2020年高考物理二轮复习题型研究二电学实验题增分练含解析

2020年高考物理二轮复习题型研究二电学实验题增分练含解析

电学实验题增分练 ‎1．(2019·成都三模)(1)某同学用多用电表欧姆挡粗测一电阻Rx的阻值。选择“×‎1”‎挡时，指针指示如图甲所示，则示数为________Ω。(取一位有效数字)‎ ‎(2)为精确的测量Rx的阻值，现取来两节干电池(总电动势为3 V，总内阻为0.4 Ω)、开关和若干导线及下列器材：‎ A．电压表(0～3 V，内阻约10 kΩ)‎ B．电流表(0～‎0.6 A，内阻很小，可不计)‎ C．电流表(0～‎3 A，内阻很小，可不计)‎ D．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流为‎0.5 A)‎ E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流为‎1 A)‎ ‎(ⅰ)电流表应选________；(填字母)‎ ‎(ⅱ)要求滑动变阻器分压连接，滑动变阻器应选______；(填字母)‎ ‎(ⅲ)实验中该同学的实物连线如图乙所示，其中有一处不妥，不妥处为________。(填①至⑧的序号)‎ ‎(3)该同学将(2)中的错误纠正并测出Rx的阻值后，又进行了以下实验：将导线③连接在电池负极的一端改为连接在开关的右端，闭合开关，当滑片P移到某位置c(图乙中未标出)时，读出电压表示数为2.2 V，电流表示数为‎0.4 A，则变阻器的ca与cb段的电阻之比Rca∶Rcb＝________。‎ 解析：(1)由表盘读出指针示数为6，又挡位选择“×1”挡，故电阻的大小为Rx＝6×1 Ω＝6 Ω。‎ ‎(2)(ⅰ)利用欧姆定律，测量电路最大电流约为 A＝‎0.5 A，故电流表应选B；‎ ‎(ⅱ)要求滑动变阻器分压连接，滑动变阻器电流要超过‎0.5 A，故滑动变阻器应选E；‎ ‎(ⅲ)因为电流表内阻可以不计，故测量电路电流表应选择内接法，故⑦处连接不妥。‎ 9‎ ‎(3)设滑动变阻器连入电路电阻为R，则由闭合电路欧姆定律，得：E＝U＋I(r＋R)，滑动变阻器两部分并联连入电路，由并联电路电阻关系，有：R＝，Rca＋Rcb＝10 Ω，联立代入数据解得：Rca＝2 Ω，Rcb＝8 Ω或Rca＝8 Ω，Rcb＝2 Ω，故Rca∶Rcb＝1∶4或Rca∶Rcb＝4∶1。‎ 答案：(1)6　(2)(ⅰ)B　(ⅱ)E　(ⅲ)⑦‎ ‎(3)4∶1或1∶4‎ ‎2．(2019·江苏扬州中学模拟)LED灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为2.9 V的发光二极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(用多用电表的直流25 mA挡替代，内阻约为5 Ω)，滑动变阻器(0～20 Ω)，电池组，电键和导线若干。他设计的电路如图(a)所示，回答下列问题：‎ ‎(1)根据图(a)，在实物图(b)上完成连线。‎ ‎(2)在电键S闭合前，将多用电表选择开关拨至直流25 mA挡，调节变阻器的滑片至最________端(填“左”或“右”)。‎ ‎(3)某次测量中，多用电表示数如图(c)所示，则通过二极管的电流为________ mA。‎ ‎(4)该同学得到二极管的正向伏安特性曲线如图(d)所示。由曲线可知，随着两端电压增加，二极管的正向电阻________(填“增大”“减小”或“几乎不变”)。‎ 9‎ ‎(5)若实验过程中发现，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7～2.9 V之间变化，试简要描述一种可能的电路故障：_____________________‎ ‎________________________________________。‎ 解析：(1)连线如图。‎ ‎(2)从电学实验安全性原则考虑，开始实验时，要使分压电路电压为零，故滑动变阻器的滑片应调节至最左端。‎ ‎(3)多用电表选择开关拨至直流25 mA挡，最小分度为0.5 mA，读数应估读到0.1 mA，故由题图(c)可知读数为15.5 mA。‎ ‎(4)由发光二极管的正向伏安特性曲线可知，图像的斜率表示二极管的正向电阻大小的倒数，即斜率越大则二极管的正向电阻越小，故随着两端电压增加，图像的斜率越大，二极管的正向电阻减小。‎ ‎(5)二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7～2.9 V之间变化，表示滑动变阻器失去作用，故该电路故障可能是连接电源负极与变阻器的导线断路。‎ 答案：(1)见解析图　(2)左　(3)15.5　(4)减小　(5)连接电源负极与变阻器的导线断路(接触不良)‎ ‎3．两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻。‎ 方案(1)：用内阻为3 kΩ、量程为1 V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R，定值电阻R1，开关S测量一节干电池的电动势和内阻。‎ ‎①由于干电池电动势为1.5 V，需要把量程为1 V的电压表扩大量程。若定值电阻R1可供选择的阻值有1 kΩ、1.5 kΩ、2 kΩ，其中最合适的是__________。‎ ‎②请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图，并完成图(a)中剩余的连线。‎ 方案(2)：按照图(b)的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1＝RA，保护电阻的阻值为R0，若电流表读数为I，则通过电源的电流为________ 。根据测得的数据作出 R图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝________ ，内阻r＝________ 。‎ 解析：方案(1)：①若将电压表改装为量程为1.5 V的电压表，则需串联的分压电阻上的电压为0.5 V，因电压表内阻为3 kΩ，则需串联的电阻为1.5 kΩ；‎ ‎②电路图以及实物连线如图。‎ 9‎ 方案(2)：若电流表读数为I，因R1＝RA，则通过电源的电流为2I；由闭合电路的欧姆定律：E＝2I，即＝＋R，则＝k；＝b ，解得E＝，r＝－R0－RA。‎ 答案：方案(1)：①1.5 kΩ　②见解析图 方案(2)：2I　　－R0－RA ‎4．(2019·沈阳三模)在市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现，一种是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质较多的铜；再一种就是铜材质量合格，但横截面积较小。质检组查阅到：常温下，纯铜的电阻率约为1.75×10－8 Ω·m。为检测一捆铜电线的电阻率是否合格，现取一段铜电线测量其电阻率，实验室现有的器材如下：‎ A．电源(电动势约为1.5 V，内阻不计)；‎ B．待测铜电线(长度‎150 m，横截面积约‎1 mm2); ‎ C．电流表A1(量程150 mA，内阻r1约为2 Ω)；‎ D．电流表A2(量程100 mA，内阻r2＝3 Ω)；‎ E．滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流‎0.2 A); ‎ F．开关、导线若干。‎ ‎(1)小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图(a)所示，则d＝________ mm。‎ ‎(2)小组设计的测量电路如图(b)所示，则P是________，N是________ (填对应器材符号)，通过实验作出的图像如图(c)所示。‎ ‎(3)由图(b)电路测得的铜电线的电阻，其测量值比真实值________ (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。‎ 9‎ ‎(4)由图(c)求得这捆铜电线的电阻率ρ＝________(结果保留三位有效数字)。从铜电线自身角度，你认为电阻率大的可能原因是_____________________________________________。‎ 解析：(1)螺旋测微器的读数是固定刻度与可动刻度的示数之和，所以金属丝的直径d＝‎1 mm＋12.5×‎0.01 mm＝‎1.125 mm。‎ ‎(2)由于题目只给了两个电流表，显然其中之一是当成电压表来使用的，但只有已知该电流表的内阻才能由电流表的示数确定该表两端电压，所以P应选内阻已知的A2，N就选电流表A1。‎ ‎(3)由电路串并联的关系：I2r2＝Rx，所以I2＝，由于两电流表均测出的是各自的电流，无分流或分压引起的误差，所以测量值与真实值相等，故要填不变。‎ ‎(4)由题图(c)的图像斜率k＝＝，所以Rx＝×3 Ω＝3.5 Ω，再根据电阻定律可求得电阻率ρ＝＝ Ω·m＝2.32×10－8 Ω·m；对比题目所给的铜的电阻率，显然是偏大的，可能是由于铜中含有过多的杂质或者是再生铜所做。‎ 答案：(1)1.125　(2)A2　A1　(3)不变　(4)2.32×10－8 Ω·m　可能是再生铜或含过多杂质的次铜 ‎5．(2019·长沙模拟)某实验小组欲将内阻、量程未知，但表盘刻度均匀、清晰的一个灵敏电流计G改装成量程为3 mA的电流表A1，并对电流表A1进行校对，实验室提供了以下器材：‎ A．灵敏电流计G(量程未知，内阻未知)‎ B．电阻箱R(最大阻值为999.0 Ω)‎ C．标准电流表A2(量程为3 mA，内阻未知)‎ D．电源E E．滑动变阻器R1、开关、导线若干 ‎(1)图中已画出了把灵敏电流计G改装成电流表A1的部分电路，请补充出校对电流表A1的实验电路原理图。‎ 9‎ ‎(2)按画好的电路图连接好电路，通过调节滑动变阻器将电流表A1两端的电压调到最小，然后闭合开关，将电阻箱R调整到150 Ω，移动滑动变阻器R1的滑片，发现当电流表A2的示数为1.5 mA时，电流计G的示数为满偏刻度的，将电阻箱R调整到250 Ω，再移动滑动变阻器R1的滑片，发现当电流表A2的示数为1.1 mA时，电流计G的示数仍为满偏刻度的。则电流计G的内阻Rg＝________ Ω，满偏电流Ig＝________ mA。‎ ‎(3)如果将电流计G改装成量程为3 mA的电流表，则电阻箱R需要调到________Ω。‎ 解析：(1)根据题意，电路图如图所示。‎ ‎(2)由题意可得：IgRg＝×150，‎ IgRg＝×250，‎ 联立解得：Ig＝0.75 mA，Rg＝300 Ω。‎ ‎(3)由IgRg＝(3－Ig)R，解得：R＝100 Ω。‎ 答案：(1)见解析图　(2)300　0.75　(3)100‎ ‎6．(2019·乌鲁木齐质检)现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在8～10 Ω之间，要求测量多组数据，且各电表指针最大偏转均能超过其满偏刻度的，可选用的器材如下：‎ A．待测电流表A(量程10 mA)‎ B．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)‎ C．电流表A0(量程5 mA，内阻r0＝60 Ω)‎ D．滑动变阻器R1(最大电阻5 Ω，滑片可滑动的最大距离‎10 cm)‎ E．滑动变阻器R2(最大电阻10 Ω，滑片可滑动的最大距离‎50 cm)‎ F．定值电阻R3(阻值20 Ω)‎ G．电源E(电动势1.5 V)‎ H．开关S及导线若干 ‎(1)器材选择时，在电压表V和电流表A0中，应选________(填“V”或“A‎0”‎ 9‎ ‎)，为便于调节，滑动变阻器应选________(填“R‎1”‎或“R‎2”‎)。‎ ‎(2)请在方框内画出实验电路图。‎ ‎(3)实验中，若测得待测电流表A的示数为I，另一电表的示数为k，则待测电流表A内阻的表达式为r＝__________。‎ 解析：(1)由于电压表内阻不可确定，而电流表内阻已知，故应选用电流表A0；为了便于调节，滑动变阻器应选用可滑动距离大的，故应选用R2。‎ ‎(2)为了调节范围尽可能的大，滑动变阻器应选用分压式接法，两个电流表并联，电路如图所示。‎ ‎(3)根据实验电路图，以及并联电路电压相等的原理，可得：I＝kr0，整理得：r＝－R3。‎ 答案：(1)A0　R2　(2)见解析图　(3)－R3‎ ‎7.(2019·哈尔滨三中三模)物理兴趣小组设计出测定室温环境下小灯泡灯丝电阻R0的实验，由于小灯泡通电后的热效应，其室温下的电阻不能直接测量，所以测量方案利用小功率下的灯丝电阻与电功率的关系外推到零功率的情况下获得。‎ 备选器材：‎ A．待测小灯泡L；‎ B．恒压电源E(输出电压1 V)；‎ C．定值电阻R2(阻值20 Ω)；‎ D．滑动变阻器R1(阻值范围0～10 Ω)；‎ E．电压表V1(量程150 mV，内阻很大)；‎ F．电压表V2(量程200 mV，内阻很大)；‎ G．开关和若干导线。‎ 实验步骤：‎ 9‎ ‎①连接好线路，滑动变阻器R1的滑片滑至a端 ‎②检查无误后，闭合开关S ‎③记录灯泡L的电压U1与R2的电压U2‎ ‎④计算灯泡L的电阻R0和它的功率P ‎(1)请将图甲原理图中虚线框部分的实验电路补充完整(请用直尺作图)。‎ ‎(2)该实验中的灯丝电阻R0计算式R0＝________，灯丝电功率P计算式P＝________。(用U1、U2、R2表示)‎ ‎(3)实验中测量和计算的数据如下表所示： ‎ 序 号 测量数据 计算数据 灯丝电压 U1(mV)‎ R2电压 U2(mV)‎ 灯丝电流 I1(mA)‎ 灯丝电阻 R0(Ω)‎ 灯丝电功 率P(mW)‎ ‎1‎ ‎21.0‎ ‎40.0‎ ‎2.00‎ ‎10.50‎ ‎0.042‎ ‎2‎ ‎31.7‎ ‎60.0‎ ‎3.00‎ ‎10.57‎ ‎0.095‎ ‎3‎ ‎42.8‎ ‎79.9‎ ‎4.00‎ ‎10.71‎ ‎0.171‎ ‎4‎ ‎54.4‎ ‎100.1‎ ‎5.01‎ ‎10.87‎ ‎0.272‎ ‎5‎ ‎66.3‎ ‎119.6‎ ‎5.98‎ ‎11.08‎ ‎0.396‎ ‎6‎ ‎79.4‎ ‎140.4‎ ‎7.02‎ ‎11.31‎ ‎0.557‎ ‎7‎ ‎92.9‎ ‎160.4‎ ‎8.02‎ ‎11.59‎ ‎0.745‎ 请在图乙中标出表格中第五组计算数据R0与P对应的坐标点，并结合坐标纸上已标出的坐标点画出R0随P变化的图线。‎ ‎(4)根据绘制的图线求出室温环境下小灯泡灯丝电阻R0的阻值为________Ω。‎ 解析：(1)由表中所给数据可知，灯丝的电阻约为10 Ω，且定值电阻的阻值为20 Ω，滑动变阻器的最大阻值只有10 Ω，所以可以判断出本实验采用的是分压式电路，因此电路连接如图1所示。‎ 9‎ ‎(2)根据部分电路欧姆定律可知，R0＝＝＝，P＝U1I1＝。‎ ‎(3)描点作图，拟合后图像如图2所示。‎ ‎(4)室温下的灯泡灯丝电阻等于灯丝功率为0时的电阻，所以根据拟合后的图像的纵轴截距即可得出室温下的灯丝电阻，所以可得室温下灯丝电阻为10.42 Ω 答案：(1)见解析图1　(2)　　(3)见解析图2‎ ‎(4)10.42‎ 9‎