- 2021-04-12 发布 |
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文档介绍
专题16+电学实验(押题专练)-2019年高考物理二轮复习精品资料
1.某同学用以下器材接成如图2甲所示的电路,并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘,成功地改装了一个简易的“R×1 k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10~20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意,表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下: 图2 A.满偏电流Ig=100 μA的微安表一个 B.电动势E=1.5 V,电阻可忽略不计的电池 C.阻值调至14 kΩ的电阻箱R D.红、黑测试表笔和导线若干 (1)根据题中信息可知原微安表的内阻Rg=________ Ω. (2)在图甲电路的基础上,不换微安表和电池,图乙的刻度也不改变,仅增加1个电阻,就能改装成“R×1”的欧姆表.要增加的电阻应接在________之间(填a、b、c),电阻阻值为________.(保留两位有效数字) (3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图. 学科……&网 【答案】(1)1 k (2)a、c 15 Ω (3)见解析图 【解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10~20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意” 2.一只小灯泡,额定功率为0.75 W,额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U==1.5 V.B小组同学认为A小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量数据来绘制灯泡的U-I图线,进而找到灯泡的额定电压. A.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ) B.电流表A1(量程1 500 mA,内阻约0.02 Ω) C.电流表A2(量程500 mA,内阻约0.6 Ω) D.滑动变阻器R1 (0~10 Ω) E.滑动变阻器R2(0~100 Ω) F.电源E(电动势4.0 V,内阻不计) G.开关S和导线若干 H.待测灯泡L(额定功率0.75 W,额定电压未知) (1)在实验过程中,B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,在下面所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中,电流表选________(选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”). (2)当电压达到1.23 V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70 V时,灯泡功率已超过额定功率,便立即断开开关,并将所测数据记录在下面表格中. 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 请你根据表中实验数据在图5中作出灯泡的U-I图线. 图5 (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________ V;显然这一结果大于1.5 V,究其原因是________________________________. 【答案】(1)见解析图 A2 R1 (2)见解析图 (3)2.5(2.4~2.6均可) 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大) 【解析】(1)题目表格中电流最大310 mA,考虑测量的精确度,故电流表选择A2; 要描绘小灯泡的U-I图象,电压要从零开始连续调节,故滑动变阻器用分压式接法,选择小量程的变 3.某同学利用如图1所示的电路,测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL,实验室提供下列器材: ①待测线圈L,阻值约为2 Ω,额定电流为2 A ②电流表A1量程为0.6 A,内阻r1为0.2 Ω ③电流表A2量程为3 A,内阻r2约为0.2 Ω ④变阻器R1阻值为0~10 Ω,变阻器R2阻值为0~1 kΩ ⑤电池 E,电动势为9 V,内阻很小 ⑥定值电阻 R3=10 Ω,R4=1 000 Ω ⑦开关S1、S2 图1 要求实验时,改变变阻器的阻值,待电路稳定时,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2,利用I2-I1的图象,求出电感线圈的电阻. (1)实验中定值电阻应选用________,变阻器应选用________.(填代号) (2)I2-I1对应的函数关系式为__________.(选用题干所给出的物理符号表示) (3)实验结束时应先断开开关________,后断开开关________. 学#¥科网 (4)由I2-I1图象得出的平均值为6.0,则电感线圈的直流电阻为________.(结果保留3位有效数字) 【答案】(1)R3 R1 (2)I2=I1 (3)S2 S1 (4)2.04 Ω 【解析】(1)采用已知内阻的小量程电流表A1替代电压表测量电压,需要串联一个大于等于R= Ω-0.2 Ω≈6.5 Ω的定值电阻,所以实验中定值电阻应选用阻值为10 Ω的R3, 4.高电阻放电法测电容的实验,是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电电压为U时所带的电荷量Q,从而再求出待测电容器的电容C,某同学的实验情况如下: 图2 (1)按图2甲所示电路连接好实验电路. (2)接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下这时电流表的示数I0=500 μA、电压表的示数U0=6.0 V,I0 和U0 分别是电容器放电的初始电流和初始电压,此时电阻箱R的阻值为8.5 kΩ,则电流表的内阻为________ kΩ. (3)断开开关S,同时开始计时,每隔5 s或10 s读一次电流I的值,将测得数据填入预先设计的表格中,根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的点,如图乙中用“×”表示的点. (4)请在图乙中描绘出电流随时间变化的图线,并根据图线估算出该电容器两端电压为U0时所带的电荷量Q0约为________ C;(结果保留两位有效数字) (5)根据公式________来计算电容器的电容.(只要求写出表达式,不要求计算结果) 【答案】(2)3.5 (4)如图所示 8.0×10-3 (5)C= 轴所围的格数的面积,则利用数格子方法,估算出电容器两端电压为U0时的电量为:Q0=32×2.5×10-4 C=8.0×10-3 C (5)根据电容的定义式可知,利用C=可求出电容C. 5.某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值,设计了如图7甲所示的电路,其中R0为电阻箱,Rx为金属热电阻,电压表可看做理想电表,电源使用的是稳压学生电源(内阻不计),实验步骤如下: ①按照电路图连接好电路 ②记录当前温度t ③将单刀双掷开关S与1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值R1 ④将单刀双掷开关S与2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值R2 ⑤改变温度,重复② ~ ④的步骤 图7 (1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为:Rx =________,根据测量数据画出其电阻Rx随温度t变化的关系如图乙所示; 学科@#网 (2)若调节电阻箱阻值,使R0 = 120 Ω,则可判断,当环境温度为________时,金属热电阻消耗的功率最大. 【答案】(1) (2)20 ℃ 6.实验室里有一只“WA200”型的二极管,但它两端的“+”“-”号被磨掉了.小王想测出它的正负极,并测量它的正向电阻、反向电阻.小王先在网上查出该型二极管的正向电阻约5 Ω、反向电阻约50 Ω.小王在实验室找出以下器材: 电流表A,量程0.6 A,内阻rA=0.1 Ω 电压表V1,量程2 V,内阻rV=1 kΩ 电压表V2,量程3 V,内阻约为2 kΩ 定值电阻R1,阻值R1=40 Ω 滑动变阻器R2,阻值范围0~5 Ω 电源E,电动势3 V,内阻不计 开关及导线若干 图8 (1)小王先在二极管两端标上A和B,按如图8甲所示电路连接.他发现电流表、电压表的示数都几乎不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好),说明哪端是二极管的正极________(填A或B). (2)小王标出了二极管的正负极,接着他设计了如图乙所示的电路.某次测量中读出电压表读数为U、电流表的读数为I,则二极管“正向电阻”的精确计算式R=________(用读数和字母表示). (3)请您选用上面器材,帮小王设计一个测量二极管“反向电阻”的电路,填在图丙的方框内.要求:能够多次测量、尽量精确. 【答案】(1)B (2)-rA (3)见解析图 【解析】(1)因电压表和电流表均不随变阻器的阻值变化而变化,说明二极管反向接入,故B端为二极 7.某同学用如图9所示电路进行实验,测定电源电动势、电压表内阻及电流表量程.器材如下: 图9 电源E(电动势大小、内阻未知); 电流表G(总刻度30小格,量程未知,内阻不计); 电阻箱R(0~9 999.9 Ω); 电压表V(0~3 V); 单刀双掷开关S及导线若干. 实验步骤如下: a.单刀双掷开关S接1,调节电阻箱阻值,使电流表满偏(指针偏转30格),读出此时电阻箱阻值为800.0 Ω. b.继续调节电阻箱阻值,当电流表半偏(指针偏转15格)时,读出电阻箱阻值为1 800.0 Ω. c.开关S接2,把电阻箱阻值调为0,读出此时电流表指针偏转10格,电压表示数2.80 V. 请回答下列问题: (1)开关S闭合前应把电阻箱阻值调为________;(填“最大值”或“最小值”) (2)由以上测量数据可推算得到电压表内阻RV=________ Ω,电流表量程为________ mA,电源电动势E=________ V; 学#@科网 (3)若电流表和电阻箱中只有一个断路;该同学利用电路中的电压表来检查故障,具体做法为:开关S断开,用一根导线一端连接2,则另一端应接电路________点(填“a”或“b”).判断依据是____________________________. 【答案】(1)最大值 (2)2 800 3.0 3.0 (3)b 若电压表有读数,则故障为电阻箱断路;若电压表无读数,则故障为电流表断路 电压表有读数,则故障为电阻箱断路;若电压表无读数,则故障为电流表断路. 8.LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约为500 Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同. 实验室提供的器材有: A.电流表A1(量程为50 mA,内阻RA1约为3 Ω) B.电流表A2(量程为3 mA,内阻RA2=15 Ω) C.定值电阻R1=697 Ω D.定值电阻R2=1 985 Ω E.滑动变阻器R(0~20 Ω) F.电压表V(量程0~12 V,内阻RV=1 kΩ) G.蓄电池E(电动势为12 V,内阻很小) H.开关S (1)部分电路原理图如图1所示,请选择合适的器材,电表1为________,电表2为________,定值电阻为________.(填写器材前的字母编号) 图1 (2)将电路图补充完整. (3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=________(用已知量和测量量表示),当表达式中的________(填字母)达到________,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作的电阻. 【答案】(1)F B D (2)如图所示 (3) I2 1.5 mA 【解析】(1)电表2与定值电阻串联,应是电流表,根据电流表示数可得LED两端的电压,由于电流表 9.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势为3 V,内阻为1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.(电压表和电流表均视为理想电表) 图2 (1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图2甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而________.(选填“增大”“减小”或“不变”) 学&……*科网 (2)根据图甲,在图乙中把缺少的导线补全,连接成实验的电路. (3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC 之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是________ W.(计算结果保留2位有效数字) 【答案】(1)增大 (2)见解析图 (3)0.33 【解析】(1)根据欧姆定律R=知,小灯泡的电阻随电压增大而增大. 10.要测量一节内阻较大的干电池的电动势和内阻,某同学设计了如图3所示的实验电路,电路中的定值电阻R1=8 Ω. 图3 (1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最右端.闭合开关后,调节滑动变阻器,记录多组电压表的示数U1、U2,填在下表中,请根据表格数据在图4所示的坐标系中作出U2-U1的图象. U1/V 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U2/V 1.05 0.90 0.75 0.70 0.45 0.30 图4 根据作出的图象可得到电池的电动势E=________ V,电池的内阻r=________ Ω. (2)由于电压表________(填“V1”或“V2”)内阻的存在,测得的干电池电动势________(填“大于”“等于”或“小于”)电动势的真实值,测得的干电池内阻________(填“大于”“等于”或“小于”)内阻的真实值. 【答案】(1)如图所示 1.20 4.0 (2)V1 等于 大于 11.为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,提供的器材有: 学@#科网 A.电流表G,内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=6 mA B.电压表V,量程为6 V C.螺旋测微器,毫米刻度尺 D.电阻箱R0 (0~99.99 Ω) E.滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω) F.电池组E(电动势为6 V,内阻约为0.05 Ω) G.一个开关S和导线若干 图5 (1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用________挡(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图5甲所示. (2)把电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=________ Ω.(结果保留三位有效数字) (3)为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值,请根据提供的器材和实验需要,将图乙中电路图补画完整. (4)测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为d,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电压表V的示数为U,电流表G的示数为I.请用已知量和测量量的字母符号,写出计算电阻率的表达式ρ=________. 【答案】(1)×1 (2)1.21 (3)见解析图 (4) 【解析】(1)因欧姆表不均匀,要求欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时读数较准,当用“×10”挡时发 12.某探究活动小组自主设计了实验装置来测量物体的带电量.如图6所示是一个外表面镀有金属膜的空心带电小球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度θ的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(金属板间电场可看做匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、电流表(已知内阻rA=1 Ω)、开关、滑动变阻器R及导线若干.已知重力加速度为g. 图6 根据题意回答下列问题: (1)实验电路如图甲已接好,在实验中能够准确读出多组相应的电压表示数U、电流表示数I和丝线偏离竖直方向的角度θ;探究小组同学以电压U为纵坐标,以tan θ为横坐标,建立直角坐标系.通过绘制图线得到一条倾斜直线(题中未画出),得出斜率为k.为了求出小球所带电荷量q,该小组同学还必须测量的物理量有________、________(写出物理量名称及其符号),则小球的带电荷量q=________(用题目中给出的和测量的物理量符号表示); (2)实验探究过程中,有同学提出用此电路可以测电源电动势和内阻,通过改变滑动变阻器的位置,从而改变电表的示数,他设计出以电压U为纵坐标,以电流I为横坐标,建立直角坐标系,作出U-I 图线如图乙所示,由此可求得电动势为E=________,内阻r的准确测量值为________. 学科¥%网 【答案】(1)小球的质量m 金属板间距离d (2)2.8 V 1 Ω 【解析】(1) 小球在电场力、拉力以及重力作用下保持静止状态,则可知电场力与拉力的合力等于重力;受力分析 因电路图采用相对电源内接法,故图象的斜率表示电源内阻与电流表内阻之和,则可知电源内阻与电流表内阻之和r′= Ω=2 Ω; 则电源内阻r=r′-rA=2 Ω-1 Ω=1 Ω. 13.采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时,由于电表因素带来了实验的系统误差.某研究性学习小组对此进行探究实验,设计出如图7所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路,E′是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G. 图7 (1)请你补充实验步骤: ①闭合开关S1、S2,调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势φA、φB的关系是φA________φB(选填“远大于”“远小于”或“等于”).读出电流表和电压表的示数I1和U1; ②改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得________,读出________. (2)由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势E表达式为________、内电阻r的表达式________. (3)该实验方案的优点是消除了________误差. 【答案】(1)①等于 ②G读数为零 电压表读数U2、电流表读数I2 (2) (3)系统 【解析】(1)①闭合开关S1、S2,调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势φA、 14.某实验小组用如下器材设计一个欧姆表: A.电流表G(满偏电流为Ig,内阻为Rg) B.电源:电动势为E,内阻为r C.滑动变阻器R D.红表笔a、黑表笔b (1)将如下图所示器材连成一个欧姆表. (2)组装好电路后将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器使电流表满偏,此时滑动变阻器连入电路的阻值为________. (3)将待测电阻R1连入电路,发现电流表示数Ig,则R1的阻值为________. 【答案】(1)如图所示 (2)-Rg-r (3) 15.某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约为300 Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同. 学%……科网 实验室提供的器材有: A.电流表A1(量程为15 mA,内阻RA1约为10 Ω) B.电流表A2(量程为2 mA,内阻RA2=20 Ω) C.定值电阻R1=10 Ω D.定值电阻R2=1 980 Ω E.滑动变阻器R(0~20 Ω)一个 F.电压表V(量程为15 V,内阻RV约为3 kΩ) G.蓄电池E(电动势为4 V,内阻很小) H.开关S一个 (1)要完成实验,除蓄电池、开关、滑动变阻器外,还需选择的器材有________(填写器材前的字母编号). (2)画出实验电路图. (3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=________,说明式中题目未给出的各物理量的意义:___________________________________________. 【答案】(1)ABD (2)见解析图 (3) I1、I2分别为电流表A1、A2的读数 【解析】(1)要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通 16.某学习小组研究一个标有“3.6 V 1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: ①电流表A,量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω; ②电压表V,量程0~15 V,内阻约为15 kΩ; ③滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω; ④学生电源E,电动势为4 V,内阻不计; ⑤开关S及导线若干. (1)该学习小组中的某同学设计了如图甲所示的电路进行测量,请按照图甲所示的实物图帮该同学将图乙中的电路图补充完整. (2)该同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量结果.于是又从实验室找来一只量程为Ig=100 μA、内阻Rg=1 000 Ω的灵敏电流计,想把该灵敏电流计改装成量程为5 V的电压表,则需串联一个阻值为________ Ω的电阻. (3)该同学用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如下表所示.请在图丙中的坐标纸上画出I1-I2图线. I1(A) 0 0.19 0.30 0.37 0.43 0.46 0.48 0.49 I2(μA) 0 10 20 30 40 50 60 70 (4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中,则该小电珠消耗的电功率约为________ W.(已知电源的电动势为E=3.0 V,内阻r=1.5 Ω,定值电阻R0=4.5 Ω,结果保留两位有效数字.提示:可作出该小电珠在此电路中的I-U图象帮助求解.) 【答案】(1)如图所示 (2)49 000 (3)如图所示 (4)0.35 17.某同学设计了一个如图甲所示的实验电路,用以测定电源的电动势和内阻,使用的实验器材为:待测一节干电池、电流表A(量程0.6 A,内阻小于1 Ω)、电流表A1(量程0.6 A,内阻不知)、电阻箱(0~99.99 Ω)、滑动变阻器(0~10 Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略. 学¥%科网 (1)该同学按图甲连线,闭合开关K,将开关S与C接通,通过调节滑动变阻器和电阻箱,读取电流表A的示数为0.20 A、电流表A1的示数为0.60 A、电阻箱(如图乙)的示数为________Ω,则电流表A的内阻为________Ω. (2)利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻的实验步骤: ①请同学们按图甲所示电路在图丙中的实物上完成实验所需的线路连接; ②断开开关K,调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数; ③重复实验步骤②进行多次测量. (3)图丁是由实验数据绘出的-R图象,由此求出干电池的电动势E=________V、内阻r=________Ω.(计算结果保留两位有效数字) 【答案】(1)0.10 0.20 (2)如图所示 (3)1.5 0.25查看更多