版高考物理二轮重点讲练专题七 电学实验 专题强化训练.docx
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版高考物理二轮重点讲练专题七电学实验专题强化训练
1.(2015·厦门二模)
(1)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①将K旋转到电阻挡“×100”位置.
②将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件____(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线.
③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图甲所示.为使测量比较精确,应将选择开关旋到________(选填:
“×1”“×10”“×1k”)的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量.
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系式为______;
(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3V的电压表内阻.该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1k”的倍率挡,并将红、黑表笔短接调零后,应选用图丙中________(选填“A”或“B”)方式连接.在进行了正确的连接、测量后,欧姆表的读数如图丁所示,读数为________Ω,这时电压表的读数为如图戊所示.若该欧姆挡内阻为24kΩ,则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为________V(计算结果保留两位有效数字).
答案
(1)D “×10”
(2)I=
(3)A 30k 2.9
解析
(1))①②将K旋转到电阻挡“×100”的位置;②将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件D,使指针对准电阻的“0”刻度线;③将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,说明所选挡位太大,应换“×10”;
(2)根据图乙,多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律,则有:
I=
;(3)欧姆表的正插孔与内部电源的负极相连,与电压表构成一闭合回路,电流从负插孔流出,进入电压表的正接线柱,所以选择图A正确;欧姆表的读数为:
30×1k=30kΩ,电压表的读数为:
1.60V.
由题意知欧姆表的内阻为24kΩ,与电压表的内阻30kΩ串联,由欧姆定律可知
E=I(R+r)=
×(2.4×104+3×104)V≈2.9V
命题立意 本题旨在考查用多用电表测电阻
2.
(2015·山东模拟)某学习小组的同学设计了如图所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r.
实验器材有:
待测电源,待测电阻R0,电流表A(量程为0.6A,内阻不计),电阻箱R(0~99.9Ω),开关S1和S2,导线若干.
(1)先测电阻R0的阻值.请将学习小组同学的操作补充完整:
先闭合S1和S2,调节电阻箱,读出其示数R1和对应的电流表示数I,然后____________________,使电流表的示数仍为I,读出此时电阻箱的示数R2.则电阻R0的表达式为R0=________________.
(2)同学们通过上述操作,测得电阻R0=9.5Ω,继续测电源的电动势E和内阻r.该小组同学的做法是:
闭合S1,断开S2,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I,如下表数据:
组数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
0
3.0
6.0
12.0
18.0
电流I/A
0.50
0.40
0.33
0.25
0.20
①请根据给定的坐标系并结合以上数据描点作图.
②利用图像求出该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)
答案
(1)断开S2,调节电阻箱的阻值 R1-R2
(2)①见图 E=6.0V,r=2.5Ω
解析 根据实验原理确定实验方法及步骤,依据闭合电路欧姆定律求解;采用描点法作出对应的伏安特性曲线.根据图像和闭合电路欧姆定律可求得电动势和内电阻.
(1)器材中只有电流表而没有电压表,无法由伏安法求出电阻;故只能利用电阻箱得出待测电阻的阻值;当电路中电流相同时,电阻也应相同;因此可以控制电流相等,利用电阻箱的电阻,得出待测电阻的阻值;因此缺少的步骤应为:
再将S2断开,调节电阻箱使电流表的示数仍为I;而待测电阻等于两次电阻箱的示数之差:
即:
Rx=R1-R2
(2)由闭合电路欧姆定律可知:
E=U1+I1r
E=U2+I2r
代入数据联立解得
E=6V,r=2.5Ω
命题立意 本题旨在考察测电源的电动势和内阻
3.(2015·山东模拟)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:
待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表
(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,将S2切换到b,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=________.
(2)若甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:
闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的
-
图线,则电源电动势E=________V,电阻R2=________Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:
闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了相应的
-
图线,根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围________(选填“较大”“较小”或“相同”),所以________同学的做法更恰当些.
答案
(1)
R
(2)1.4(或
) 1.2
(3)较小 甲
4.(2015·云南模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.某同学连好的实物图如甲所示.
(1)在以下电流表中选择合适的一只是________;
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω);
电流表A2(量程600mA,内阻约0.5Ω);
电流表A3(量程100mA,内阻约3Ω)
(2)该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好.但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为________;
(3)实验测得的部分数据如表,请在图乙所示的坐标纸上作出该元件的I-U图像;
电压(V)
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
电流(A)
0.08
0.20
0.28
0.34
0.41
0.44
(4)若将该灯泡与一个4Ω的定值电阻串联,直接接在电动势为2V内阻不计的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=________W(保留两位有效数字).
答案
(1)A2
(2)g (3)如解析图 (4)0.25
分析
(1)根据灯泡额定电流选择电流表;
(2)根据图甲所示实物电路图,分析清楚电路结构,然后根据各电路元件的连接方式作出电路图.(3)电源与定值电阻整体组成一个等效电源,在图像中作出电源的I-U图像;(4)由图像找出电路电流与灯泡电压,然后由P=UI求出灯泡功率.
解析
(1)灯泡额定电流I=
=
=0.5A,故电流表选A2(量程600mA,内阻约5Ω),
(2)调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数不能调为零,说明滑动变阻器采用了限流接法,由电路图可知,导线g断了.(3)根据题目中给出的数据利用描点法可得出对应和图像如图所示;
(4)电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源,在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图像,
两图像的交点坐标值为:
U=1V,I=0.25A,
灯泡功率为:
P=UI=1V×0.25A≈0.25W.
命题立意 描绘小电珠的伏安特性曲线.本题考查伏安法测量灯泡伏安特性曲线,要注意明确图像法的应用,知道灯泡的电阻随温度的升高而增大
5.(2015·四川)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0~30mA);
电流表A2(量程0~100mA);
电压表V(量程0~6V);
滑动变阻器R1(阻值0~5Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);
开关S一个,导线若干条.
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图甲所示的电路图,正确连接电路.
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图乙所示的图线.
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).
回答下列问题:
①电流表应选用________,滑动变阻器应选用________;
②由图的图线,得电源内阻r=________Ω;
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=______,代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围______,电压表示数变化范围______.(选填“相同”或“不同”)
答案 ①A2 R2 ②25 ③
-r ④相同 不同
解析 ①根据题设条件中电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧,可估算出电路中的电流为数十毫安,因此电流表应选用A2,为了电路正常工作,以及方便调节,多测量几组数据,滑动变阻器应选用R2.②根据图甲电路结构可知,电压表测量了电路的路端电压,电流表测量了电路的总电流,因此图乙中,图线斜率绝对值即为电源的内阻,有:
r=|k|=|
|Ω=25Ω.③当改接电路后,将待测电阻与电源视为整体,即为一“等效电源”,此时图线的斜率为等效电源的内阻,因此有:
r′=r+Rx=|k′|=
,解得Rx=
-r.④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,电路的总电阻可变范围不变,因此电流表的示数变化范围相同,Rx接在B、C之间时,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,而Rx接在A、B之间时,电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和,由于对应某一滑动变阻器阻值时,电路的电流相同,因此电压表的读数不同,所以电压表示数变化范围也不同.
命题立意 测定电源电动势和内阻、伏安法测电阻的实验
6.(2015·菏泽二模)某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,有如下器材:
电流表A1(量程300mA,内阻约为5Ω);
电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω);
电压表V(量程15V,内阻约为3kΩ);
滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流为1A);
滑动变阻器R2(0~50Ω,额定电流为0.01A);
电源E(电动势3V,内阻较小);
定值电阻R0(5Ω);单刀单掷开关一个、导线若干.
实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差.
(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选____________;
(2)在下面方框内画出测量A1内阻的电路原理图,并在图中标出所用仪
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