专题限时集训17 电学实验及创新 届高三物理二轮新高考复习检测.docx

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专题限时集训17电学实验及创新届高三物理二轮新高考复习检测

专题限时集训（十七）

（建议用时：

40分钟）

1．如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示。

甲　　　　　　乙

（1）某次用0～3A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为________A。

丙

（2）该电流表0～0.6A量程对应的内阻约为________Ω（结果保留两位小数）。

（3）若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为________mA（结果保留两位有效数字）。

[解析]　

（1）电流表量程为0～3A，由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1A，示数为1.20A。

（2）由图乙所示电路图可知，电流表量程为0～0.6A时，电流表内阻为：

R＝

＝

Ω≈0.50Ω

（3）由图示电路图可知，电流表量程为0～3A时：

3A＝Ig＋

＝Ig＋

＝605Ig

解得：

Ig≈0.0050A＝5.0mA。

[答案]　

（1）1.20　

（2）0.50　（3）5.0

2．（原创题）随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要工具。

可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源，其电动势约5V。

某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，他剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，另外两根导线空置不用。

实验室还提供了如下器材：

甲

A．量程是3.0A，内阻约为0.2Ω的电流表；

B．量程是6V，内阻约为6kΩ的电压表；

C．量程是15V，内阻约为30kΩ的电压表；

D．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；

E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；

F．阻值为2.5Ω的定值电阻；

G．阻值为20Ω的定值电阻；

H．开关S一个，导线若干。

（1）实验中滑动变阻器应选用________。

（选填相应器材前的字母）

（2）根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中R0应选择________（选填相应器材前的字母），它在电路中的作用是_______________。

（3）该同学记录的8组数据如表中所示，请在图乙的坐标纸上画出该充电宝的UI图线。

由图线可知该充电宝的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（保留到小数点后两位）

次数

1

2

3

4

5

6

7

8

电流I/A

0.17

0.31

0.66

0.93

1.18

1.37

1.63

1.89

电压U/V

5.05

5.03

5.00

4.97

4.94

4.93

4.90

4.86

乙

[解析]　

（1）滑动变阻器R用于改变电路中的电流，从安全和方便性原则应选E；

（2）R0作为保护电阻，除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外，还要保证测量，因此不能选G，只能选F；（3）由E＝U＋Ir可知，充电宝的电动势为E＝5.07V，UI图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小，则内阻为r＝0.11Ω。

[答案]　

（1）E　

（2）F　防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏　（3）如图所示　5.07　0.11

3．（2020·河北六校第一次联考）如图甲所示为某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题。

甲

乙

丙

（1）小明首先在P、Q间接上一直流电源，P接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压2.5V”挡位，红表笔接P，黑表笔接Q，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则P、Q之间的电压是________V。

（2）小明又将红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压完全相同，则可以确定必定是______发生了断路。

（3）小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，调零后红表笔接P，黑表笔接M，电表指针在表盘上的位置如图丙所示，由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重，无法直接读取数据，他进一步观察发现，此时指针偏转的角度恰好位于表盘0～15Ω之间的正中位置，其中15Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置，则此时多用电表所测的阻值是________Ω，小亮据此确定电阻R2没有断路，你认为他的判断是________（填“正确”或“错误”）的。

[解析]　

（1）根据多用电表电压挡读数规则，P、Q之间的电压为2.00V。

（2）红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压相同，说明多用电表测量的是电源电压，可以确定是R2发生了断路。

（3）在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，指针偏转

，根据多用电表欧姆挡测量原理，由闭合电路欧姆定律有Ig＝

，

Ig＝

，

Ig＝

，又R中＝150Ω，联立解得R＝50Ω。

P、M之间的电阻值可能为R1和R3串联后的电阻值，小亮确定R2没有断路是错误的。

[答案]　

（1）2.00　

（2）R2　（3）50　错误

4．（2019－2020学年济南市高三模拟考试）图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：

挂钩上挂上重物，拉力传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将重物的重力变换为电信号的过程。

甲　　　　　　　　乙

小明找到了一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图象如图乙所示，小明设计了合适的电路图并按图制成了一个简易“吊秤”。

实验室提供了如下器材：

电源E（电动势为15V，内阻约2Ω）；

灵敏毫安表（量程为10mA，内阻约50Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值为10kΩ）；

RL接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘小滑环可将重物吊起；

开关S和导线若干。

（1）请在图丙中帮助小明将设计的实验电路图补充完整。

丙

（2）小明根据设计好的电路图，连接好实验电路，完成下列操作：

a．滑环下不吊重物时，调节滑动变阻器，当电流表为某一合适示数时，读出电流表的示数I1；

b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电流表的示数I2

。

设RLF图象的斜率为k，待测重物的重力G的表达式为G＝________________（用物理量的符号表示）。

（3）小明在实验的过程中不慎将灵敏毫安表烧坏，现手头只有量程为2mA、内阻（标称值）为200Ω的电流表，还有定值电阻R1（50Ω）、定值电阻R2（10Ω）可供选择，为了使实验顺利进行，小明决定改装电流表，将2mA的量程扩大至10mA，小明改装的方法是电流表应该和定值电阻________（选填“串联”或“并联”），且定值电阻应选择________（在空格内填写字母代号）。

（4）由于量程为2mA、内阻为200Ω的电流表内阻的真实值比标称值略大，导致改装后的电流表示数与真实示数相比______（选填“偏大”或“偏小”），应该使选择的定值电阻阻值适当______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

[解析]　

（2）对待测重物受力分析，由平衡条件得2Fcosθ＝G，由题图乙得F＝

，R0＝103Ω，由闭合电路欧姆定律得R0＝

－（R＋Rg＋r），RL＝

－（R＋Rg＋r），故RL－R0＝

－

，联立解得G＝

。

（3）将2mA的电流表的量程扩大至10mA，根据并联分流原理，电流表应该和定值电阻并联，由并联电路电压相等可知，IgRg＝（I－Ig）R′，解得R′＝50Ω，故选择R1。

（4）改装的电流表的分流电阻分得的电流偏大，改装后电流表示数比真实值偏小，根据改装电流表的原理，内阻真实值比标称值大，并联的分流电阻也应比50Ω大，故应适当增大分流电阻的阻值。

[答案]　

（1）如图所示　

（2）

　（3）并联　R1　（4）偏小　增大

5．（2020·全国卷Ⅰ·T22）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω，该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间，测量得到如图（b）所示的两条UI图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。

图（a）

回答下列问题：

（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在______（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。

图（b）

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对

（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。

[解析]　

（1）当用电流表内接法时，测量值为Rx1＝Rx＋RA＞Rx，当用电流表外接法时，测量值为Rx2＝

＜Rx，图（b）中图线Ⅱ的斜率较小，所以应为使用电流表外接法测量的结果，即电压表跨接在O、P间测量得到的。

（2）由图线可得Rx约为50.0Ω，可知Rx＞

，所以用电流表内接法测量的结果误差较小，即由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结果Rx1＝

＝50.5Ω。

（3）因为Rx1＝Rx＋RA，所以Rx＝Rx1－RA＝50.0Ω。

[答案]　

（1）O、P　

（2）Ⅰ　50.5　（3）50.0

6．（2020·山东学业水平等级考试·T14）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。

实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；

电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；

定值电阻R1（阻值2Ω）；

定值电阻R2（阻值5Ω）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在UI坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。

（单选，填正确答案标号）

A．电压表分流

B．干电池内阻较小

C．滑动变阻器最大阻值较小

D．电流表内阻较小

甲　　　　　　　　　　　　乙　　　　

丙

丁

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。

序号

1

2

3

4

5

6

7

I/A

0.08

0.14

0.20

0.26

0.32

0.36

0.40

U/V

1.35

1.20

1.05

0.88

0.73

0.71

0.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①图丙上已标出后3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出UI图像。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________（填“R1”或“R2”）。

③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁中的实物图连接成完整电路。

[解析]　

（1）路端电压U＝

·R＝

，若电源内阻远小于外电路总电阻，则电压表示数总是接近电源的电动势，变化范围小，故B项正确。

（2）②由画出的UI图线知等效电源内阻r′＝

Ω≈2.58Ω，因此选的定值电阻为R1。

③连接实物图时，从电源正极出发，依次连接各器材，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，注意电流从正接线柱流入，负接线柱流出。

[答案]　

（1）B　

（2）①如图1所示　②R1　③如图2所示

图1

图2

7．（2020·全国卷Ⅱ·T23）某同学要研究一小灯泡L（3.6V，0.30A）的伏安特性。

所用器材有：

电流表A1（量程200mA，内阻Rg1＝10.0Ω）、电流表A2（量程500mA，内阻Rg2＝1.0Ω）、定值电阻R0（阻值R0＝10.0Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）、电源E（电动势4.5V，内阻很小）、开关S和若干导线。

该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。

图（a）　　　　　　　　　　图（b）

（2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：

小灯泡两端的电压U＝________，流过小灯泡的电流I＝________。

为保证小灯泡的安全，I1不能超过________mA。

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。

逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。

所得实验数据在下表中给出。

I1/mA

32

55

85

125

144

173

I2/mA

171

229

299

379

424

470

根据实验数据可算得，当I1＝173mA时，灯丝电阻R＝________Ω（保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于________Ω（保留1位小数）。

[解析]　

（2）根据串并联知识可得小灯泡两端的电压U＝I1（Rg1＋R0），流过小灯泡的电流I＝I2－I1，小灯泡的额定电压为U额＝3.6V，由U额＝I1（Rg1＋R0）可得I1＝180mA，即为了保证小灯泡的安全，I1不能超过180mA。

（3）灯丝的电阻R＝

＝

，当I1＝173mA时，I2＝470mA，解得R＝11.6Ω。

（4）画完整的伏安特性曲线就是把0～3.6V对应的U－I曲线画出来，当U＝3.6V时，通过A1的电流最大值为200mA，此时所用电阻的阻值最小为R＝

－Rg1＝

Ω－10.0Ω＝8.0Ω。

[答案]　

（1）如图所示

（2）I1（Rg1＋R0）　I2－I1　180

（3）11.6　（4）8.0