【先學(xué)后教新思路】2020高考物理一輪復(fù)習(xí)-教案6-電學(xué)實驗

電學(xué)試驗(限時：30分鐘)1．分別用如圖1所示的甲、乙兩種電路測量同一未知電阻的阻值．圖甲中兩表的示數(shù)分別為3V、4mA，圖乙中兩表的示數(shù)分別為4V、3.9mA，則待測電阻Rx的真實值為()圖1A．略小于1kΩ B．略小于750ΩC．略大于1kΩ D．略大于750Ω答案D解析先推斷接受的測量方法，由于在兩種不同的接法中電壓表的示數(shù)變化大，說明測量的是小電阻，這樣電流表分壓較大，應(yīng)當(dāng)接受圖甲進(jìn)行測量比較精確?????．圖甲中測量值為R測＝eq\f(U測,I測)＝750Ω，較真實值偏小．故D項正確．2．用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數(shù)如圖2所示，此示數(shù)為________mm.用游標(biāo)為50分度的卡尺(測量值可精確?????到0.02mm)測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖3所示，可讀出圓柱的 圖2直徑為________mm.圖3答案8.11642.12解析螺旋測微器讀數(shù)時，首先要明確其精確度為0.01mm，讀取固定刻度上的數(shù)值時，要看半毫米刻度線是否露出；游標(biāo)卡尺讀數(shù)時應(yīng)留意精確度、單位，讀法為主尺讀數(shù)加游標(biāo)尺讀數(shù)．螺旋測微器讀數(shù)為(8＋11.6×0.01)mm＝8.116mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)為(42＋6×0.02)mm＝42.12mm.3．如圖4所示為一正在測量中的多用電表表盤．圖4(1)假如是用×10Ω擋測量電阻，則讀數(shù)為________Ω.(2)假如是用直流10mA擋測量電流，則讀數(shù)為______mA.(3)假如是用直流5V擋測量電壓，則讀數(shù)為________V.答案(1)60(2)7.2(3)3.57解析用歐姆擋測量時，用最上面一排數(shù)據(jù)讀數(shù)，讀數(shù)為6×10Ω＝60Ω；用直流電流擋測量時，讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù)，讀數(shù)為7.2mA；用直流電壓擋測量時，讀取中間的三排數(shù)據(jù)的中間一排數(shù)據(jù)較好，讀數(shù)為35.7×0.1V＝3.57V.4．(2022·天津理綜·9(3))某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的試驗時，需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻．他設(shè)計了一個用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內(nèi)阻的電路，如圖5所示．已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱．該同學(xué)順當(dāng)完成了這個試驗． 圖5①試驗過程包含以下步驟，其合理的挨次依次為________(填步驟的字母代號)；A．合上開關(guān)S2B．分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大C．登記R2的最終示數(shù)D．反復(fù)調(diào)整R1和R2的阻值，使G1的示數(shù)仍為I1，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，此時R2的最終示數(shù)為rE．合上開關(guān)S1F．調(diào)整R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時G1的示數(shù)為I1，登記此時G1的示數(shù)②僅從試驗設(shè)計原理上看，用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)；③若要將G2的量程擴(kuò)大為I，并結(jié)合前述試驗過程中測量的結(jié)果，寫出需在G2上并聯(lián)的分流電阻RS的表達(dá)式，RS＝________.答案①BEFADC②相等③eq\f(I1r,I－I1)解析①開關(guān)閉合前應(yīng)使回路中的總電阻值最大，試驗時，先閉合S1，調(diào)整R1使G2滿偏，測出G2的滿偏電流，然后利用半偏法(比較法)測出G2的電阻．故合理的挨次依次為BEFADC.②依據(jù)串、并聯(lián)電路的特點，R2、G2兩端的電壓相等，即eq\f(I1,2)rg＝eq\f(I1,2)r，所以rg＝r，即測量值與真實值相等．③改裝表的原理圖如圖所示，則I1r＝(I－I1)RS所以分流電阻RS＝eq\f(I1r,I－I1).5．(2022·四川理綜·22(2))為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表A．量程為1V、內(nèi)阻大約為1kΩ的電壓表B．量程為2V、內(nèi)阻大約為2kΩ的電壓表C．量程為3V、內(nèi)阻為3kΩ的電壓表選擇電壓表________串聯(lián)________kΩ的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表．(2)利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號、或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為抱負(fù)電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的試驗原理電路圖．(3)依據(jù)以上試驗原理電路圖進(jìn)行試驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50V時，電阻箱的阻值為15.0Ω；電壓表示數(shù)為2.00V時，電阻箱的阻值為40.0Ω，則電源的電動勢E＝____V，內(nèi)阻r＝________Ω.答案(1)或C6(2)見解析圖(3)7.510.0解析(1)、的內(nèi)阻不確定，故應(yīng)選擇進(jìn)行改裝，串聯(lián)電阻R＝(eq\f(U,U0)－1)RV＝(eq\f(9,3)－1)×3kΩ＝6kΩ.(2)本試驗的原理為U＝E－Ir，利用變阻箱和電壓表可獵取電流I，故電路圖如圖所示．(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律知：E＝3U＋eq\f(3U,R′)·r將U1＝1.50V，R1′＝15.0Ω及U2＝2.00V，R2′＝40.0Ω分別代入上式聯(lián)立解方程組得E＝7.5V，r＝10.0Ω.6．兩位同學(xué)在試驗室中利用如圖6甲所示的電路測定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)阻r，調(diào)整滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一位同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)，并依據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I圖線．回答下列問題：甲乙圖6(1)依據(jù)甲、乙兩同學(xué)描繪的圖線，可知 ()A．甲同學(xué)是依據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)B．甲同學(xué)是依據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)C．乙同學(xué)是依據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)D．乙同學(xué)是依據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)(2)圖象中兩直線的交點表示的物理意義是 ()A．滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端B．電源的輸出功率最大C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5WD．電源的效率達(dá)到最大值(3)依據(jù)圖乙，可以求出定值電阻R0＝________Ω，電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(4)該電路中電流表的讀數(shù)能否達(dá)到0.6A，試說明理由．________________________________________________________________________答案(1)AD(2)BC(3)21.51(4)見解析解析(1)從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時，電壓表V1的讀數(shù)減小，電壓表V2的讀數(shù)增大．甲同學(xué)是依據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的，A正確，B錯誤；乙同學(xué)是依據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的，C錯誤，D正確．(2)圖象中兩直線的交點表示電壓表V1的讀數(shù)與電壓表V2的讀數(shù)相等，即滑動變阻器的阻值為0，滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端，A錯誤；從圖象可以得出電阻R0的阻值大于電源的內(nèi)阻，滑動變阻器的阻值減小，電源的輸出功率增大，兩直線的交點對應(yīng)滑動變阻器的阻值為0，即電源的輸出功率最大，B正確；定值電阻R0消耗的功率為：P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，C正確；電源的效率為：η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，U越大，效率越大，D錯誤．(3)從圖象乙可以得出定值電阻R0的阻值為：R0＝eq\f(U2,I)＝eq\f(1.0,0.5)Ω＝2Ω；從甲同學(xué)的圖象可以得出圖象在U軸上的截距為1.5V，即電源的電動勢為1.5V，圖象斜率的確定值為：k＝|eq\f(ΔU1,ΔI)|＝eq\f(0.5,0.5)＝1，即電源的內(nèi)阻為r＝1Ω.(4)該電路中的電流為：I＝eq\f(E,R＋R0＋r)，當(dāng)R最小為0時，電流最大，最大值為：Im＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(1.5,2＋1)A＝0.5A，故該電路中電流表的讀數(shù)不能達(dá)到0.6A.7．有一個小燈泡上標(biāo)有“4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：A．電壓表V1(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表V2(0～10V，內(nèi)阻約20kΩ)C．電流表A1(0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω)D．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω)E．滑動變阻器R1(0～10Ω，2A)F．滑動變阻器R2(0～100Ω，0.2A)G．同學(xué)電源(直流6V)、開關(guān)及導(dǎo)線(1)為了調(diào)整便利，測量盡可能精確?????，試驗中應(yīng)選用電壓表________，電流表________，滑動變阻器________．(填器材前的選項符號)(2)為使試驗誤差盡量減小，要求從零開頭多取幾組數(shù)據(jù)，請在下面的虛線框中畫出試驗電路圖．(3)P為圖7中圖線上的一點，PN為圖線上P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則由圖可知：隨著所加電壓的增加，小燈泡的電阻將________(填“增大”、“減小”或“不變”)；對應(yīng)P點，小燈泡的電阻值約為________Ω.(保留三位有效數(shù)字)

圖7答案(1)ADE(2)見解析圖(3)增大5.33解析(1)由燈泡“4V,2W”可知，I＝eq\f(P,U)＝0.5A，故電壓表選A，電流表選D，要求電壓從0開頭增大，可知用分壓式接法，故滑動變阻器選E.(2)由eq\f(RL,RA)<eq\f(RV,RL)可知電流表外接，電路圖如圖所示．(3)I－U圖象中圖線的斜率為電阻的倒數(shù)，所以隨著電壓的增加，小燈泡的電阻增大，結(jié)合圖象和R＝eq\f(U,I)，可得R＝eq\f(2.4,0.45)Ω≈5.33Ω.8．某同學(xué)為了爭辯“3V,0.3W”的小燈泡L從較低溫度到正常發(fā)光過程中的電阻狀況．設(shè)置了如下器材：電流表A1(量程400mA，內(nèi)阻r1＝5Ω)；電流表A2(量程600mA，內(nèi)阻r2約為1Ω)；電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ)；定值電阻R0(5Ω)；滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流為1A)；滑動變阻器R2(0～250Ω，額定電流為0.3A)；電源E(電動勢3V，內(nèi)阻較小)；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．(1)從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑模谔摼€框內(nèi)畫出試驗電路原理圖，并在圖中標(biāo)出所用儀器的代號．(2)依據(jù)設(shè)計的方案，將圖8中的器材連成符合要求的電路(有個別儀器可能不用)．圖8(3)閉合開關(guān)S，移動滑片P，使________時，可知燈泡正常發(fā)光，此時燈泡的電阻為________(用測量的物理量表示)．答案(1)、(2)見解析圖(3)A1的示數(shù)為300mAeq\f(I1r1＋R0,I2－I1)解析測電阻的基本方法是伏安法，但由于小燈泡的額定電壓為3V，比電壓表的量程小得多，故無法用電壓表測電壓．可設(shè)計讓定值電阻R0與A1串聯(lián)，改裝成一個適當(dāng)量程的電壓表，然后用A2測量小燈泡和改裝電表并聯(lián)后的總電流，這樣通過兩表的示數(shù)就可以知道通過小燈泡的電流為I2－I1，小燈泡兩端的電壓為I1(R0＋r1)，故小燈泡的電阻為RL＝eq\f(I1r1＋R0,I2－I1).