【物理】2018届二轮复习电学实验学案

【物理】2018届二轮复习电学实验学案

‎　电学实验 ‎(限时：40分钟)‎ ‎1．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3 Ω，实验室备有下列实验器材：‎ A．电压表V(量程3 V，内阻约为3 kΩ)‎ B．电流表A(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)‎ C．滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流0.5 A)‎ D．电源E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)‎ E．开关S，导线若干 甲　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　丁 图1414‎ ‎(1)为减小实验误差，应选用图1414中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图．‎ ‎(2)现用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如图23丙，则直径为______mm.图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为______Ω·m.(结果保留三位有效数字)‎ ‎【解析】　(1)因＝＝1 000，＝＝3，‎ 则有>，电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙．‎ ‎(2)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01×10.8 mm＝0.108 mm，所以最终读数为0.608 mm.‎ 由图示电压表可知，其量程为3 V，分度值为0.1 V，示数为1.20 V，由图示电流表可知，其量程为0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.50 A，电阻阻值：Rx＝＝ Ω＝2.4 Ω；由Rx＝ρ可知，电阻率：ρ＝＝ Ω·m≈1.16×10－6 Ω·m.‎ ‎【答案】　(1)乙　(2)0.608(0.606～0.609均正确)‎ ‎1．16×10－6(1.15×10－6～1.17×10－6均正确)‎ ‎2．(8分)(2017·“超级全能生”26省联考)某同学用下列器材组装的简易欧姆表，如图1415所示．‎ a．干电池一节：电动势为1.5 V且其内电阻可忽略；‎ b．电流计一块：量程为0至1 mA，最小刻度0.1 mA，内电阻20 Ω；‎ c．可变电阻一只：阻值范围为100 Ω至2 500 Ω.‎ ‎(1)测量电阻前，先进行欧姆调零．将可变电阻P的阻值调节为R＝________‎ ‎，此时电流计指针指到最大刻度；‎ ‎(2)欧姆表正确调零后，将待测电阻的两端分别连至红、黑表笔，若电流计的示数为0.5 mA，待测电阻的阻值Rx＝________；‎ ‎(3)若将电流计示数范围限制在0.1 mA到0.9 mA之间，欧姆表可测量的电阻范围为________；‎ ‎(4)如果将r＝20 Ω的电阻与电流计并联，重新调零后，与第(3)问相比，可测量的电阻范围将如何变化？‎ 图1415‎ ‎【解析】　(1)电流计的读数为1 mA时，全电路的电阻为＝1 500 Ω.所以，可变电阻的阻值为1 500 Ω－20 Ω＝1 480 Ω.‎ ‎(2)调零后，可变电阻的阻值为1 480 Ω，电流计的示数为0.5 mA时，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω＝1 500 Ω(即欧姆表内阻等于中值电阻)．‎ ‎(3)电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω＝13 500 Ω；电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω≈167 Ω.欧姆表可量测的电阻范围167 Ω～13 500 Ω.‎ ‎(4)可测量的电阻范围将变小，因电流计两端并联与电流计内阻相同的电阻后，电路中的总电流变为原来的两倍，而电池的电动势仍为1.5 V，故可测量的电阻范围将变小．‎ 或者：电阻与电流计并联后，调零时，通过电流计的最大电流为1 mA，通过干路的电流为2 mA，全电路的电阻为＝750 Ω.‎ 所以，可变电阻的阻值为750 Ω－10 Ω＝740 Ω.‎ 电流计示数0.1 mA，待测电阻的阻值为－740 Ω－10 Ω＝6 750 Ω，‎ 电流计示数0.9 mA，待测电阻的阻值为－740 Ω－10 Ω≈83 Ω，‎ 欧姆表可量测的电阻范围83 Ω～6 750 Ω.‎ ‎【答案】　(1)1 480 Ω　(2)1 500 Ω　(3)167 Ω～13 500 Ω ‎(4)可测量的电阻范围将变小或者83 Ω～6 750 Ω ‎3．(9分)(2017·海淀期末)利用如图1416所示的电路测量一个满偏电流为300 μA，内阻rg约为100 Ω的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：‎ 图1416‎ A．滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω)‎ B．滑动变阻器(阻值范围0～1 750 Ω)‎ C．滑动变阻器(阻值范围0～30 kΩ)‎ D．电源(电动势1.5 V，内阻0.5 Ω)‎ E．电源(电动势8 V，内阻2 Ω)‎ F．电源(电动势12 V，内阻3 Ω)‎ ‎(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用________，电源E应选用________．(选填器材前面的字母序号) ‎ ‎(2)实验时要进行的主要步骤有：‎ A．断开S2，闭合S1‎ B．调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 C．闭合S2‎ D．调节R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二 E．记下此时R′的阻值为190 Ω 则待测电流表的内阻rg的测量值为________ Ω，该测量值________此电流表内阻的真实值．(选填“大于”“小于”或“等于”) ‎ ‎【导学号：19624169】‎ ‎【解析】　(1)在半偏法测电流表的电阻实验中，两次步骤的干路电流为了保持不变，即滑动变阻器尽量选择较大的，电源电压尽量选择较大的，故滑动变阻器R应选用C；电源E应选用E，为什么不选F呢？因为如果选择了F，由于它的电压太大，当变阻器的电阻达到最大时电路中的最小电流I＝＝400 μA，故不能使电流表满偏；(2)当电流表满偏时，说明干路电流为300 μA，若使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，即200 μA时，通过电阻箱R′的电流就为100 μA，由于电流表与电阻箱的电流之比为2∶1，则它们的电阻之比为1∶2，所以电流表的电阻为190 Ω/2＝95 Ω；该测量值小于电流表的真实值，因为实际干路的电流会比300 μA稍大一些，故电阻箱的电流会比100 μA稍大一些，所以它的电阻就会稍小一些．‎ ‎【答案】　(1)C　E　(2)95　小于 ‎4．(9分)(2017·福州一中模拟)为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5 V、内阻约500 Ω)，现提供下列器材：‎ A．待测电源 B．电压表V(0～3 V，内阻约几千欧)‎ C．电流表A(10 mA，RA＝10 Ω)‎ D．电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)‎ E．滑动变阻器R1(0～20 Ω)‎ F．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω)‎ G．开关及导线 H．干电池若干节(内阻很小)‎ ‎(1)实验中需要将电压表改装．首先测定其内阻，某同学采用图1417甲所示的电路，电源为干电池组．开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到________(选填“零”或“最大”)．闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R01＝2 950 Ω；当电压表指针半偏时，阻值为R02＝8 900 Ω，则电压表内阻RV＝________Ω.‎ 图1417‎ ‎(2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻．电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V的电压表，则R0＝________Ω；滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)．‎ ‎(3)根据实验测得数据，作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知E＝________V，r＝________Ω.‎ ‎【解析】　(1)开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到最大．‎ 由U＋·R01＝0.5 U＋·R02解得RV＝3 000 Ω.‎ ‎(2)根据扩大电压表量程原理，电阻箱R0与电压表串联构成量程为6 V的电压表，则R0＝3 000 Ω；滑动变阻器应选阻值范围大的R2.‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律，E＝U＋Ir，结合图线解得E＝5.0 V，图线斜率的绝对值等于内阻r＝500 Ω，所以电源的内阻为490 Ω.‎ ‎【答案】　(1)最大　3 000　(2)3 000　R2　(3)5.0　490‎ ‎5．(8分)(2017·揭阳市揭东一中检测)回答下列问题：(1)如图1418甲，是多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接________，作为欧姆表使用时，选择开关应接________(填“1”“2”或“3”)．使用时，电流一定从________(填“A”或“B”)端流入多用电表．‎ ‎(2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙，调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R的图线如图丙．由图丙可求得电动势E＝________V，内限r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)忽略偶然误差，本实验测得的E测、r测与真实值比较：E测________E真，r测________r真(选填“<”“＝”或“>”). ‎ ‎【导学号：19624170】‎ 图1418‎ ‎【解析】　(1)由图所示可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3；作为欧姆表使用时，选择开关应接2，内部电源被接通，构成欧姆表，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入，即从A端流入．‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律得：E＝IR＋Ir，解得：R＝E－r，‎ 可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则有：E＝ V＝2.9 V，内阻为：r＝1.2 Ω.‎ 将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有：R＝E－(RA＋r)，则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，测量值偏大．而电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确．‎ ‎【答案】　(1)3　2　A　(2)2.9　1.2　＝　>‎ ‎　(2017·曲靖一中月考)如图所示的光学黑箱中，有两只电阻，定值电阻R0＝8 Ω，另一为未知电阻Rx；由箱内抽出三根引线A、B、C.当开关S与C闭合时，电流表的示数为1 A，电压表示数8 V；当开关S与D闭合时，电流表示数为1 A，电压表的示数为10 V.‎ ‎(1)请在黑箱中画出两个电阻和A、B、C的连接图；‎ ‎(2)由图可知Rx＝________Ω.‎ ‎【解析】　(1)由分析的思路可知，电阻R0和Rx是串联在A、B之间的．当S、C闭合时，电压表示数为8 V、电流表示数为1 A，而定值电阻R0的阻值正好是＝8 Ω；因此与C点连接的导线位于R0、Rx之间，且R0与A端相连，Rx与B端相连，作图如下：‎ ‎(2)由题意及(1)题图可知：U0＝8 V，I＝1 A，U＝10 V 所以Rx＝＝＝2 Ω.‎ ‎【答案】　(1)电路图见解析　(2)2‎ ‎6．(8分)二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性．电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．‎ ‎(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线，因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻．其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零．将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小．然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断________(选填“左”或“右”)端为二极管的正极．‎ ‎(2)厂家提供的伏安特性曲线如图1419，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：‎ 图1419‎ A．直流电源E：电动势3 V，内阻忽略不计 B．滑动变阻器R：0～20 Ω C．电压表V1：量程5 V，内阻约50 kΩ D．电压表V2：量程3 V，内阻约20 kΩ E．电流表A：量程0.6 A，内阻约0.5 Ω F．电流表mA：量程50 mA，内阻约5 Ω G．待测二极管D H．单刀单掷开关S，导线若干 为了提高测量结果的准确度，电压表应选用________，电流表应选用________(填序号字母)．‎ ‎(3)为了达到测量目的，请画出正确的实验电路原理图．‎ ‎(4)为了保护二极管，正向电流不要超过25 mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：________.‎ ‎【解析】　(1)欧姆表内部有电源，电源正极接在负接线柱上，当红表笔接触右端时，说明红表笔接入电源的负极；此时指针偏角较小，说明电阻较大，故说明接入了反向电压，故二极管右端应为正极．‎ ‎(2)电源电压为3 V，故电压表应选3 V量程进行测量；而由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50 mA的即可．‎ ‎(3)为了得出完整的图象，应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法，原理图如图．‎ ‎(4)为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25 mA.‎ ‎【答案】　(1)右　(2)D　F　(3)见解析　(4)可能的答案：a.在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用．b.闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25 mA(只要回答合理均可)．‎ ‎7．(10分)(2017·武汉十一中模拟)用伏安法测量一电池的内阻．已知该待测电池的电动势E约为9 V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的实验器材有：‎ 电压表V1(量程5 V)；‎ 电压表V2(量程10 V)；‎ 电流表A1(量程50 mA)；‎ 电流表A2(量程100 mA)；‎ 滑动变阻器R(最大电阻300 Ω)；‎ 定值电阻R1(阻值为200 Ω，额定功率为 W)；‎ 定值电阻R2(阻值为220 Ω，额定功率为1 W)；‎ 开关S；导线若干．‎ 测量数据如图1420坐标纸上UI图线所示．‎ ‎(1)画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号．‎ ‎(2)在设计的电路中，选择定值电阻的根据是________________________．‎ ‎(3)由UI图线求得待测电池的内阻为________Ω.‎ ‎(4)在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是________. ‎ ‎【导学号：19624171】‎ 图1420‎ ‎【解析】　(1)应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，电路图如图所示：‎ ‎(2)定值电阻R1在电路中的最大功率：P1＝I2R1＝(0.05)2×200 W＝0.5 W> W，定值电阻R2在电路中的最大功率：P2＝I2R2＝(0.05)2×220 W＝0.55 W<1 W，为保护电路安全，则定值电阻应选择R2.‎ ‎(3)由图示图象可知，电源内阻r＝＝ Ω＝50 Ω.‎ ‎(4)由实验电路图可知，相对于电源电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表所测电流小于电路电流，电压表分流是造成系统误差的原因．‎ ‎【答案】　(1)电路原理图如解析图所示 ‎(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过 W，R2的功率满足实验要求 ‎(3)50　(4)电压表分流