高考物理二輪復(fù)習(xí)測(cè)試 專題六第2講課下電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1．某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組在做“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖1所示。讀數(shù)為________mm。(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，測(cè)出了包括(0,0)在內(nèi)的6組電流I和電壓U的值，并已經(jīng)標(biāo)在了如圖2所示的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)用鉛筆和直尺在圖1坐標(biāo)紙上畫出合理的圖線，并求出該段金屬絲的電阻Rx＝________Ω。圖2(3)測(cè)該金屬絲電阻時(shí)，可供該實(shí)驗(yàn)小組選擇的器材如下：A．量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω的電流表A1B．量程3A，內(nèi)阻約0.01Ω的電流表A2C．量程10mA，內(nèi)阻rA＝50Ω的電流表A3D．量程15V，內(nèi)阻約30kΩ的電壓表VE．阻值為0～10Ω的滑動(dòng)變阻器F．阻值為0～1000Ω的電阻箱G．兩節(jié)干電池H．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干如圖3所示，試補(bǔ)畫出該小組同學(xué)測(cè)金屬絲電阻Rx采用的電路圖，并標(biāo)明所選用電表的符號(hào)，如A1或A2等。圖3解析：(2)連線時(shí)注意讓多數(shù)點(diǎn)在直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。U－I圖線的斜率表示電阻Rx＝eq\f(U,I)＝5Ω。(3)電路中的最大電流I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，電流表選用A1；電壓表V量程太大，不能用，應(yīng)考慮將A3與電阻箱R2串聯(lián)改裝成電壓表；因?yàn)殡妷簻y(cè)量值是從0開始的，故滑動(dòng)變壓器應(yīng)采用分壓式接法。答案：(1)2.000(2)5連線如圖甲所示(3)電路圖如圖乙所示2．(2012·安徽高考)圖4為“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5V。圖4(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，________；②閉合開關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，________；③斷開開關(guān)，……根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。(2)在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖。解析：(1)①滑動(dòng)變阻器在最左端時(shí)，小燈泡電壓最小，為了保護(hù)小燈泡不被燒壞，因此在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處在最左端。②在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)注意電壓表的示數(shù)，不能超過(guò)小燈泡的額定電壓。答案：(1)①使它靠近變阻器左端的接線柱②增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達(dá)到額定電壓(2)如圖所示3．實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材有：電池E，電動(dòng)勢(shì)約10V，內(nèi)阻約1Ω；電流表A1，量程約10A，內(nèi)阻r1約0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻r2約5Ω；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻r3約5Ω；電阻箱R1，最大阻值999.9Ω，最小值改變量為0.1Ω；滑動(dòng)變阻器R2，最大值100Ω；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。要求用圖乙所示的電路測(cè)量圖中電流表A的內(nèi)阻。圖5(1)在所給的3個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可以用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？答：________________________________________________________________________。(2)在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖甲上連成測(cè)量電路。(3)你要讀出的物理量是________________，用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是_______________________。解析：(1)電流表A1不能精確測(cè)出其內(nèi)阻，因這時(shí)圖中的電流表A′應(yīng)為A2、A3中的一只，這使得電流表A1中的電流不能超過(guò)300mA，其指針的偏轉(zhuǎn)極其微小，誤差很大，而A2、A3可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻。(2)若測(cè)電流表A3的內(nèi)阻，則需將電流表A3和電阻箱R1并聯(lián)，再與電流表A2串聯(lián)，實(shí)物連線如圖所示。實(shí)物圖連線時(shí)要注意電流從電表的正接線柱流入，從電表的負(fù)接線柱流出。(3)根據(jù)前面的分析，要讀出的物理量是A、A′兩電流表的示數(shù)I、I′和電阻箱的阻值R1。待測(cè)電流表和電阻箱并聯(lián)，電壓相等，即IRA＝(I′－I)R1，所以待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是RA＝eq\f(I′－I,I)R1。答案：(1)A2A3(2)實(shí)物連線圖見解析(3)A、A′兩電流表的示數(shù)I、I′和電阻箱的阻值R1RA＝eq\f(I′－I,I)R14．(2012·江蘇高考)如圖6甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。圖6(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的________(選填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)在判定黑箱中無(wú)電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等，測(cè)量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。兩表筆接的接點(diǎn)多用電表的示數(shù)a，b________Ωa，c10.0Ωb，c15.0Ω解析：(1)使用多用電表前應(yīng)先調(diào)整“指針定位螺絲”A，使指針指到左邊的“0”刻度線處。(2)為保護(hù)多用電表的內(nèi)部元件，在測(cè)量黑箱中是否存在電源時(shí)，應(yīng)短暫接觸接點(diǎn)b。(3)歐姆表的讀數(shù)為5×1Ω＝5Ω；每對(duì)接點(diǎn)間正反向電阻均相同，說(shuō)明黑箱中沒有二極管元件，根據(jù)表格中兩接點(diǎn)間電阻的數(shù)值，可設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。答案：(1)A(2)短暫(3)5.0見解析圖5．(2012·常州模擬)如圖7所示，用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，在電路中接一阻值為2Ω的電阻R0，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器，得到幾組電表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：圖7U/(V)1.21.00.80.6I/(A)0.100.170.230.30(1)R0的作用是__________________________________________________________。(2)用作圖法在圖8坐標(biāo)系內(nèi)作出U－I圖線。(3)利用圖線，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。圖8(4)某同學(xué)測(cè)另一串聯(lián)電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的曲線如圖9所示。由所得圖線可知，被測(cè)電池組電動(dòng)勢(shì)E＝________V，電池組的內(nèi)阻r＝________Ω。圖9解析：(1)R0的作用是防止電路短路，起到保護(hù)電源、電表的作用。(2)U－I圖線如圖所示。(3)由圖可知E＝1.5V，r＝k－R0＝1.0Ω(4)當(dāng)r＝R＝5Ω時(shí)電源輸出功率最大，此時(shí)Pm＝(eq\f(E,r＋R))2·R，可解得：E＝30V。答案：(1)保護(hù)電源、電表，防止短路(2)見解析(3)1.51.0(4)305押題訓(xùn)練(二)1．(2012·江蘇四市聯(lián)考)某同學(xué)要測(cè)量一電阻Rx(阻值約18Ω)的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電池組E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1Ω)；電流表eq\a\vs4\al(\o(A,\s\do4(○)))(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)；電壓表eq\a\vs4\al(\o(V,\s\do4(○)))(量程0～3V，內(nèi)阻約5kΩ)；電阻箱R(阻值范圍0～99.99Ω，額定電流1A)；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。(1)為使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，應(yīng)采用下面給出的________所示電路進(jìn)行測(cè)量。圖10(2)下表中記錄了電阻箱阻值R及對(duì)應(yīng)電流表eq\a\vs4\al(\o(A,\s\do4(○)))、電壓表eq\a\vs4\al(\o(V,\s\do4(○)))的測(cè)量數(shù)據(jù)I、U，請(qǐng)?jiān)趫D11坐標(biāo)紙上作出eq\f(I,U)－eq\f(1,R)圖象，根據(jù)圖象得出電阻Rx的測(cè)量值為________Ω。圖11次數(shù)12345R/Ω812162024I/A0.440.360.320.290.25U/V2.302.402.562.602.70eq\f(I,U)/Ω－10.190.150.120.110.09eq\f(1,R)/Ω－10.130.080.060.050.04(3)此實(shí)驗(yàn)中電阻Rx的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(選填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)由于待測(cè)電阻阻值較小，采用電流表外接；由于電流表量程太大，需要給待測(cè)電阻并聯(lián)一可讀出電阻值的分流電阻，所以選擇電路A。(2)利用描點(diǎn)法作出eq\f(I,U)－eq\f(1,R)圖象，根據(jù)電路圖A，利用歐姆定律和并聯(lián)電路規(guī)律，U/R＋U/Rx＝I，解得eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)＋eq\f(1,Rx)。對(duì)照?qǐng)D象，圖象在縱軸截距的倒數(shù)為待測(cè)電阻阻值，即Rx＝1/0.061Ω＝16.4Ω。(3)因電壓表eq\a\vs4\al(\o(V,\s\do4(○)))的分流作用，圖象在縱軸上的截距應(yīng)為eq\f(1,Rx)＋eq\f(1,RV)，因此測(cè)得的Rx值偏小。答案：(1)A(2)圖象見解析16.4(3)偏小2．使用多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端。現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至×1Ω擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空：(1)儀器連線如圖12所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)。若兩電表均正常工作，則表筆a為________(填“紅”或“黑”)色；(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖12中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖13(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為________Ω，圖12電流表的讀數(shù)為________mA，電阻箱的讀數(shù)為________Ω；圖13(3)將圖12中多用電表的兩表筆短接，此時(shí)流過(guò)多用電表的電流為________mA；(保留3位有效數(shù)字)(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為________V。(保留3位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)所有電器“紅進(jìn)黑出”的一般原則，對(duì)多用電表有，電流從紅表筆進(jìn)入多用電表，電流從黑表筆流出多用電表，由于設(shè)計(jì)電路圖中a表筆接在電流表的正極，故電流經(jīng)過(guò)多用電表從a表筆流出，故a表筆為多用電表的黑表筆。(2)歐姆表讀數(shù)為R＝14.0Ω；電流表讀數(shù)為I＝53.0mA；電阻箱讀數(shù)為4×1Ω＋6×0.1Ω＝4.6Ω。(3)多用電表接外電路時(shí)，考慮到多用電表表頭的電流刻度是均勻的，其表頭偏轉(zhuǎn)的格數(shù)與表盤總格數(shù)之比為26∶50，而多用電表接外電路時(shí)，外電路電流表示數(shù)為I＝53.0mA，設(shè)兩表筆短接時(shí)通過(guò)多用電表的電流為I0，則eq\f(26,50)＝eq\f(I,I0)，解得I0＝102mA。(4)設(shè)多用電表內(nèi)阻為r，已知外電路電阻為R＝14Ω，多用電表接外電路時(shí)：E＝I(r＋R)，多用電表兩表筆短接時(shí)：E＝I0r，聯(lián)立解得多用電表內(nèi)的電池電動(dòng)勢(shì)E＝1.54V.答案：(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.543．(2012·福建高考)某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一塊電池的電動(dòng)勢(shì)E。(1)先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。在操作無(wú)誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖12所示，其示數(shù)為________V。圖12(2)然后，用電壓表、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。①根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接成完整電路。圖13②閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱阻值R，讀出電壓表相應(yīng)示數(shù)U。該學(xué)習(xí)小組測(cè)出大量數(shù)據(jù)，分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù)，并計(jì)算出相應(yīng)的eq\f(1,R)與eq\f(1,U)的值。請(qǐng)用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，并作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線。圖14R/(Ω)166.771.450.033.325.020.0U/(V)8.35.94.84.23.22.9eq\f(1,R)/(×10－2Ω－1)0.601.402.003.004.005.00eq\f(1,U)/(V－1)0.120.170.210.240.310.34③從圖線中可求得E＝____________V。解析：(1)多用電表使用10V電壓擋，刻度盤上每小格對(duì)應(yīng)的示數(shù)為0.2V，所以讀數(shù)為9.4V。(2)由電路圖可知E＝U＋eq\f(U,R)(R0＋r)，所以eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，故eq\f(1,U)軸上的截距為eq\f(1,E)，由圖線可求得E的值。答案：(1)9.4(2)①連線如圖所示②所作圖象如圖所示③10.0(9.5～11.1V均正確)4．在“描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)”中(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，方便調(diào)節(jié)，請(qǐng)?jiān)诮o定圖17甲的A、B、C、D四個(gè)電路圖和E、F、G三個(gè)滑動(dòng)變阻器中選取適當(dāng)?shù)碾娐穲D和器材，并將它們的編號(hào)填在橫線上。應(yīng)選取的電路圖是________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選取________。E．總阻值15Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A的滑動(dòng)變阻器F．總阻值200Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A的滑動(dòng)變阻器G．總阻值1000Ω，允許通過(guò)的最大電流為1A的滑動(dòng)變阻器(2)由實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙中b線。將該小燈泡與一干電池組成閉合回路，該電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖8中a線所示，則小燈泡與電池連接后的實(shí)際功率為________W；若再將一阻值為0.75Ω的電阻串聯(lián)在電路中，則小燈泡的實(shí)際功率為________W。圖17圖18解析：(1)由小燈泡的伏安特性曲線(圖中b線)可知，小燈泡電阻很小，不超過(guò)1Ω，且電表示數(shù)從零開始讀數(shù)，因此電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該采用分壓式接法，C圖正確；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)采用總阻值較小的，故應(yīng)選擇E。(2)兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為小燈泡的電壓和電流，實(shí)際功率P＝UI＝0.72W；根據(jù)電池的U－I圖線可知，電池的內(nèi)阻為0.75Ω，若再將一阻值為0.75Ω的電阻串聯(lián)在電路中，相當(dāng)于小燈泡與等效內(nèi)阻為1.5Ω的電源連接，在U－I坐標(biāo)系內(nèi)，連接(0,1.5V)和(1.0A,0)兩個(gè)點(diǎn)，作出等效電源的U－I圖線，讀出該圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.80A,0.30V)，此即為小燈泡的電流和電壓值，故燈泡的實(shí)際功率為0.24W。答案：(1)CE(2)0.720.245．(2012·北京高考)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖15所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。圖15(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖16中的________圖(選填“甲”或“乙”)。圖16(3)圖17是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。圖17(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖18所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D18中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩