2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第10章恒定電流專題強(qiáng)化12電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)提能訓(xùn)練

第十章專題強(qiáng)化十二1．(2024·山東青島高三期中)小明從試驗(yàn)室拿來(lái)了20分度的游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器，分別對(duì)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L和直徑d進(jìn)行測(cè)量。圖甲是游標(biāo)卡尺的測(cè)量結(jié)果，可知長(zhǎng)度L為2.550cm；在運(yùn)用螺旋測(cè)微器的過(guò)程中，該同學(xué)發(fā)覺(jué)，在將測(cè)砧與測(cè)微螺桿并攏后，無(wú)法對(duì)齊零刻度線，如圖乙所示，若接著用此螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，讀數(shù)如圖丙所示，則金屬絲的直徑為2.400mm。[解析]依據(jù)20分度游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，可讀出導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝25mm＋10×0.05mm＝25.50mm＝2.550cm，依據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則，可得出該金屬絲的直徑為d＝d2－d1＝(2.5mm＋36.0×0.01mm)＋(46.0×0.01mm)＝2.400mm。2．有一種新式游標(biāo)卡尺，它的刻度與傳統(tǒng)的游標(biāo)卡尺明顯不同。新式游標(biāo)卡尺的刻線看起來(lái)很“稀疏”，使得讀數(shù)顯得清晰明白，便于運(yùn)用者正確讀取數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺為例，如圖所示。(1)它的精確度是0.05mm。(2)用它測(cè)量某物體的厚度，示數(shù)如圖所示，正確的讀數(shù)是3.130cm。[解析](1)39mm等分成20份的新式游標(biāo)卡尺，其每一小格的長(zhǎng)度為1.95mm，故精確度為2.00mm－1.95mm＝0.05mm。(2)主尺示數(shù)為31mm，游標(biāo)尺示數(shù)為6×0.05mm＝0.30mm，故物體的厚度為31mm＋0.30mm＝31.30mm＝3.130cm。3．(2024·江西景德鎮(zhèn)高三月考)某試驗(yàn)小組要測(cè)量一根鎳鉻合金絲通過(guò)額定電流(0.4A)時(shí)的電阻。把合金絲繞成螺線圈固定在接線板上，供應(yīng)的試驗(yàn)器材如圖乙所示：直流電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)接受如圖甲所示的電路測(cè)電阻時(shí)，電壓表一端接線固定，另一端接線接a點(diǎn)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使得電流表示數(shù)為0.40A，此時(shí)電壓表示數(shù)為10.0V，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，電壓表另一端接b點(diǎn)時(shí)，發(fā)覺(jué)電流表示數(shù)幾乎不變，電壓表示數(shù)變?yōu)?0.5V。那么本試驗(yàn)中電壓表另一端接線接a點(diǎn)時(shí)，得到的結(jié)果更接近合金絲電阻的真實(shí)值，此時(shí)電阻的測(cè)量值為25.0Ω。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)試驗(yàn)之前滑動(dòng)變阻器滑片的位置如圖乙所示，依據(jù)第(1)問(wèn)的解答，為保證明驗(yàn)的平安性，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線把乙圖的電路連接完整。[答案](2)見(jiàn)解析圖[解析](1)電壓表一端接線固定，另一端接線接a點(diǎn)換為接b點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)幾乎不變，但電壓表示數(shù)變更較大，說(shuō)明電流表內(nèi)阻對(duì)試驗(yàn)影響較大，電壓表內(nèi)阻對(duì)試驗(yàn)幾乎沒(méi)有影響，所以應(yīng)當(dāng)接受電流表外接法，即電壓表另一端接線接a點(diǎn)時(shí)，得到的結(jié)果更接近合金絲電阻的真實(shí)值。此時(shí)電阻的測(cè)量值Rx＝eq\f(Ua,Ia)＝25.0Ω。(2)為了保證明驗(yàn)的平安性，開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)當(dāng)調(diào)到最大，所以滑動(dòng)變阻器下方接線柱接右下方；由于電壓表的示數(shù)能夠達(dá)到10.0V，所以電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)當(dāng)選12V的，電壓表量程選15V，如圖所示。4．(2024·全國(guó)卷Ⅰ，22)某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學(xué)接受兩種測(cè)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O、Q兩點(diǎn)之間。測(cè)量得到如圖(b)所示的兩條U－I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是接受電壓表跨接在O、P(填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的。(2)依據(jù)所用試驗(yàn)器材和圖(b)可推斷，由圖線Ⅰ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，結(jié)果為50.5Ω(保留1位小數(shù))。(3)考慮到試驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響，需對(duì)(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測(cè)電阻的阻值為50.0Ω(保留1位小數(shù))。[解析](1)若通過(guò)Rx的電流相等，由題圖(b)知圖線Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓值較大，由R＝eq\f(U,I)可知圖線Ⅰ所測(cè)電阻較大，圖線Ⅱ所測(cè)電阻較小，則圖線Ⅱ是接受電壓表跨接在O、P兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的。(2)由題圖(b)可得圖線Ⅰ測(cè)得電阻阻值RⅠ＝eq\f(3.00－1.00,59.6－20.0×10－3)Ω≈50.5Ω，圖線Ⅱ測(cè)得電阻阻值RⅡ＝eq\f(3.00－0.95,63.6－21.0×10－3)Ω≈48.1Ω，待測(cè)電阻阻值約為50Ω，eq\f(RV,Rx)＝eq\f(1000Ω,50Ω)＝20，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(50Ω,0.5Ω)＝100，因eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)，電流表接受內(nèi)接法更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，電壓表跨接在O、Q兩點(diǎn)，故圖線Ⅰ得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，測(cè)量結(jié)果為50.5Ω。(3)電壓表跨接在O、Q之間，測(cè)得的阻值為電阻與電流表內(nèi)阻之和，則R＝RⅠ－RA＝(50.5－0.5)Ω＝50.0Ω。5．(2024·四川綿陽(yáng)月考)為測(cè)量某微安表G(量程200μA，內(nèi)阻大約2200Ω)的內(nèi)阻，有以下器材可供選擇：A．電壓表(0～3V)；B．電壓表(0～15V)；C．滑動(dòng)變阻器(0～10Ω)；D．滑動(dòng)變阻器(0～1kΩ)；E．電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V)；F．電阻箱R2(最大阻值為9999Ω)；開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。(1)按圖甲所示的電路圖將圖乙中的實(shí)物連線。(2)試驗(yàn)過(guò)程：閉合開(kāi)關(guān)S，先調(diào)整R使電壓表讀數(shù)為U，再調(diào)整電阻箱(此時(shí)電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指針滿偏，登記此時(shí)電阻箱阻值R1＝8056Ω；然后再調(diào)整R，使電壓表讀數(shù)為eq\f(2,3)U，再調(diào)整電阻箱(此時(shí)電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指針滿偏，登記此時(shí)電阻箱阻值為R2(如圖丙所示)。電壓表應(yīng)選A，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C。(填字母代號(hào))電阻箱的讀數(shù)R2＝4653Ω，待測(cè)微安表的內(nèi)阻Rg＝2153Ω。[答案](1)見(jiàn)解析圖[解析](1)依據(jù)題圖甲，實(shí)物連線如圖所示。(2)因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)約為6V，B電壓表量程太大，故電壓表選A，但操作時(shí)，需留意不能超過(guò)A電壓表的量程，要使調(diào)整電阻箱時(shí)電壓表讀數(shù)幾乎不變，微安表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的阻值，故滑動(dòng)變阻器選C；由題圖丙可知，電阻箱的讀數(shù)R2＝4653Ω；由題意有(Rg＋R1)Ig＝U，(Rg＋R2)Ig＝eq\f(2,3)U，聯(lián)立解得，待測(cè)微安表的內(nèi)阻Rg＝2153Ω。6．某待測(cè)電阻Rx的阻值約為60Ω，現(xiàn)要精確測(cè)量其電阻，試驗(yàn)室供應(yīng)以下器材：A．電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻很小)B．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為5kΩ)C．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)D．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)E．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)F．定值電阻R1＝1ΩG．定值電阻R2＝6ΩH．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干為了精確測(cè)量該待測(cè)電阻的阻值，要求電表讀數(shù)不少于量程的eq\f(1,3)。(1)在可供選擇的器材中，電壓表應(yīng)選B(填序號(hào))，定值電阻應(yīng)選G(填序號(hào))。(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中將試驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整。(3)若在某次試驗(yàn)中，電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則該待測(cè)電阻的表達(dá)式為Rx＝eq\f(UR2,IR2－U)(用題中所給字母表示)。[答案](2)見(jiàn)解析圖[解析](1)電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，電壓表V2量程過(guò)大，偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小