届高考物理二轮复习电学实验专题卷江苏专用.docx
《届高考物理二轮复习电学实验专题卷江苏专用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考物理二轮复习电学实验专题卷江苏专用.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
届高考物理二轮复习电学实验专题卷江苏专用
专题限时集训（十二） 电学实验
（对应学生用书第139页）
（建议用时：
40分钟）
1．（8分）（2017·长沙一模）如图12 23所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1．5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（ ）
图12 23
A．30～80kΩ
B．3～8kΩ
C．300～800kΩ
D．3000～8000kΩ
B [多用电表指针满偏时对应的内阻为R内＝
＝5kΩ，当Rx＝R内时表针指在中央，多用电表指针在表盘中央附近时误差较小，所以其测量范围是3～8kΩ，故本题答案为B．]
2．（10分）（2017·辽宁模拟）一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω，现将一阻值为5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R2＝2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线．
图12 24
（1）为达到上述目的，将图12 24所示的电路图连成一个完整的实验电路图．
（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0．90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0．70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为________V，电源电动势为________V．
【解析】 在测量时，一次将改装电压表接在电源上，一次将改装电压表与定值电阻串联后接在电源上，分别根据闭合电路的欧姆定律列式，联立方程组求出改装电压表的内阻，两个开关都闭合时，E＝
RV，当S1闭合，S2断开时，E＝
（RV＋R2），联立得RV＝7000Ω，E＝6．3V，改装电压表的量程为
×7000V＝7V．
【答案】
（1）电路如图所示
（2）7 6．3
3．（12分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3Ω，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约为3kΩ）
B．电流表A（量程0．6A，内阻约为1Ω）
C．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流0．5A）
D．电源E（电动势为3V，内阻约为0．3Ω）
E．开关S，导线若干
甲 乙
丙 丁
图12 25
（1）为减小实验误差，应选用图12 25中__________（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图．
（2）现用刻度尺测得金属丝长度为60．00cm，用螺旋测微器测得其直径示数如图丙，则直径为________mm．图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为______Ω·m．（结果保留3位有效数字）
【导学号：
17214192】
【解析】
（1）因
＝
＝1000，
＝
＝3，
则有
>
，电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为0．5mm，可动刻度读数为0．01×10．8mm＝0．108mm，所以最终读数为0．608mm．
由图示电压表可知，其量程为3V，分度值为0．1V，示数为1．20V，由图示电流表可知，其量程为0．6A，分度值为0．02A，示数为0．50A，电阻阻值：
Rx＝
＝
Ω＝2．4Ω；由Rx＝ρ
可知，电阻率：
ρ＝
＝
Ω·m≈1．16×10－6Ω·m．
【答案】
（1）乙
（2）0．608（0．606～0．609均正确）
1．16×10－6（1．15×10－6～1．17×10－6均正确）
4．（12分）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3．8V，额定电流0．32A）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
电流表A（量程0．5A，内阻0．5Ω）
固定电阻R0（阻值1000Ω）
滑动变阻器R（阻值0～9．0Ω）
电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S及导线若干．
（1）实验要求能够实现在0～3．8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图1226a所示．
a b
图12 26
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（填“增大”“不变”或“减小”）．
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1．00Ω）和题给器材连接成图b所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为______W．（结果均保留两位小数）
【解析】
（1）因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因电流表内阻和灯泡内阻接近，故电流表采用外接法；另外为了保护电压表，用R0和电压表串联，故原理图如图所示；
（2）IU图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大，其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
（3）当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为4V，等效内阻为10Ω；作出电源的伏安特性曲线如图中实线所示；由图可知，灯泡电压为U＝1．75V，电流I＝225mA＝0．225A，则最小功率P＝UI＝1．75×0．225W＝0．39W；
当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡消耗的功率最大；此时电源的内阻为1．0Ω，作出电源的伏安特性曲线如图中虚线所示；由图a可知，此时电压为3．65V，电流为320mA＝0．32A；则可知最大功率Pmax＝U′I′＝3．65×0．32W＝1．17W．
【答案】
（1）见解析
（2）增大 增大 （3）0．39 1．17
5．（12分）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．
【导学号：
17214193】
A．电压表V1（量程6V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：
若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．
（1）请将设计的实验电路图在图12 27甲的虚线方框中补充完整．
甲 乙
图12 27
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I2，U2），标到UI坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω．（结果保留两位有效数字）
（3）在UI坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω．
【解析】
（1）伏安法测电源电动势与内阻的实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示．
（2）电源的UI图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E＝4．5V，电源内阻r＝
＝
＝1．0Ω．
（3）由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压UL＝2．5V，此时电路电流I＝2．0A，电源电动势E＝Ir＋UL＋IR滑，即4．5V＝2．0A×1Ω＋2．5V＋2．0A×R滑，则R滑＝0Ω．
【答案】
（1）见解析
（2）4．5 1．0 （3）0
6．（12分）一个小灯泡的额定电压为2．0V，额定电流约为0．5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性图线．
【导学号：
17214194】
A．电源E：
电动势为3．0V，内阻不计
B．电压表V1：
量程为0～3V，内阻约为1kΩ
C．电压表V2：
量程为0～15V，内阻约为4kΩ
D．电流表A1：
量程为0～3A，内阻约为0．1Ω
E．电流表A2：
量程为0～0．6A，内阻约为0．6Ω
F．滑动变阻器R1：
最大阻值为15Ω，额定电流为1．0A
G．滑动变阻器R2：
最大阻值为150Ω，额定电流为1．0A
H．开关S，导线若干
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：
I/A
0．00
0．16
0．25
0．30
0．34
0．40
0．45
0．50
U/V
0．00
0．20
0．40
0．60
0．80
1．20
1．60
2．00
（1）实验中电压表应选用______________；电流表应选用________________；滑动变阻器应选用______________（请填写选项前对应的字母）．
（2）不改动已连接导线，在实物连接图12 28甲中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片放在最________（选填“左”或“右”）端．
（3）在坐标图12 28乙中画出小灯泡的UI曲线．
甲
乙
图12 28
【解析】
（1）灯泡额定电压是2V，则电压表选B；灯泡额定电流为0．5A，则电流表选E；为方便操作，滑动变阻器选F；
（2）灯泡正常发光时电阻R＝
＝4Ω，4Ω远小于电压表内阻，则电流表采用外接法；由表中数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图甲所示；闭合开关前，为保护电路，应使滑动变阻器的滑片放在最左端；（3）根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的UI图象，如图乙所示．
甲
乙
【答案】
（1）B E F
（2）见解析图 左
（3）见解析图
7．（14分）利用如图12 29所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R（最大阻值为999．9Ω），电阻R0（阻值为3．0Ω），电阻R1（阻值为3．0Ω），电流表Ⓐ（量程为200mA，内阻为RA＝6．0Ω），开关S．
图12 29
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以
为纵坐标，R为横坐标，作
R图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．
回答下列问题：
（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则
与R的关系式为________．
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3．0Ω时电流表的示数如图12 30甲所示，读出数据，完成下表．答：
①________；②________．
R/Ω
1．0
2．0
3．0
4．0
5．0
6．0
7．0
I/A
0．143
0．125
①
0．100
0．091
0．084
0．077
/A－1
6．99
8．00
②
10．0
11．0
11．9
13．0
甲
乙
图12 30
（3）在图12 30乙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝____________A－1·Ω－1，截距b＝____________A－1．
（4）根据图线求得电源电动势E＝______________V，内阻r＝________Ω．
【解题关键】 本题要首先利用闭合电路欧姆定律得出I与R的函数关系，然后变形成y＝kx＋b这样的一次函数．
【解析】 本题是用伏安法测电源电动势和内阻的实验，可根据闭合电路欧姆定律分析．
（1）根据闭合电路欧姆定律可知：
E＝IRA＋
（R＋R0＋r）
将R0＝3．0Ω，R1＝3．0Ω，RA＝6．0Ω代入上式得
＝
R＋
（5．0＋r）．
（2）从读数上，有效数字要一致，即读数是0．110A，倒数是9．09A－1．
（3）由
R关系可知k＝
，截距b＝
（5．0＋r）；由给出的数据作出图象，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．
由图象可知，k＝1．0A－1·Ω－1，b＝6．0A－1．
（4）电源电动势E＝3．0V，电源内阻r＝1．0Ω．
【答案】
（1）
＝
R＋
（5．0＋r）
（2）①0．110A ②9．09A－1
（3）如解析图所示，k＝1．00（或在0．96～1．04之间），b＝6．0（或在5．9～6．1之间）
（4）3．0（或在2．7～3．3之间） 1．0（或在0．6～1．4之间）
升级会员 