专题10 电学实验.docx
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专题10电学实验
高考物理二轮专题复习十:
电学实验
【高考回顾】(2009·安徽理综)21.(18分)
Ⅰ(6分)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。
若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?
请填在表格中。
Ⅱ.(6分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。
电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。
除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)
电流表(量程0.6A、3A);
电压表(量程3V、15V)
(b)
定值电阻(阻值1
、额定功率5W)
(c)
定值电阻(阻值10
,额定功率10W)
(d)
滑动变阻器(阴值范围0--10
、额定电流2A)
(e)
滑动变阻器(阻值范围0-100
、额定电流1A)
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;R0应选择
的定值电阻,R应选择阻值范围是
的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是。
(2010·安徽理综)21.(18分)Ⅰ.
(1)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图1所示,读数为__________________mm。
(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图2所示,读数为__________________cm。
Ⅱ.太阳能是一种清洁、“绿色”能源。
在我国上海举办的2010年世博会上,大量利用了太阳能电池。
太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。
某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。
所用的器材包括:
太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,请将图1连成一个完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。
由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________(填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为____________
。
(2011·安徽理综)Ⅱ.
(1)某同学实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,测量时针偏转如图(a)所示。
请你简述接下来的测量过程:
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(b)所示。
其中电压表内阻约为5k,电流表内阻约为5。
图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接。
(3)图(c)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。
(2012·安徽理综)Ⅱ.(8分)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,;
③断开开关,……。
根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
实验9:
测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
【例1】 某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω·m).如图8所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.将水样注满容器后,进行以下操作:
(1)分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1k”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图9所示,则所测水样的电阻约为________Ω.
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程5mA,电阻RA为50Ω)
B.电压表(量程15V,电阻RV约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请在实物图10中完成电路连接.
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,测出一系列数据如表所示,请在如图11所示的坐标纸中作出U-I关系图线.
(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为____Ω·m.据此可知,所得水样在电阻率这一指标上________(选填“达标”或“不达标”).
实验10:
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验11:
测定电源的电动势和内阻
1.测电源电动势和内阻的三种方法
伏安法安阻法伏阻法
2.数据处理的两种方法:
联立方程法;图象法。
3.误差分析:
图象法;等效电源法。
4、连实物图的四先四后:
先有电路图,再连实物图;先回路后支路;先正后负;先外后内。
注意以下几点:
(1)各导线都应接在接线柱上。
(2)不应在导线中间出现分叉,导线不能交叉、跨过仪器。
(3)连接电表应注意要正确选择量程,正、负接线柱不要接错。
(4)开
关要控制所在电路。
【例2】 (2012·重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响。
实验器材如图所示。
(1)测量E和r的实验方案为:
调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式________________,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r。
(2)将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图6-2-3中用笔画线代替导线连接电路。
(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图6-2-4中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:
在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
曲线(c)对应的电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。
当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P=________mW。
(均保留三位有效数字)
实验12:
练习使用多用电表
【例3】(2012·江苏
高考)如图6甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”、“B”或“C”)。
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。
测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。
两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示。
请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。
两表笔接的接点
多用电表的示数
a,b
________Ω
a,c
10.0Ω
b,c
15.0Ω
【高考预测】
1、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,备有如下器材:
A.电源为干电池(电动势为E,内阻为r)
B.电流表(0~0.6A、内电阻约0.1Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流Ig=200μA、内阻rg=500Ω)
D.滑动变阻器(0~20Ω、2.0A)
E.电阻箱R(0~9999.9Ω)
F.开关、导线若干
(1)由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表,需串联一个阻值为R=________Ω的电阻.
(2)改装后采用如图1甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线.
(3)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”).
(4)图2为该实验绘出的I1-I2图线(I1为灵敏电流计G的示数,I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=________V(保留三位有效数字),内电阻r=________Ω(保留两位有效数字).
2、(2012·上海高考)在练习使用多用电表的实验中:
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________的电流;
②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻;
③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压。
(2)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若( )
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25Ω
D.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大
3、(2012·山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:
Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);
电压表:
(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表:
(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
(量程3A,内阻约0.05Ω)
电源:
E1(电动势3V,内阻不计);E2(电动势12V,内阻不计);
滑动变阻器:
R(最大阻值约20Ω)
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图。
4、某学生实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验时。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图1所示。
读数为________mm。
(2)用伏安法测金属丝的电阻时,测出了包括(0,0)在内的6组电流I和电压U的值,并已经标在了如图2所示的坐标纸上,请用铅笔和直尺在坐标纸上画出合理的图线,并求出该段金属丝的电阻Rx=________Ω。
(3)测该金属丝电阻时,可供该实验小组选择的器材如下:
A.量程0.6A,内阻约0.5Ω的电流表A1B.量程3A,内阻约0.01Ω的电流表A2
C.量程10mA,内阻rA=50Ω的电流表A3D.量程15V,内阻约30kΩ的电压表V
E.阻值为0~10Ω的滑动变阻器
F.阻值为0~1000Ω的电阻箱
G.两节干电池H.开关一个、导线若干
如图3所示,试补画出该小组同学测金属丝电阻Rx采用的电路图,并标明所选用电表的符号,如A1或A2等。
5、(2012·常州模拟)如图7所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:
图7图8图9
(1)R0的作用是___________________________________。
(2)用作图法在图8坐标系内作出U-I图线。
(3)利用图线,测得电动势E=________V,内阻r=________Ω。
(4)某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图9所示。
由所得图线可知,被测电池组电动势E=________V,电池组的内阻r=________Ω。
6、(2012·江苏四市联考)某同学要测量一电阻Rx(阻值约18Ω)的阻值,实验室提供如下器材:
电池组E(电动势3V,内阻约1Ω);电流表
(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω);电压表
(量程0~3V,内阻约5kΩ);电阻箱R(阻值范围0~99.99Ω,额定电流1A);开关S,导线若干。
(1)为使测量尽可能准确,应采用下面给出的________所示电路进行测量。
7、使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。
现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:
待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。
实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。
完成下列填空:
(1)仪器连线如图3所示(a和b是多用电表的两个表笔)。
若两电表均正常工作,则表笔a为________(填“红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,图3中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图4(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω;
(3)将图3中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA;(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V。
(保留3位有效数字)
8、(2012·福建高考)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5所示,其示数为________V。
(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。
根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。
9、在“描绘小灯泡伏安特性曲线的实验”中
(1)为减小实验误差,方便调节,请在给定图8中的A、B、C、D四个电路图和E、F、G三个滑动变阻器中选取适当的电路图和器材,并将它们的编号填在横线上。
应选取的电路图是________,滑动变阻器应选取________。
E.总阻值15Ω,允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω,允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω,允许通过的最大电流为1A的滑动变阻器
(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图9中b线。
将该小灯泡与一干电池组成闭合回路,该电池两极间的电压随电路中电流的变化关系图线如图9中a线所示,则小灯泡与电池连接后的实际功率为________W;若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中,则小灯泡的实际功率为________W。
10、(2012·北京高考)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。
待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图10所示,其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。
实验所用器材为:
电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω
,额定电流2A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图11中的________图(选填“甲”或“乙”)。
图11图12
(3)图12是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
请根据
(2)所选的电路图,补充完成图12中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
图18
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图13所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。
请在图13中标出第2、4、6次测量数据的
坐标点,并描绘出U-I图线。
由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)。
A.1×10-2Ω·m B.1×10-3Ω·m
C.1×10-6Ω·mD.1×10-8Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差。
本实验所用测量仪器均已校准。
下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项)。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
1
(1)2750(4)137.2(120~145) 不达标
[2]
(1)U=E-Ir
(2)如图所示 (3)不变 增大 0.975 478 0.268
3:
(1)A
(2)短暂(3)5.0 见解析图
1、
(1)9500(3)a端(4)1.46~1.49V均可 0.75~0.95Ω均可
[2]
(1)①R1 ②R1和R2串联 ③R2(或电源的路端电压)
(2)D[3]
(1)1.773(1.771~1.775均正确)
(2)
E1 电路图见解析
4:
(1)2.000
(2)5 连线如图甲所示 (3)电路图如图乙所示
5:
(1)保护电源、电表,防止短路
(2)见解析 (3)1.5 1.0 (4)30 5
6:
(1)A
7:
(1)黑
(2)14.0 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54
8:
(1)9.4
(2)①连线如图所示
9:
(1)C E
(2)0.72 0.24
10、答案:
(1)0.397(0.395~0.399均可)
(2)甲 (3)如图(a)所示
(4)如图(b)所示 4.5(4.3~4.7均可) (5)C (6)CD
11 0.996~0.999mm 0.42A 2.25~2.28V A 小 B
-RA或
-2(Ω)
- 配套讲稿:
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