高考物理一轮复习练习微专题七处理电学设计性实验的思路与方法

高考物理一轮复习练习微专题七处理电学设计性实验的思路与方法

微专题七　处理电学设计性实验的思路与方法 ‎1．如图甲所示为某一型号二极管，其两端分别记为A和B．图乙为它的伏安特性曲线，其外表所标示的极性已看不清，为确定该二极管的极性，用多用电表的电阻挡进行测量．‎ ‎(1)首先对多用电表进行机械调零，然后将红、黑表笔正确插入插孔后，选用×100挡进行测量，在测量前要进行的操作步骤为________________________________________．‎ ‎(2)将多用电表的红表笔与二极管的A端、黑表笔与二极管的B端相连时，表的指针偏转角度很大；调换表笔的连接后，表的指针偏转角度很小，由上述测量可知该二极管的正极为________(填“A”或“B”)端．‎ ‎(3)当给该二极管加上反向30 V电压时，用伏安法测量其电阻值，提供的器材有：‎ ‎①电动势40 V电源；‎ ‎②电流表A1，量程0.6 A，内阻约10 Ω；‎ ‎③电流表A2量程50 μA，内阻约100 Ω；‎ ‎④电压表V，量程为50 V，内阻约100 kΩ；‎ ‎⑤滑动变阻器，总电阻100 Ω；‎ ‎⑥开关、导线若干．‎ 在提供的两块电流表中应选用________(填“②”或“③”)，在虚线框内画出实验电路图(二极管的符号已画在图中)．‎ 答案：(1)将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处　(2)B　(3)③　电路如图所示 解析：(1)欧姆调零的具体步骤为：将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处．(2)二极管正向电阻很小，反向电阻极大，多用电表的电流方向是“红进黑出”，可知该二极管的正极为B端．(3)根据图乙，当反向电压为30 V时，反向电流不超过50 μA，故电流表选③；二极管反向电阻极大，电流表应该采用内接法，为了多测几组数据，滑动变阻器采用分压接法．‎ ‎2．实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管的电阻．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等．‎ ‎(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：‎ ‎①将红表笔插入多用电表的________(填“正”或“负”)插孔、黑表笔插入多用电表的另一个插孔；选择电阻挡“×1”；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相连，多用电表的示数如图所示，读数为________ Ω.‎ ‎(2)根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得 较大的电压调节范围，应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻．‎ ‎(3)他们正确连接电路，连通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．(只需写出简要步骤)‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________.‎ 答案：(1)正　将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零　4‎ ‎(2)D　(3)①使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线出现断路故障　②使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线出现断路故障 解析：(1)①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻挡“×1”；②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零；③读数为4 Ω.(2)选择D电路，被测螺线管电阻为4 Ω，电流表采用外接法误差较小，要获得较大电压变化范围，滑动变阻器采用分压式接法．‎ ‎3．有一量程为0～5 V的电压表V，某同学为了知道它的内阻，采用了下列测量方法：‎ ‎(1)该同学利用欧姆表通过图甲的方式进行测量．测量时欧姆表的黑表笔应该与电压表的________(填“正”或“负”)极接线柱相连，红表笔与另一接线柱相连．在欧姆表的挡位位于“×1 k”挡时，欧姆表的示数如图乙所示，则电压表的内阻RV约为________kΩ.‎ ‎(2)为了更准确地测出这块电压表V的内阻，该同学在实验室找到了下列器材：‎ 电压表V1：量程0～10 V 定值电阻R0：阻值5 000 Ω 滑动变阻器R1：0～50 Ω 滑动变阻器R2：0～10 kΩ 电源E：电动势12 V，内阻很小 开关S、导线若干 该同学设计了图丙所示的电路，其中甲为________，乙为________(填“V”或“V1”)．滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)．该同学通过调节滑动变阻器的阻值，得到电压表V、V1的多组读数U、U1，以U为纵坐标、U1为横坐标建立坐标系并画出相应图象，如图丁所示．若图象的斜率为k，则电压表V的内阻RV＝________(用k和R0表示)．‎ 答案：(1)正　4.5(或4.50)　(2)V1　V　R1　 解析：由串联电路电压的关系：‎ U1＝U＋R0，U＝U1‎ 所以，斜率k＝ 解得RV＝ ‎4．(2015·吉林市复习检测)待测电阻Rx的阻值为20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：‎ A．电流表A1(量程150 mA，内阻约为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＝100 Ω E．滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 A．‎ F．滑动变阻器R2，最大阻值为50 Ω，额定电流为0.5 A．‎ G．电源E，电动势E＝4 V(内阻不计)‎ H．开关S及导线若干 ‎(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材______________(均用器材前对应的序号字母填空)；‎ ‎(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R的最佳实验电路图并标明元件符号；‎ ‎(3)待测电阻的表达式为Rx＝________，式中各符号的物理意义为___________________ __________________．‎ 答案：(1)ABDEGH　(2)如图所示 ‎(3)　其中I1、I2分别为A1和A2表示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值．‎ 解析：本题的基本思路是伏安法测电阻．电源电动势为4 V，15 V的电压表显然量程太大，电流表A2量程20 mA，且内阻已知，可以改装为电压表，题目要求电表调节范围较大，所以变阻器用分压电路，选小电阻．‎ ‎5．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．‎ ‎(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)．‎ ‎(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________(填“1”或“2”).‎ 方案编号 电阻箱的阻值R/Ω ‎1‎ ‎400.0‎ ‎350.0‎ ‎300.0‎ ‎250.0‎ ‎200.0‎ ‎2‎ ‎80.0‎ ‎70.0‎ ‎60.0‎ ‎50.0‎ ‎40.0‎ ‎(3)根据实验数据描点，绘出的 －R图象是一条直线，若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示)‎ 答案：(1)最大值　(2)2　(3)　－R0‎ 解析：(1)实验时，应使电路中的电阻阻值最大，所以应先将电阻箱的电阻调到最大．‎ ‎(2)方案1中R的阻值与R0相差较大，则R0两端的电压过小，电压表的示数过小，不能准确测量R0两端的电压，所以方案1不合理；方案2中R的阻值与R0相差较小，R0两端的电压较大，电压表的示数较大，所以方案2比较合理．‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律有：E＝(R0＋R＋r)‎ 则＝R＋ 由k＝得E＝ 由b＝得r＝－R0.‎