届北京四中高考物理二轮复习精品资源专题13电学实验+专题卷教师版+Word版含答案Word格式文档下载.docx

届北京四中高考物理二轮复习精品资源专题13电学实验+专题卷教师版+Word版含答案Word格式文档下载.docx

《届北京四中高考物理二轮复习精品资源专题13电学实验+专题卷教师版+Word版含答案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届北京四中高考物理二轮复习精品资源专题13电学实验+专题卷教师版+Word版含答案Word格式文档下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

”“＝”或“<

”）

（4）干电池使用一段时间后，电动势E几乎不变，内阻r变大，重新进行步骤

（2）后，再用该欧姆表去测电阻，则测量结果R′x与被测电阻的真实阻值Rx之间的关系为R′x_＝__Rx.（选填“>

【解析】

（1）由电表的改装原理可知，改装后的电流的内阻为R

＝

Ω≈1.0Ω，改装后的电流表的量程为I′g＝Ig＋

＝600×

10－6A＋

A≈0.3A．（3）当表盘的指针指在0μA时，说明改装后的电表被短路，则被测电阻的阻值为零，则0μA所对应的电阻刻度值应为0Ω.由题意知电阻刻度值与电阻实际阻值大小相同，因为R接入电路后，电路总电阻变小，总电流增大，故通过R的电流大于R′g的电流，因此该刻度值R应小于R′g.（4）根据欧姆表的改装原理可知，电表正常调零时应有I′g＝

，当电池的内阻变大调零时有I′g＝

，所以r＋R1＝r′＋R′1，可知电阻的测量值与真实值比较将不变．

4．（2017·

青海西宁四校联考）

（1）如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路，其中R0为定值电阻，R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连．该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了

　为纵轴，由图乙中图线可得该电源的电动势为_4.5__V.

（2）现有三个规格相同的小灯泡，标称值为“2.5V　0.6A”，每个小灯泡的I－U特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻r＝_2.5__Ω，图甲中定值电阻R0＝_2__Ω.

【解析】

（1）由闭合电路欧姆定律可知，I＝

；

要与R形成一次函数关系，则纵坐标只能取

，则有

＋

，则题图乙中图线的斜率为k＝

，则有E＝4.5V．

（2）由

（1）知

＝1A－1，则有R0＋r＝4.5Ω.灯泡正常发光的电流为0.6A，则B、C两灯的电流均为0.3A，由题图丙可知，B、C两灯两端的电压为0.5V，故路端电压U＝2.5V＋0.5V＝3V，则内阻r＝

Ω＝2.5Ω，定值电阻R0＝4.5Ω－2.5Ω＝2Ω.

5．（2017·

江西名校质检）可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U与总电流I的关系．电表视为理想电表．

（1）在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接．

（2）用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U－I图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻_不是__（选填“是”或“不是”）常数，短路电流为_0.295（0.293～0.297）__mA，电动势为_2.68（2.66～2.69）__V．（结果保留三位有效数字）

（3）若将R＝10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为_3.0×

10－4（2.9×

10－4～3.1×

10－4）__W，此时该硅光电池的内阻为_5.4（5.2～5.6）__kΩ.（结果保留两位有效数字）

【解析】

（1）实物连线图如图所示．

（2）由实验得到的该硅光电池的U－I图象可知，该硅光电池的U－I曲线不是直线，故该硅光电池内阻不是常数．图线在横轴的截距表示短路电流，即短路电流为0.295mA，图线在纵轴的截距表示电动势，即电动势为2.68V．（3）在题图乙中作出R＝10kΩ的电阻的U－I曲线，两图线的交点P对应的纵坐标为电压U＝1.74V，横坐标为电流I＝0.174mA，该电阻消耗的功率P＝UI＝3.0×

10－4W．由闭合电流欧姆定律E＝U＋Ir，解得此时该硅光电池的内阻为r＝

kΩ＝5.4kΩ.

6．（2017·

河北二校模拟）某实验小组想通过实验研究水果电池的电动势和内阻．他们制作了一个苹果电池进行研究，了解到水果电池的内阻可能比较大，设计了一个如图甲所示的实物电路进行测量．

（1）请按图甲中所示实物图在方框内画出电路图．（电源用“

”表示）

（2）测定水果电池的电动势和内阻，所用的器材有

①苹果电池E：

电动势约为1V；

②电压表V：

量程1V，内阻Rv＝3kΩ；

③电阻箱R：

最大阻值9999Ω；

④开关S，导线若干．

（3）实验步骤如下：

①按电路图连接电路；

（为电路安全，先将电阻箱的电阻调到最大值）

②闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R，并计算出对应的

与

的值，如下表所示；

R/Ω

9000

6000

5000

4000

3000

2000

R－1/（×

10－4Ω－1）

1.1

1.7

2.0

2.5

3.3

5.0

U/V

0.53

0.50

0.48

0.46

0.43

a

U－1/V－1

1.9

2.1

2.2

2.3

b

③以

为纵坐标，

为横坐标，将计算出的数据描绘在坐标纸内，作出

－

图线；

④计算得出水果电池的电动势和内阻．

请回答下列问题

Ⅰ.实验得到的部分数据如上表所示，其中当电阻箱的电阻R＝2000Ω时电压表的示数如图乙所示．读出数据，完成上表．

答：

a_0.37_V__　b_2.7_V－1__

Ⅱ.请根据实验数据在图丙中作出

图线．

Ⅲ.根据

图线求得该水果电池的电动势E＝_1.0（0.9～1.1均可）__V，内阻r＝_2.0×

103（1.8×

103～2.2×

103均可）__Ω.

【解析】（3）Ⅰ.由图示电压表可知，电压表的最小分度值为0.2V，示数为0.37V，

V－1≈2.7V－1.Ⅱ.根据实验数据描点作出

图线，如图乙所示．Ⅲ.在闭合电路中，E＝U＋Ir＝U＋

r，解得

·

.

图线的斜率k＝

，图象的截距b＝

，由以上可解得E＝1.0V，r＝2.0×

103Ω.

【答案】

（1）电路图如图甲所示（电阻箱的符号表示不正规的酌情给分）　（3）Ⅱ.图线如图乙所示

7．（2017·

云南七校联考）某同学想在实验室测量电压表V1的内阻．

（1）他先用多用电表的欧姆“×

1k”挡测量，如图甲所示，该读数为__6_kΩ__；

为了更准确地测量电压表V1的内阻，实验室提供的实验器材如下：

A．待测电压表V1（量程为0～3V）

B．电压表V2（量程为0～9V，内阻约为9kΩ）

C．滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）

D．滑动变阻器R2（最大阻值为20kΩ，额定电流为0.1A）

E．定值电阻R3（阻值为6kΩ）

F．定值电阻R4（阻值为10kΩ）

G．电源（电动势为9V，内阻约为1Ω）

H．开关一个、导线若干

（2）若滑动变阻器采用分压接法，请你根据该同学可能的电路设计帮他连接图乙中的实物图．

（3）滑动变阻器应选择__C__，定值电阻应选择__E__.（填相应器材前字母）

（4）某次实验时电压表V1，和电压表V2的读数分别为U1和U2，则电压表V1内阻RV1的表达式为　RV1＝

　；

用该表达式所得的电压表V1内阻的测量值与真实值相比__相等__．（选填“偏大”“偏小”或“相等”）

【解析】解决本题时应明确两点：

①电压表实质上相当于一个可以显示自身电压的大电阻；

②内阻确定的电压表也可以当电流表使用．

（1）多用电表的读数为6kΩ.

（2）由题图乙可知，电压表V2测量定值电阻和电压表V1两端的电压，为测量电压表V1的内阻，应将定值电阻与电压表V1串联．（3）若采用如图所示的电路，滑动变阻器采用分压接法，应选择阻值较小的R1，这样便于调节；

定值电阻应该选择阻值与电压表内阻相当的R3.（4）由电路的特点及欧姆定律可知U2＝

R3＋U1，解得RV1＝

，由于电压表V1和电压表V2所测的电压均为真实值，故电压表V1的内阻的测量值等于真实值．

【答案】

（2）如图所示　

8．（2017·

山西名校联考）某物理兴趣小组的同学想利用实验室器材测量某一粗细均匀的金属导线的电阻率ρ，以如图甲所示的方式用毫米刻度尺测量金属导线的直径d，然后设计好电路图进行实验测其电阻Rx，已知实验室中有下列备用的器材：

A．电源E（3V，内阻约为1Ω）

B．电压表V（10V，内阻r约为5kΩ）

C．电流表A1（0.6A，内阻r1＝5Ω）

D．电流表A2（3A，内阻r2约为1Ω）

E．定值电阻R1＝5Ω，定值电阻R2＝30Ω

F．开关S，导线若干

（1）该金属导线的直径d＝__1.25（1.23～1.27均可）__mm.

（2）某同学截取了长度为L的金属导线，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是__CD__.

A．测量前检查指针是否停在左端的电流“0”刻度位置，如不在，则要进行欧姆调零

B．若用欧姆表“×

1”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中间，则待测金属导线的电阻为40Ω

C．若用欧姆表“×

10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×

1”挡

D．每次改变不同倍率，测量前欧姆挡都要重新进行欧姆调零

（3）为了较准确地测量金属导线的电阻Rx，小组同学共同设计了如图乙所示的电路图，其中a表应选用__A1__，b表应选用__A2__.（选填“A1”或“A2”）

（4）定值电阻R0应选用__R1__.（选填“R1”或“R2”）

（5）闭合开关S，记下电表甲、乙的读数I1、I2，最后得电阻率ρ＝　

　.（用d、L及电表相关量的字母来表示）

【解析】

（1）由题图甲可知10匝金属导线的总长度是1.25cm，则该金属导线的直径R＝

cm＝1.25mm.

（2）测量前检查指针是否停在左端的电流“0”刻线位置，如不在，则要进行机械调零，故选项A错误；

若用欧姆表“×

1”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中间，由于欧姆表刻度线不均匀，左密右疏，故待测金属导线的电阻小于40Ω，故选项B错误；

指针偏转角度过大，说明电阻挡选择过大，应换小挡位进行测量，故选项C正确；

欧姆表测量电阻时，每次换挡都要重新进行欧姆调零，故选项D正确．（3）由于电流表A1内阻确定，并与待测电阻并联，可用来测待测金属导线的电阻Rx两端的电压，用电流表A2测得的电流减去电流表A1测得的电流就是流过待测金属导线的电流，根据欧姆定律就可求出其阻值，故a表应选用电流表A1，b表应选用电流表A2.（4）整个回路中电流不能超过0.6A，而电动势为3V，因此总电阻应略大于5Ω，而电源内阻约为1Ω，因此定值电阻R0应选R1，既可保证电流不超过电流表量程，也保证电流表读数准确．（5）待测金属导线两端的电压U＝I1r1，流过待测金属导线的电流I＝I2－I1，因此Rx＝

，由Rx＝ρ

，即电阻率ρ＝

.（I1为电流表A1示数，I2为电流表A2示数，r1为电流表A1内阻，L为金属导线长度）

9．（2017·

陕西咸阳模拟）发光二极管（LED）是一种被广泛应用到显示器、照明等各领域的非纯电阻元器件，它把电能转化为光能和热能．某兴趣小组为探究工作电压是“1.4～4V”、最大正向直流电流是“5～20mA”的LED管的I－U曲线，并依此实验计算发光二极管效率达最大时其电阻和辐射的光功率，设计了如图甲所示的实验电路．

实验室备有以下器材

电流表A1：

量程0～25mA，内阻约为50Ω；

电流表A2：

量程0～200mA，内阻约为10Ω；

电压表V：

量程0～5V，内阻约为102kΩ；

滑动变阻器R1：

阻值范围0～15Ω，最大电流1A；

滑动变阻器R2：

阻值范围0～1kΩ，最大电流100mA；

直流电源E：

输出电压6V，内阻不计；

开关S、导线若干．

（1）为了提高实验结果的准确性，电流表应选择__A1__；

滑动变阻器应选用__R1__.（以上填器材代号）

（2）实验小组根据实验得到的数据描点绘出了如图乙所示的I－U图象，而发光二极管（LED）的效率η与通过二极管的电流I的关系曲线如图丙所示．其中发光二极管的效率η是指辐射的全部光功率P与供给发光二极管的电功率的比值．则发光二极管效率达最大时其电阻RL＝__106.7___Ω，辐射的光功率P＝__5.76×

10－3__W.

【解析】

（1）由于发光二极管中电流为5～20mA，为了提高实验结果的准确性，电流表应该选择量程为0～25mA的A1.由于实验电路采用滑动变阻器分压接法，滑动变阻器应该选择阻值范围小的R1.

（2）根据题图丙，发光二极管效率达到最大时对应的电流为6mA，根据题图乙电流为6mA对应的电压为1.6V，发光二极管输入功率P＝UI＝9.6×

11－3W，由η＝

×

100%，解得Φ＝P光＝P×

60%＝5.76×

10－3W．由于发光二极管是非纯电阻元件，故不能用R＝

求解二极管的电阻，发光二极管效率最大时P热＝P－P光＝3.84×

10－3W，由P热＝I2RL，解得RL＝106.7Ω.

10．（2017·

河北保定调研）某同学从下列给出的实验器材中选择了部分器材，设计了能够测量电流表G1内阻r1的电路，如图甲所示．可供选择的器材如下：

A．待测电流表G1（量程为0～1mA，内阻约为300Ω）

B．电流表G2（量程为0～10mA，内阻约为30Ω）

C．定值电阻一（阻值为30Ω）

D．定值电阻二（阻值为200Ω）

E．滑动变阻器一（阻值范围为0～1000Ω）　

F．滑动变阻器二（阻值范围为0～20Ω）

G．干电池E（电动势约为1.5V，内阻很小）

H．开关S及导线若干

（1）为尽可能准确地测量电流表G1的内阻并能测得多组数据，电路中定值电阻R0应选__C__，滑动变阻器R应选__F__.（填写器材前面的字母序号）

（2）请根据电路图甲用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整．

①连接电路；

（为电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）　

②闭合开关S，移动滑片P至某一位置，记录G1和G2的示数，分别记为I1和I2；

③多次移动滑片，记录各次G1和G2的读数I1和I2；

实验过程中某次电流表G1的示数如图丙所示，请将其读数填在下面的表格中；

I1/mA

0.15

0.24

0.40

0.55

0.64

_0.75__

I2/mA

1.6

4.0

5.6

6.5

7.6

④以I1为纵轴，I2为横坐标，将最后一个点描绘在图丁的坐标纸中并作出I1I2图线（用直线拟合）．根据图线斜率k及定值电阻R0，得到待测电流表G1的内阻表达式为r1＝　

R0　（用k、R0表示），其数值大小为__270__Ω.（计算结果保留三位有效数字）

【解析】

（1）电流表G2的满偏电流为10mA，G1的满偏电流为1mA，内阻约为300Ω，由串并联电路的特点可知R0约为30Ω，则R0应选C；

由于滑动变阻器以分压式接入电路，因此滑动变阻器应选择阻值较小的F.

（2）根据电路图将实物连接，如图甲所示．（3）由电流表的读数规则可知该电表的读数为0.75mA；

将表中的数据描绘在坐标系中，连接的图线如图乙所示；

由电路连接特点可知I1＝

I2，则k＝

，解得r1＝

R0，由图线可知斜率k＝0.1，则r1＝270Ω.

【答案】

（2）如图甲所示　（3）④如图乙所示

11．（2017·

河北石家庄二中模拟）在某次实验大赛中，需要设计一电路来测量“金属丝的电阻率”，提供的器材如下表所示．实验要求方法简捷，且尽可能提高测量精度.

序号

器材

说明

①

金属丝（L）

长度为L0，直径为D，阻值约10Ω

②

电流表（A1）

量程10mA，内阻r1＝30Ω

③

电流表（A2）

量程500μA，内阻r2＝800Ω

④

电压表（V）

量程为10V，内阻为10kΩ

⑤

电阻（R1）

阻值为100Ω，起保护作用

⑥

滑动变阻器（R2）

总阻值约10Ω

⑦

电源（E）

电动势1.5V，内阻很小

⑧

开关（S）

⑨

导线若干

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为__0.400__mm.

（2）该同学设计了如图乙所示的电路，并测得金属丝直径D，长度为L0，接入电路后，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率的表达式为ρ＝　

　.

（3）实验时，该同学发现自己设计的电路无法实现要求，请你帮他设计电路，除了序号为①⑥⑦⑧⑨的器材外，还需要的器材为__②③⑤__（填写序号），请在方框中画出你所设计的实验电路图．

【解析】

（1）根据螺旋测微器的读数规则，测量金属丝的直径读数为0.400mm.

（2）由欧姆定律知金属丝电阻R＝

，由电阻定律，R＝ρ

，S＝π

2，联立解得该金属丝的电阻率的表达式为ρ＝

.（3）由于电压表量程太大，故电压表不可用．又两电流表满偏时，两侧电压过低，分析可知电阻R1应用于限流，将金属丝与电流表A1串联后再与电流表A2并联，由并联电路电压相等即可求出金属丝的电阻，除了序号为①⑥⑦⑧⑨的器材外，还需要的器材为②③⑤.

【答案】（3）电路图如图所示

12．（2017·

山东潍坊统考）某兴趣小组要精确测定电源的电动势和内阻，他们找来了如下器材：

A．电流表G（量程为30mA、内阻未知）

B．电阻箱R（0～999.9Ω）

C．滑动变阻器R1（0～20Ω）

D．滑动变阻器R2（0～1kΩ）

E．开关、导线若干

F．电源E（电动势约10V）

（1）要完成实验，首先需测量电流表G的内阻．测量电流表G内阻的实验电路如图甲所示：

①将下述实验过程补充完整．

a．选择器材，滑动变阻器R′应该选取__R2__（选填“R1”或“R2”）；

b．连接好电路，R′的滑片应调到__a__（选填“a”或“b”）端；

c．断开S2，闭合S1，调节R′，使电流表G满偏；

d．保持R′不变，闭合S2，调节电阻箱R的阻值，当R＝10Ω时，电流表G的示数为20mA；

②如果认为闭合S2前后干路上电流不变，则电流表G的内阻Rg＝__5__Ω.

（2）在测出电流表内阻Rg后，测定该电源的电动势和内阻的电路如图乙所示．闭合开关S，调整电阻箱R，读取相应的电流表示数I，记录多组数据（R，I），得到如图丙所示的

－R图线，则电源的电动势E＝__9__V，内阻r＝__40__Ω.

【解析】

（1）电源的电动势约为10V，电流表的满偏电流为30mA，则电路总电阻的最小值为Rmin＝

Ω＝333.3Ω，则滑动变阻器应选择R2；

闭合开关S1前，应将滑动变阻器接入电路的电阻值调到最大，因此连接好电路后，滑动变阻器的滑片应调到a端；

闭合S2后，由并联电路的特点可知，（Ig－I）R＝IRg，则Rg＝5Ω.

（2）根据题图乙，由闭合电路欧姆定律可知E＝I（R＋r＋Rg），则

R＋

，则图象的斜率k＝

，图象的截距为b＝

，又由图象可得k＝

、b＝5，由以上可解得E＝9V、r＝40Ω.