【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考物理二輪復(fù)習(xí)(江蘇專用)-專題提升訓(xùn)練-第12講-電學(xué)實驗中常考的4個問題

第12講電學(xué)試驗中?？嫉?個問題1．為了測量電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)接受照實物圖5－12－26所示的試驗電路．其中：圖5－12－26 A1是待測電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω； A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA； R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω； R2是滑動變阻器； R3是愛護(hù)電阻； E是電池組，電動勢為4V，內(nèi)阻不計； S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)． (1)①試驗中滑動變阻器接受________接法(填“分壓”或“限流”) ②依據(jù)如圖5－12－26所示電路的實物圖，請在虛線中框畫出試驗電路圖． (2)請將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整： ①連接好電路，將滑動變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；將開關(guān)S2扳到接點a處，接通開關(guān)S1；調(diào)整滑動變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150μA. ②將開關(guān)S2扳到接點b處，________，使電流表A2的讀數(shù)仍是150μA.圖5－12－27 ③若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖5－12－27所示，則待測電流表A1的內(nèi)阻Rg＝________Ω. (3)上述試驗中，無論怎樣調(diào)整滑動變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的平安．在下面供應(yīng)的四個電阻中，愛護(hù)電阻R3應(yīng)選用________．(填寫阻值前相應(yīng)的字母) A．200kΩ B．20kΩ C．15kΩ D．150kΩ 解析(1)①該電路滑動變阻器為限流接法．②電路圖如圖所示． (2)①閉合開關(guān)之前，應(yīng)使滑動變阻器的阻值最大，滑片在最左端；②本試驗使用替代法測量電流表的內(nèi)阻，因此開關(guān)S2接a和接b時電流表A2的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)相同，開關(guān)接b時，需調(diào)整電阻箱R1.③電阻箱表示的阻值大小等于被測電流表的內(nèi)阻，讀數(shù)為86.3Ω. (3)當(dāng)滑動變阻器R2的阻值為零時，電路中的電流不能超過兩個電流表的量程，即I＝eq\f(E,R3)≤200×10－6A，解得R3≥20kΩ. 答案(1)①限流②見解析圖 (2)①左②調(diào)整電阻箱R1③86.3Ω (3)ABD2．(2022·德州二模)如圖5－12－28所示，是某同學(xué)設(shè)計的一個測電源電動勢和內(nèi)阻的原理圖，待測電源電動勢E、內(nèi)阻r，電壓表V的量程為3V，內(nèi)阻格外大(可視為抱負(fù)電壓表)，電阻箱R，一段電阻未知的電阻絲R0，單刀單擲開關(guān)K1，單刀雙擲開關(guān)K2，試驗步驟如下圖5－12－28 ①調(diào)整電阻箱的阻值為20Ω，K2接到a，閉合K1，登記電壓表的讀數(shù)為2.00V，斷開K1； ②保持電阻箱的阻值不變，K2切換到b，閉合K1，登記圖5－12－29所示電壓表的讀數(shù)為________V，斷開K1.由此可以算出電阻絲的電阻R0為________Ω； ③將K2再切換到a，閉合K1，多次調(diào)整電阻箱，讀出多組電組箱的示數(shù)和對應(yīng)的電壓表的示數(shù)，斷開K1.由測得的數(shù)據(jù)，繪出如圖5－12－30所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖象．依據(jù)圖象可以求得電源電動勢E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖5－12－29圖5－12－30 ④依據(jù)原理圖連接實物圖5－12－31圖5－12－31 答案②2.404.00(或4)③2.50.69④如圖所示3．(2022·揚(yáng)州市高三第四次調(diào)研)小明同學(xué)為了測定某太陽能硅光電池組的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了圖5－12－32甲所示的電路，在肯定光照條件下進(jìn)行試驗：圖5－12－32 (1)請依據(jù)圖甲完成圖5－12－32乙中實物的連線． (2)將測量出來的數(shù)據(jù)記錄在下表中，其中第4組數(shù)據(jù)的電壓如圖5－12－33甲所示，則電壓為________V.12345678U/V1.771.751.701.541.271.000.50I/μA1230486068768086 (3)將這些數(shù)據(jù)在圖5－12－32乙中描點，第4組數(shù)據(jù)還未描出．圖5－12－33 ①請在圖5－12－33乙中描出第4組數(shù)據(jù)的點，作出該硅光電池組的U－I圖線； ②由此U－I圖線可知，該硅光電池組的電動勢E＝________V，電池組的內(nèi)阻隨其輸出電流的變化而轉(zhuǎn)變，在電流為86μA時，該電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留三位有效數(shù)字)． 解析(1)所連的實物圖如圖a所示． (2)電壓表的讀數(shù)為U＝1.65V. (3)①該硅光電池組的U－I圖線如圖b所示． ②由U－I圖象可知電源的電動勢E＝1.80V. 由U－I圖線可以看出在電流為86μA時，外電壓為U＝0.50V，此時的內(nèi)電壓為U′＝E－U＝1.30V，所以該電池組的內(nèi)阻為r＝eq\f(U′,I)＝eq\f(1.30,86×10－6)Ω＝1.51×104Ω. 答案(1)如圖a所示 (2)1.65 (3)①如圖b所示②1.801.51×1044．(2022·山東卷，22)試驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過試驗測定其實際長度．該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖5－12－34甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實際長度．圖5－12－34 可供使用的器材有： 電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω； 電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ； 滑動變阻器R1：最大阻值5Ω； 滑動變阻器R2：最大阻值20Ω； 定值電阻：R0＝3Ω； 電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計； 開關(guān)、導(dǎo)線若干． 回答下列問題： (1)試驗中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“ (2)在實物圖5－12－35中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請依據(jù)圖5－12－34甲電路完成剩余部分的連接．圖5－12－35 (3)調(diào)整滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V. (4)導(dǎo)線實際長度為________m(保留2位有效數(shù)字)． 解析(1)由(3)中電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表的讀數(shù)為2.30V可知，Rx和R0的總阻值約為4.60歐姆，若選用滑動變阻器R1，電源電壓為6V，電流表的量程只有0.6A，會把電流表燒壞，故滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選R2.閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端保證連入電阻最大． (2)見答案圖 (3)由于電壓表量程0～3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)為2.30V (4)Rx的阻值為1.60歐姆，由R＝ρeq\f(l,S)可知，l＝eq\f(RS,ρ)＝eq\f(1.60×1.0×10－6,1.7×10－8)m≈94m. 答案(1)R2a (3)2.30(2.29、2.31均正確)(4)94(93、95均正確)5．(2022·安徽卷，21Ⅱ)某同學(xué)為了測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下試驗． (1)他先用多用表進(jìn)行了正確的測量，測量時指針位置如圖5－12－36所示，得到電壓表的內(nèi)阻為3.00×103Ω，此時電壓表的指針也偏轉(zhuǎn)了．已知多用表歐姆擋表盤中心刻度值為“15”，表內(nèi)電池電動勢為1.5V，則電壓表的示數(shù)應(yīng)為________V(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．圖5－12－36 (2)為了更精確?????地測量該電壓表的內(nèi)阻RV，該同學(xué)設(shè)計了圖5－12－37所示的電路圖，試驗步驟如下：圖5－12－37 A．?dāng)嚅_開關(guān)S，按圖乙連接好電路； B．把滑動變阻器R的滑片P滑到b端； C．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零； D．閉合開關(guān)S； E．移動滑動變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3V位置； F．保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，調(diào)整電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5V位置，讀出此時電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測量值； G．?dāng)嚅_開關(guān)S. 試驗中可供選擇的試驗器材有： a．待測電壓表 b．滑動變阻器：最大阻值2000Ω c．滑動變阻器：最大阻值10Ω d．電阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小轉(zhuǎn)變量為0.1Ω e．電阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小轉(zhuǎn)變量為0.1Ω f．電池組：電動勢約6V，內(nèi)阻可忽視 g．開關(guān)、導(dǎo)線若干 依據(jù)這位同學(xué)設(shè)計的試驗方法，回答下列問題： ①要使測量更精確，除了選用電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外，還應(yīng)從供應(yīng)的滑動變阻器中選用________(填“b”或“c”)，電阻箱中選用________(填“d”或“e”)． ②電壓表內(nèi)阻RV的測量值R測和真實值R真相比，R測________R真(填“＞”或“＜”)；若RV越大，則eq\f(|R測－R真|,R真)越________(填“大”或“小”)． 解析(1)電壓表的示數(shù)即為等效電路的路端電壓，由表盤讀數(shù)可知，現(xiàn)在的歐姆表用的是“×100” U＝eq\f(E,RV＋r)RV＝1.0V (2)①滑動變阻器選擇分壓式接法，故選擇阻值較小的，c可用；電壓表半偏時，所串聯(lián)變阻箱電阻約為3000Ω，故變