2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)練4電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

PAGE4-試驗(yàn)題專項(xiàng)練4電學(xué)試驗(yàn)1．測(cè)量電流表G1的內(nèi)阻r1的電路如圖甲所示。供選擇的儀器如下：A．待測(cè)電流表G1(0～1mA，內(nèi)阻r1約為200Ω)；B．電流表G2(0～6mA，內(nèi)阻r2約為50Ω)；C．定值電阻R1(300Ω)；D．定值電阻R2(50Ω)；E．滑動(dòng)變阻器R3(0～500Ω)；F．滑動(dòng)變阻器R4(0～10Ω)；G．干電池(1.5V)；H．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)定值電阻應(yīng)選________，滑動(dòng)變器應(yīng)選________。(均填器材前對(duì)應(yīng)的字母序號(hào))(2)補(bǔ)全試驗(yàn)步驟：①按電路圖連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)S前，應(yīng)_______________________________________________________________________________________________________________________；②閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2的讀數(shù)I1、I2；④以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，在圖乙中作出相應(yīng)圖線。(3)依據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式：________________(用題中所給字母表示)。解析：(1)測(cè)量時(shí)應(yīng)盡可能使兩塊電流表都能接近滿偏，而待測(cè)電表內(nèi)阻約200Ω，量程為1mA，已知電流表量程為6mA，因此定值電阻應(yīng)分5mA左右的電流，因此定值電阻應(yīng)選D。為了調(diào)整便利，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值小的，因此選F。(2)為了愛(ài)護(hù)電路儀器，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移至最左端。(3)依據(jù)歐姆定律得I2＝I1(eq\f(r1,R2)＋1)，由圖像可知k＝eq\f(r1,R2)＋1，聯(lián)立可得r1＝(k－1)R2。答案：(1)DF(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移至最左端(3)r1＝(k－1)R22．幾位同學(xué)對(duì)一個(gè)阻值大約為590Ω的未知電阻Rx進(jìn)行測(cè)量，要求較精確地測(cè)量電阻的阻值。有下列器材供選用：A．待測(cè)電阻RxB．電壓表V(量程6V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表A1(量程20mA，內(nèi)阻約5Ω)D．電流表A2(量程10mA，內(nèi)阻約10Ω)E．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω，額定電流2A)F．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，額定電流0.5A)G．直流電源E(6V，內(nèi)阻約1Ω)H．多用電表I．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)甲同學(xué)用多用電表干脆測(cè)量待測(cè)電阻的阻值如圖甲所示。若選用歐姆表“×100”擋位，則多用表的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω。(2)乙同學(xué)依據(jù)以上器材設(shè)計(jì)了如圖乙所示的測(cè)量電阻的電路，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(選填“R1”或“R2”)；電阻測(cè)量值偏大的主要緣由是________________(選填“電流表內(nèi)阻”或“電壓表內(nèi)阻”)造成的。(3)丙同學(xué)經(jīng)過(guò)反復(fù)思索，利用所給器材設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的測(cè)量電路，詳細(xì)操作如下：①按圖丙連接好試驗(yàn)電路，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片至適當(dāng)位置；②開(kāi)關(guān)S2處于斷開(kāi)狀態(tài)，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片，使電流表A2的示數(shù)恰好為電流表A1的示數(shù)的一半，讀出此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1和電流表A2的示數(shù)I1；③保持開(kāi)關(guān)S1閉合，再閉合開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，適當(dāng)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1的位置，讀出此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2和電流表A2的示數(shù)I2。可測(cè)得待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______，同時(shí)可測(cè)出電流表A1的內(nèi)阻為_(kāi)_______(用U1、U2、I1、I2表示)。(4)比較甲、乙、丙三位同學(xué)測(cè)量電阻Rx的方法中，________同學(xué)的方案最有利于減小系統(tǒng)誤差。解析：(1)用歐姆表“×100”擋位，由圖示歐姆表表盤可知，多用電表的讀數(shù)為6×100Ω＝600Ω。(2)滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，為便利試驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器R1。由于電流表的分壓作用，導(dǎo)致電阻兩端電壓偏大，所以電阻測(cè)量值偏大，即電阻測(cè)量值偏大的主要緣由是電流表分壓。(3)設(shè)電流表A1的內(nèi)阻為r1，依據(jù)試驗(yàn)步驟②可知U1＝I1Rx＋2I1r1，R2＝Rx依據(jù)步驟③可得U2＝I2Rx解得Rx＝eq\f(U2,I2)，r1＝eq\f(U1,2I1)－eq\f(U2,2I2)。(4)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)方法中，實(shí)際測(cè)得的阻值為Rx與電流表內(nèi)阻的串聯(lián)阻值，測(cè)量值偏大，而且電流表內(nèi)阻未知，相比而言，丙同學(xué)的方法更有利于減小系統(tǒng)誤差。答案：(1)600(2)R1電流表內(nèi)阻(3)eq\f(U2,I2)eq\f(U1,2I1)－eq\f(U2,2I2)(4)丙3．LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某試驗(yàn)小組要精確測(cè)定額定電壓為3V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，已知該燈正常工作時(shí)電阻大約500Ω，電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。試驗(yàn)室供應(yīng)的器材有：A．電流表A1(量程為0～5mA，內(nèi)阻RA1約為3Ω)B．電流表A2(量程為0～4mA，內(nèi)阻RA2＝10Ω)C．電壓表V(量程為0～10V，內(nèi)阻RV＝1000Ω)D．定值電阻R1＝590ΩE．定值電阻R2＝990ΩF．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)G．蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻很小)H．開(kāi)關(guān)S一只，導(dǎo)線若干 (1)如圖1所示，請(qǐng)選擇合適的器材，電表1為_(kāi)_________，電表2為_(kāi)___________，定值電阻為_(kāi)_______。(填寫(xiě)器材前的字母序號(hào))(2)請(qǐng)將圖2中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整。(3)請(qǐng)寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式：Rx＝________(電表1的讀數(shù)用a表示，電表2的讀數(shù)用b表示，其余電學(xué)量用題中所對(duì)應(yīng)的電學(xué)符號(hào)表示)。解析：(1)LED燈正常工作時(shí)的電流約為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(3,500)A＝0.006A＝6mA，故電表1選用A；要精確測(cè)定額定電壓為3V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測(cè)量LED燈兩端的電壓和通過(guò)LED燈的電流，由于電壓表的量程較大，測(cè)量誤差較大，不能用電壓表測(cè)量LED兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測(cè)量電壓，故電表2選用B；要改裝成量程為3V的電壓表，須要串聯(lián)的電阻為R＝eq\f(ULED,I2g)－RA2＝eq\f(3,0.004)Ω－10Ω＝740Ω，則定值電阻應(yīng)選E，量程等于4V。(2)因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED燈的電阻，所以滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，實(shí)物連線如圖