗電路，完成下列操作：

a.滑環(huán)下不吊重物時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)時，讀出

電流表的示數(shù)八；

b.滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為仇保持滑動變阻

器滑片位置不變，讀出此時電流表的示數(shù)12。

設(shè)RL-F圖象的斜率為k,待測重物的重力G的表達(dá)式為G=

（用物理量的符號表示）。

（3）小明在實(shí)驗的過程中不慎將靈敏毫安表燒壞，現(xiàn)手頭只有量程為2mA、內(nèi)

阻（標(biāo)稱值）為200。的電流表，還有定值電阻&（50。）、定值電阻電（10。）可供選

擇，為了使實(shí)驗順利進(jìn)行，小明決定改裝電流表，將2mA的量程擴(kuò)大至10mA,

小明改裝的方法是電流表應(yīng)該和定值電阻_______(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，且

定值電阻應(yīng)選擇(在空格內(nèi)填寫字母代號)。

(4)由于量程為2mA、內(nèi)阻為200。的電流表內(nèi)阻的真實(shí)值比標(biāo)稱值略大，導(dǎo)

致改裝后的電流表示數(shù)與真實(shí)示數(shù)相比(選填“偏大”或“偏小”)，應(yīng)該

使選擇的定值電阻阻值適當(dāng)_______(選填“增大”“減小”或“不變”)?

［解析］(2)對待測重物受力分析，由平衡條件得2Fcos，=G,由題圖乙得尸

=島=1()3。，由閉合電路歐姆定律得Ro=［-(R+Rg+r),RL=~(R

+Rg+r),故由一&=與一年，聯(lián)立解得G=：1一十。⑶將2mA的電流

<2>1超\<2>1/

表的量程擴(kuò)大至10mA,根據(jù)并聯(lián)分流原理，電流表應(yīng)該和定值電阻并聯(lián)，由并

聯(lián)電路電壓相等可知，/gRg=(1-/g)R\解得必=50。，故選擇用。(4)改裝的電

流表的分流電阻分得的電流偏大，改裝后電流表示數(shù)比真實(shí)值偏小，根據(jù)改裝電

流表的原理，內(nèi)阻真實(shí)值比標(biāo)稱值大，并聯(lián)的分流電阻也應(yīng)比50。大，故應(yīng)適當(dāng)

增大分流電阻的阻值。

［答案］⑴如圖所示(2)獨(dú)誓代T)(3)并聯(lián)Ri(4)偏小增大

［C組真題重溫練］

5.(2020?全國卷1422)某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻所

用電壓表的內(nèi)阻為1k。，電流表內(nèi)阻為0.5。，該同學(xué)采用兩種測量方案，一種

是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點(diǎn)之間，另一種是跨接在。、。兩

點(diǎn)之間，測量得到如圖(b)所示的兩條U-/圖線，其中U與I分別為電壓表和電流

表的示數(shù)。

圖(a)

回答下列問題：

⑴圖(b)中標(biāo)記為n的圖線是采用電壓表跨接在_____(填“o、尸”或“o、

Q”)兩點(diǎn)的方案測量得到的。

⑵根據(jù)所用實(shí)驗器材和圖(b)可判斷，由圖線(填“I”或"n”)得

到的結(jié)果更接近待測電阻的真實(shí)值，結(jié)果為。(保留1位小數(shù))。

V

圖(b)

(3)考慮到實(shí)驗中電表內(nèi)阻的影響，需對⑵中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待

測電阻的阻值為。(保留1位小數(shù))。

［解析］(1)當(dāng)用電流表內(nèi)接法時，測量值為RH=RT+RA>RX,當(dāng)用電流表外

接法時，測量值為&2=VRx,圖(b)中圖線n的斜率較小，所以應(yīng)為使用

Kx-rKv

電流表外接法測量的結(jié)果，即電壓表跨接在0、P間測量得到的。

(2)由圖線可得應(yīng)約為50.0。，可知RX>NR\RV,所以用電流表內(nèi)接法測量

的結(jié)果誤差較小，即由圖線I得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實(shí)值，測量結(jié)果

箸=50.50

(3)因為RXI=RX+RA,所以-RA=50.0。。

［答案］(1)0、P(2)I50.5(3)50.0

6.(2019?全國卷0423)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5。、量程為100"A的電流表改

裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15k?？潭日脤?yīng)電流表

表盤的50"A刻度?？蛇x用的器材還有：定值電阻Ro(阻值14k。)，滑動變阻器

Ri(最大阻值1500。)，滑動變阻器/?2(最大阻值500。)，電阻箱(0?99999.9。)，

干電池(E=1.5V,r=1.5。)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。

圖(a)

(1)歐姆表設(shè)計

將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路

的電阻應(yīng)為滑動變阻器選_______(填“RJ或)。

(2)刻度歐姆表表盤

通過計算，對整個表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖(b)所示。表盤上。、8處的電流刻

度分別為25和75,則a、方處的電阻刻度分別為、o

圖(b)

(3)校準(zhǔn)

紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向k。處；將紅、

黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量

值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量。若校準(zhǔn)某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖⑹所示，則電阻

箱接入的阻值為

［解析］(1)由題知當(dāng)兩表筆間接入15k。的電阻時，電流表示數(shù)為50jtA,由

閉合電路歐姆定律有［=□代入數(shù)據(jù)解得R=900。，所以滑動

變阻器選擇Ri。(2)歐姆表的內(nèi)阻Rg，=Rg+r+Ro+R=15k。，當(dāng)電流為25pA時

有；=R，+R,QRJ=3Rx=45k￡l;;當(dāng)電流為75"A時有4，=R，+R"=RJ=

j/?x=5kflo(3)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向0k。處。

題圖(c)中電阻箱讀數(shù)為35000.0。。

［答案］⑴如圖所示900R⑵455

(3)035000.0

7.(2020?全國卷H?T23)某同學(xué)要研究一小燈泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。

所用器材有：電流表Ai(量程200mA,內(nèi)阻Rgi=10.0。)、電流表Az(量程500mA,

內(nèi)阻42=1.0。)、定值電阻Ro(阻值Ro=lO.O。)、滑動變阻器Ri(最大阻值10。)、

電源以電動勢4.5V,內(nèi)阻很小)、開關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計的電路如圖(a)

所示。

(1)根據(jù)圖(a),在圖(b)的實(shí)物圖中畫出連線。

圖(a)圖(b)

⑵若A、12分別為流過電流表Ai和A2的電流，利用八、12、Rgi和Ro寫出：

小燈泡兩端的電壓U=,流過小燈泡的電流/=o為保證小燈泡

的安全，八不能超過_______mAo

(3)實(shí)驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變

滑動變阻器滑