高三物理知识点综合突破检测题52.docx

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高三物理知识点综合突破检测题52

第9题　电学实验的设计与创新

（限时：

45分钟）

1．

（1）某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图1所示．请你简述接下来的测量操作过程：

图1

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．

（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图2所示．其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．

图2

（3）图3是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．

图3

答案　

（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡；

②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；

③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值．

（2）见解析图

（3）电阻　1、2　1

解析　

（1）由指针偏转知所选挡位过大，电阻读数大约

为2kΩ，所以需要换×100挡，换挡后要重新进行欧

姆调零，最后读数．

（2）该电阻约为2kΩ，和电压表、

电流表内阻比较知为一个大电阻，所以电流表要用内

接法，电路连接如图所示．（3）测量电阻需要内接电源，

所以开关S旋到位置3时，用来测量电阻；测量电流时，表头要并联分流电阻，故当S旋到位置1、2时，用来测量电流，分流电阻越小量程越大，所以旋到位置1时量程较大．

2．（2018·江苏单科·10）为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0V　1.8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.

（1）准备使用的实物电路如图4所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置．（用笔画线代替导线）

图4

（2）现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻．

（3）测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材．

（4）小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图5所示．请指出图象中不恰当的地方．

图5

答案　

（1）见解析图　

（2）10　（3）电池　（4）图线不应画为直线；横坐标的标度选择不合适

解析　

（1）滑动变阻器采用分压式连接，实物电路如图所示．

（2）灯泡正常工作电压是3.0V、电阻R＝

＝5Ω，假设当灯泡获取最大工作电压时恰好与滑动变阻器最大电阻并联，并联电阻约为3.3Ω，则有

＝

，解得R1＝9.9Ω，因此R1应选取10Ω的电阻．（3）为了保护电源，防止在整理电路时电源被短路，一般应先拆除电源两端的导线．（4）由数据分析可知，图线应是平滑的曲线，且横坐标标度取得太大，以至于图象不能充分占满坐标纸，引起误差较大．

3．某同学利用如图6所示的实验电路来测量电阻的阻值．

图6

（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

电阻R/Ω

5.0

10.0

15.0

25.0

35.0

45.0

电压U/V

1.00

1.50

1.80

2.14

2.32

2.45

请根据实验数据在图7中作出U－R关系图象．

图7

（2）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V．利用

（1）中测绘的U－R图象可得Rx＝________Ω.

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和

（1）中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________（选填“偏大”或“偏小”）．现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和

（1）中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？

答案　

（1）U－R关系图象如图所示

（2）20（19～21）

（3）偏小　改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V

解析　

（1）首先确定两坐标轴的刻度，要注意使图象布满整个坐标纸，其次将表中数据在坐标纸上描点．第三步是连线，要注意画出平滑的曲线，不能连成折线．

（2）在所得图象上确定纵坐标为2.00V的点对应的横坐标即为所求结果．

（3）当电源内阻r增大时，在R相同的情况下电路中电流I＝

变小，从而导致R两端电压偏小，则从原U－R图象中读得的R值偏小．要利用

（1）中测绘的U－R图线准确测量待测电阻，就需保证原图线中U与R的对应性，从表中数据可以看到，R＝10.0Ω时U＝1.50V，故需调节R′使电压表示数为1.50V.

4．某课外活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻（电动势约2V，内阻一千多欧姆）．实验室现有如下器材：

多用电表：

欧姆挡（×1，×10，×100，×1k）

直流电流挡（0～0.5mA,0～1mA,0～10mA,0～100mA）

直流电压挡（0～0.5V,0～2.5V,0～10V,0～50V,0～250V，0～500V）

电压表：

（0～3V,0～15V）

电流表：

（0～0.6A,0～3A）

滑动变阻器：

R1＝10Ω，R2＝2000Ω

开关及导线．

（1）该小组同学先用多用电表直流电压“0～2.5V”挡（表盘上的标识为“mAV”）粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图8甲所示，其示数为________V（保留两位有效数字）；

（2）为了更精确地测量西红柿电池组的电动势和内阻，应选________测电压，选________测电流（填电表名称和所选量程）；滑动变阻器应选________（填电阻符号）；

（3）请设计方案，在与图乙对应的图上进行实物连接．

图8

答案　

（1）1.6　

（2）电压表，0～3V　多用电表直流电流1mA挡　R2　（3）如图所示

5．某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

（1）先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图9所示，其示数为________V.

图9

（2）然后，用电压表

、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

（i）根据电路图10，用笔画线代替导线，将实物图11连接成完整电路．

图10　　　　　　　　　　　图11

（ii）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表

相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的

与

的值．请用表中数据在图12上描点，并作出

－

图线.

R（Ω）

166.7

71.4

50.0

33.3

25.0

20.0

U（V）

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

（×10－2Ω－1）

0.60

1.40

2.00

3.00

4.00

5.00

（V－1）

0.12

0.17

0.21

0.24

0.31

0.34

图12

（iii）从图线中可求得E＝________V.

答案　见解析

解析　

（1）读出示数为9.4V．　

（2）（i）连线如图所示．

（ii）作图线如图所示

（iii）由闭合电路欧姆定律得E＝U＋

（r＋R0），变形得

＝

＋

·

，从该式可看出在

－

图象中，纵轴的截距即为

，由图象得出截距为0.10，所以E＝10.0V（9.5V～11.1V内均正确）．

6．在一次探究小灯泡的伏安特性曲线的实验中，所用器材有：

灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E，滑动变阻器R，开关S，要求灯泡两端电压从零开始变化．

（1）图13所示为某同学已连接的实物电路，经检查，发现电路中缺少一根导线，请你帮助他找到这根导线的位置，并画在图中；

图13

（2）若该同学在如图13所示状态完成了最后一根导线的连接，请指出其中仅有的两个不当之处：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________.

（3）电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1、L2的伏安特性曲线，如图14甲中的Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1和L2与电池组（电动势和内阻均恒定）连成如图乙所示的电路．多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A．请根据以上结果，在图甲中画出该电池组路端电压和干路电流的关系曲线．

图14

（4）由该曲线可以得知电池组的电动势为________V，内阻为________Ω.（结果取两位有效数字）

答案　

（1）如图所示

（2）①开关应处于断开状态进行连线

②滑动变阻器的滑片P应拨至b端

（3）如图所示

（4）4.2（4.0～4.5）　1.7

解析　

（1）电源正极没有接出导线，正确的电路图如答案图所示．

（2）从实验安全的角度考虑，本实验的两个不当之处为：

①开关应处于断开状态进行连线；②为了保护电路，滑动变阻器滑片P应拨至b端．

（3）I1＝0.3A时由甲图中Ⅰ图线知对应电压U1为3.5V，I2＝0.6A时由甲图中Ⅱ图线知对应电压U2＝3.0V，即知道路端电压随电流变化图线的两个点，在U－I坐标系中过这两点作直线，如答案图所示．

（4）由图线的斜率可知电源内阻为1.7Ω，由图线的纵截距可知电源电动势为4.2V.