2018届高考物理二轮复习文档：寒假作业（七）　电学实验

2018届高考物理二轮复习文档：寒假作业（七）　电学实验

寒假作业(七)　电学实验 ‎1.(2017·曲靖一中月考)如图所示的电学黑箱中，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，电压表示数为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)分析可知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与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，作图如右：‎ ‎(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 ‎2.(2017·沈阳模拟)在如图所示的电路中，A、B、C为三节干电池，实验中理想电压表和电流表的读数如表所示。‎ 电键位置 电压表U(V)‎ 电流表I(A)‎ K→1‎ ‎1.40‎ ‎0.20‎ K→2‎ ‎2.70‎ ‎0.30‎ ‎(1)如果干电池A和B具有相同的电动势和内阻，根据表中实验数据，可计算出干电池A的电动势为________V，内阻为________Ω(保留两位小数) ；‎ ‎(2)已知干电池C的电动势与A、B相同，当电键K与“3”连接时， ‎ ‎ 电流表的示数变为0.29 A，则其原因是__________________________________。‎ 解析：(1)根据闭合电路的欧姆定律，有 电键K接1时：E＝U1＋I1r①‎ 电键K接2时：2E＝U2＋I2·(2r)②‎ 代入数据 解得：E＝1.50 V，r＝0.50 Ω。‎ ‎(2)K接3时，电源的电动势变大，灯泡电阻不变，电流变小，原因是干电池C是旧电池，内阻较大，功率损耗较大。‎ 答案：(1)1.50　0.50　(2)干电池C是旧电池，内阻较大，功率损耗较大 ‎3．在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理图。‎ 已知选用的电流表内阻Rg＝10 Ω、满偏电流Ig＝10 mA，‎ 当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数值没有标出。‎ ‎(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________。‎ ‎(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：‎ ‎①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏。‎ ‎②将多用电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱示数如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。‎ ‎③计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留2位有效数字)‎ ‎(3)欧姆调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω。(保留2位有效数字)‎ 解析：(1)选择开关接1时测电流，多用电表为量程是10 mA的电流表，其分度值为0.2 mA，示数为6.9 mA；选择开关接3时测电压，多用电表为量程250 V的电压表，其分度值为5 V，其示数为173 V；‎ ‎(2)②由题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω；‎ ‎③指针指在C处时，电流表示数为5 mA＝0.005 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E＝I·2R＝0.005×150×2 V＝1.5 V；‎ ‎(3)根据第(1)问可知，欧姆调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为I＝6.90 mA，而表内电池的电动势为E＝1.5 V，表内总电阻为r＝150 Ω，所以待测电阻的阻值为R＝－r＝67 Ω。‎ 答案：(1)6.9 mA　173 V　(2)②150　③1.5　(3)67‎ ‎4.利用如图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：‎ 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__________(选填“大于”“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值。 ‎ 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，超出电流表的满偏电流值。(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 ‎5.(2018届高三·厦门一中检测)某同学欲将满偏电流Ig＝100 μA，内阻未知的电流表改装成量程较大的电压表，并对改装表进行校对。‎ ‎(1)该同学采用“半偏法”利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势为E＝6 V)时，先闭合开关S1，调节滑动变阻器R，使电流表指针偏转到满刻度，再闭合开关S2，保持R不变，调节电阻箱R′的阻值使电流表指针偏转到满刻度的__________，电阻箱R′的阻值为198 Ω，则该同学测出的电流表的内阻为Rg＝________Ω。‎ ‎(2)若要将该电流表改装成量程为1 V的电压表，需给它__________(填“串联”或“并联”)一个阻值为R0＝__________的电阻。‎ ‎(3)把改装好的电压表与标准电压表并联在电路中进行校对，由于(1)中对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电压表的测量值为U1，标准电压表的测量值为U2，则U1________U2(选填“＞”“＝”或“＜”)。‎ 解析：(1)先闭合开关S1，调节滑动变阻器R，使电流表指针偏转到满刻度，再闭合开关S2，保持R不变，调节电阻箱R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半，接着读出此时 R′的阻值为198 Ω。电流表半偏，流过电阻箱的电流与流过电流表的电流相等，并联电压相等，则电流表的内阻为Rg＝R′＝198 Ω。‎ ‎(2)改装电压表需要串联一电阻分压，根据欧姆定律可得Ig(Rg＋R0)＝1 V，解得R0＝9 802 Ω。‎ ‎(3)半偏法测电阻认为电流表与电阻并联后总电压不变，则电流表的内阻等于所并联电阻值，所以半偏法测电流表电阻比实际电阻偏小，按照测量值改装电压表时串联的电阻偏大，这个串联的电阻偏大、分压大，使电压表读数比实际偏小，故U1＜U2。‎ 答案：(1)一半　198　(2)串联　9 802 Ω　(3)＜‎ ‎6．(2017·东北三省四市一模)待测电阻Rx的阻值约为100 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：‎ A．电流表A1(量程40 mA，内阻r1约为10 Ω)；‎ B．电流表A2(量程20 mA，内阻r2＝30 Ω)；‎ C．电压表V(量程15 V，内阻约为3 000 Ω)；‎ D．定值电阻R0＝120 Ω；‎ E．滑动变阻器R(阻值范围0～5 Ω，允许最大电流1.0 A)；‎ F．电源(电动势E＝3 V，内阻不计)；‎ G．开关S及导线若干。‎ ‎(1)为了使测量结果准确，以上器材不合适的是________。(用器材前对应的序号字母填写)‎ ‎(2)利用其余的实验器材，设计测量Rx的最佳实验电路，将电路图画在实线框内并标明元件符号。‎ ‎(3)实验中需要测量的物理量有____________________，待测电阻的表达式Rx＝________________。‎ 解析：(1)由于电压表量程为15‎ ‎ V，远大于电源的电动势，故电压表不可用。‎ ‎(2)由于电压表不可用，故可以采用电流表A2与定值电阻R0串联作电压表测电压，用电流表A1测量电流，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A1采用外接法，由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：‎ ‎(3)待测电阻两端电压U＝I2(R0＋r2)，通过待测电阻的电流Ix＝I1－I2，‎ 待测电阻阻值：Rx＝＝，其中I1、I2分别为电流表A1和A2的示数。‎ 答案：(1)C　(2)电路图见解析图 ‎(3)电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2　 ‎7．某学习小组欲探究小灯泡(“3 V1.5 W”)的伏安特性，可提供的实验器材如下：‎ A．电池组：电动势约4.5 V，内阻可不计；‎ B．双量程的电压表 V1：量程为0～3 V、内阻约为3 kΩ V2：量程为0～15 V、内阻约为15 kΩ C．双量程的电流表 A1：量程为0～0.6 A、内阻约为1 Ω A2：量程为0～3 A、内阻约为0.1 Ω D．滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω、允许通过最大电流为2 A；‎ E．开关S，导线若干。‎ 在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：‎ ‎(1)根据以上器材，用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路；‎ ‎(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到________端(选填“A”或“B”)；‎ ‎(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在图2所示的坐标纸上画出小灯泡的UI图线。‎ 组数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0‎ ‎0.28‎ ‎0.58‎ ‎0.92‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ I/A ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.45‎ ‎0.49‎ ‎(4)根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为__________Ω(结果保留2位有效数字)。‎ 解析：(1)本实验应采用滑动变阻器分压接法，同时由于灯泡内阻较小，故采用电流表外接法以减小误差，故连线如图甲所示。‎ ‎(2)为了让电压值从零开始调节，由图可知测量电路与滑动变阻器的左侧并联，故开始时滑片应滑到A端。‎ ‎(3)根据描点法可得出对应的伏安特性曲线如图乙所示；‎ ‎(4)作出过原点的切线，如图丙所示；常温下的电阻为图线过原点的切线的斜率，故R＝ Ω＝2.7 Ω。‎ 答案：(1)见解析图甲　(2)A　(3)见解析图乙　(4)2.7‎