高考物理考前第十题 电学实验.docx

高考物理考前第十题 电学实验.docx

《高考物理考前第十题 电学实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理考前第十题 电学实验.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理考前第十题电学实验

2019高考物理考前第十题：

电学实验

河南省信阳高级中学陈庆威2019.05.21

1．某物理兴趣小组的同学现在要测定由两节新干电池组成电池组的电动势和内阻的大小，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图1所示的原理图，其中定值电阻R1=1.0Ω、R0=2.0Ω，毫安表的量程范围为0~150mA、内阻大小为rmA=4Ω。

试完成下列问题：

（1）请根据原理图将图2所示的实物图连接好_______；

（2）实验中电压表所选的量程为0~3V，某次测量中电压表的读数如图3所示，则此次实验中电压表的读数为U=________V；

（3）他们已经将实验中所测得的实验数据描点，并作出了U–I图象，如图4所示。

则电池组的电动势为E=________V，内阻为r=________Ω。

（保留3位有效数字）

【答案】2.502.97~2.982.40~2.46

【解析】

（1）实物电路图如图所示：

（2）电压表量程为3V，由图示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.50V；

（3）由题意可知，电流表内阻为R1的4倍，则流过R1的电流为电流表所示的4倍；由图示电源U-I图象可知，电源电动势：

E=2.97V；由闭合电路欧姆定律

可得，电源内阻

。

2．甲、乙两位同学在测量电阻的实验中：

（1）甲用图1所示电路来测量定值电阻Rx阻值，提供的器材如下：

Rx阻值约10Ω，滑动变阻器Rp1（0～10Ω），滑动变阻器Rp2（0～200Ω），电流表A（0～0.6A、0～3A），电压表V（0～3V、0～15V），电源E（电动势为3V），开关S，导线若干．

图1

图2

为便于调节和读数，滑动变阻器Rp应该选择________（选填“Rp1”或“Rp2”）．

（2）乙用图2电路测量另一待测电阻R′x的阻值，电阻箱R（0～999.9Ω），滑动变阻器Rp3（50Ω　1A），电压表V（0～3V），电源E（电动势为3V）．测量步骤如下：

第1步：

将R′x接在电路中A、B两点间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电压表的示数为2V．断开开关S，移走R′x；

第2步：

再将电阻箱R接在A、B两点间，闭合开关S，保持滑动变阻器滑片位置不变，调节R使电压表的示数仍为2V，此时R接入电路中的阻值48Ω.则该同学测得R′x的阻值为________Ω.

（3）与真实值相比，甲同学利用图1电路测得Rx的阻值偏________；若乙同学在进行第2步实验时，无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动了少许，则他测得R′x的阻值将偏________．（均选填“大”或“小”）

【答案】

（1）RP1

（2）48（3）小大

【解析】

（1）滑动变阻器采用分压式接法，为了便于操作和读数，滑动变阻器阻值应该小点，故选Rp1；

（2）由于和电阻箱接入电路中电压表的读数相同，所以两者的电阻也必然相同，即。

（3）甲同学利用图1电路测得Rx，由于电压表的分流作用，使Rx测量值比真实值偏小。

对于乙，当把滑动变阻器接入电路时，调节滑动变阻器，使得电压表的度数为，此时将滑动变阻器的滑片P向右移动了少许，由闭合电路欧姆定律可知，电流减小，电压表的示数小于，只有再增大滑动变阻器的阻值，使电流减小，内电压降减小，这样滑动变阻器两端的电压就会升高到，这样就使得测量值偏大。

3．电压表改装前需要测量其内阻，测量电压表内阻的电路如图甲，所用电源为内阻可以忽略的干电池，定值电阻R1=8000Ω，R2=4000Ω.

（1）闭合S1，断开S2，调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数U；

（2）闭合S1，________，同样调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数U；将以上两次测得的多组数据，分别在坐标纸上描点连线，得到如图乙中所示两条图线；

（3）利用图线数据得出电源电动势E=_______，求出电压表内阻Rv=________.两图线的交点的横坐标设为R0，还可用物理量符号R0、R1、R2表示Rv=_____.

（4）为了将该电压表的量程由0～3V扩大到0～15V，需要在电压表内_______（选填“串”或“并”）联一个阻值为_________的定值电阻．

【答案】闭合S23.0V5000Ω串20kΩ

【解析】

（2）本题的实质是利用电桥法测量电压表的内阻，故需要对比断开前后U随R的变化规律，所以，第二步应闭合；

（3）当外电路电阻为零时，即短路情况下，电压表的示数即为电源的电动势大小，故为E=3.0V；两图线的交点，表示两个并联支路的电压降相等，即开关上没有电流，即，解得；

（4）改装电压表需要串联一个电阻分压，根据欧姆定律可得；

4．某实验小组设计了如图甲的电路，其中RT为热敏电阻，电压表量程为3V，内阻RV约10k,电流表量程为0.5A，内阻RA=4.R为电阻箱.

（1）该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验。

闭合开关，调节电阻箱，记录不同情况下电压表示数U1、电流表的示数I和电阻箱的阻值R，在I—U坐标系中，将各组U1、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图乙中曲线所示。

为了完成该实验，应将导线c端接在___（选填“a”或“b”）点；

（2）利用

（1）中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压U2，U2的计算式为__________;（用U1、I、和RA表示）

（3）实验小组利用

（2）中的公式，计算出各组的认，将U2和I的数据也描绘在I一U坐标系中，如图乙中直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势E=___V，内电阻r=_____

（4）实验中，当电阻箱的阻值调到8.5时，热敏电阻消耗的电功率P=_____W.（保留两位有效数字）

【答案】aU2=U1+I（R+RA）6.05.0（4.8～5.2均可）0.48（0.47～0.49均可）

【解析】

（1）利用伏安法测电阻，由图象可知热敏电阻的阻值远小于电压表电阻，所以采用电流表外接法；故导线c应接在a点；

（2）根据串并联电路规律可知：

外电压：

（3）利用电源的伏安特性曲线可知电源的电动势为：

6.0V，内电阻为：

；

（4）把电流表、电阻箱、电源作为等效电源，等效电源内阻，在I−U图象中作等效电源的伏安特性曲线，如图所示，与热敏电阻的伏安特性曲线的交点坐标，所以热敏电阻的电功率为：

5．为将小量程电流表改装成量程为3V的电压表，实验器材如下：

A．电流表G：

满偏电流为300μA，内阻约100Ω

B．干电池E：

电动势为3V，内阻未知；

C．滑动变阻器R1：

最大阻值为500Ω，额定电流为1A

D．滑动变阻器R2：

最大阻值为15kΩ，额定电流为0.5A

E．电阻箱R0：

最大值为999.9Ω，额定电流为0.5A

F．电阻箱R：

最大值为9999.9Ω，额定电流为0.5A

G．开关两个，导线若干。

请回答以下问题

（1）为尽可能准确测量电流表的内阻，应选用甲图中的___________（选填“A”或“B”）电路。

（2）根据所选电路完成实物电路连接。

闭合开关S1，调节滑动变阻器使电流表的示数为300μA；接着保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值，当R0=200Ω时电流表示数如图乙所示，则流过电流表的电流为___________μA，电流表内阻的测量值为___________Ω。

（3）现将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3V的电压表，则电阻箱R接入电路的阻值应为____kΩ。

（4）若用改装后的电压表测量某电路电压，则电压测量值_____真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）

【答案】B2001009.9kΩ小于

【解析】

（1）由“半偏法”测量电流表内阻的原理可知，先闭合S1，调节滑动变阻器的阻值，使电流表满偏；然后闭合电键S2，调节电阻箱的阻值，使得电流表半偏；读出电阻箱的阻值即为电流表的内阻；其中当闭合电键S2时，认为电路中的总电流不变，这样必须要求滑动变阻器的阻值比电流表的内阻大得多，即滑动变阻器应该选择R2，电路选择B.另外，若选择R1，电流表会超量程。

（2）由图可知，电流表读数为200μA；则通过电阻箱的电流100μA；则电阻箱R0的阻值等于电流表内阻的2倍，即电流表内阻为100Ω；

（3）将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3V的电压表，则电阻箱R接入电路的阻值应为。

（4）若用改装后的电压表测量某电路电压，当电压表并联到被测电路上后，电阻减小，则电压表两端的电压减小，即电压测量值小于真实值.

6．某同学要测某金属丝的电阻率，

（1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，示数为__________mm。

（2）该同学使用的多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量该金属丝的电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到___________挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是______________________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如下图所示，则该电阻的阻值是____________Ω.

（3）该同学在伏安法测该金属丝电阻的实验中，使用的电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_______（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值。

图a的测量值Rx1_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

【答案】0.900mm×100欧姆调零2200Rx1大于

【解析】

（1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，主尺读数为0.5mm；螺旋部分读数：

40.0×0.01mm=0.400mm，则示数为0.900mm。

（2）该同学使用的多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100；用×10挡测量该金属丝的电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明档位选择的过小，为了较准确地进行测量，应换到“×100”挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是欧姆调零，若补上该步骤后测量，表盘的示数如下图所示，则该电阻的阻值是22×100=2200Ω.

（3）因；，则可知采用电流表内接测量值较准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；图a的电压表读数大于待测电阻两端的电压，则测量值Rx1大于真实值。

7．如图所示为某同学组装完成的简易多用电表的内部结构示意图

（1）图中的B端与___________（填“红表笔”或“黑表笔”）相连接；

（2）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是________（填选项下面的字母）

（3）现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连.若该部分电路仅由两个组值均为R的电阻连接而成，且两个接线柱之间最多只能接一个元件。

现将多用电表选择开关旋至欧姆档，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为0.5R。

请在方框中画出盒子内这两个电阻的连接图。

（4）若该欧姆表使用一段时间后，内部电源电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法测量某电阻阻值，则测得的阻值应___________（填“大于”、“小于”或“等于”）电阻的真实值。

【答案】黑表笔AC

大于

【解析】

（1）由图示可知，图中B端与欧姆表内置电源正极相连，B端应是黑表笔；

（2）当欧姆表使用时，根据闭合电路欧姆定律则有，化为，根据关系式可得图像可能为AC；

（3）将多用电表选择开关旋至欧姆档，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为；若该部分电路仅由两个组织均为R的电阻连接而成，B、

C间由两电阻串联；A、B间只有一个电阻，若用导线将C、D连接后，A、B间由两电阻并联；所以电路图为

（4）当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式：

，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了，测得的阻值应大于电阻的真实值；

8．小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值的电路。

他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图（a）的电路图：

a．电流表A1（量程0.6A，内阻很小）；电流表A2（量程300μA，内阻rA=1000Ω）；

b．滑动变阻器R（0-20Ω）；

c，两个定值电阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；

d．待测电阻Rx；

e．待测电源E（电动势约为3V，内阻约为2Ω）

f．开关和导线若干

（1）根据实验要求，与电流表A2串联的定值电阻为___________（填“R1”或“R2”）

（2）小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图（b）所示。

根据图线可得电源电动势E=___________V；电源内阻r=___________Ω，（计算结果均保留两位有效数字）

（3）小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：

①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数Ia，电流表A2示数Ib；

②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数Ic，电流表A2示数Id；后断开S1；

③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________。

若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

【答案】R23.02.1相等

【解析】

（1）电流表A2与R2串联，可改装为量程为的电压表，故选R2即可；

（2）由图可知电流表A2的读数对应的电压值即为电源的电动势，则E=3.0V；内阻

（3）由题意可知：

，；联立解得；由以上分析可知，若考虑电流表A1内阻的影响，则表达式列成：

，，最后求得的Rx表达式不变，则用该方法测得的阻值与其真实值相比相等。