2020版高考物理第九章第3课时电学实验基础（能力课时）限时规范训练（含解析）新人教版 8页

电学实验基础[基础巩固题组](20分钟，50分)1．如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　)A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A解析：选C.当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1＝，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06A，C正确，D错误．2．写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数：(1)游标卡尺的读数为________mm；(2)螺旋测微器的读数为________mm.解析：(1)由图甲所示游标卡尺可知，主尺示数是1.0cm＝10mm，游标尺示数是0×0.05mm＝0.00mm，游标卡尺示数为10mm＋0.00mm＝10.00mm.(2)由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为3.5mm，可动刻度示数为35.3×0.01mm＝0.353mm，螺旋测微器示数为3.5mm＋0.353mm＝3.853mm.答案：(1)10.00　(2)3.8533．如图甲所示为某次测量时电压表的刻度盘的情形，若当时使用的是该表的0～3V量程，那么电压表读数为________V，若当时使用的是该表的0～15V量程，那么电压表读数应为________V；如图乙所示的电阻箱的读数为________Ω.n解析：0～3V量程最小刻度是0.1V，要向下估读一位，读1.15V(由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14～1.16V都算正确).0～15V量程最小刻度为0.5V，只要求读到0.1V这一位，所以读5.7V(5.6～5.8V都算正确)．图乙中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到电阻箱的读数为84580.2Ω.答案：1.15(1.14～1.16均可)　5.7(5.6～5.8均可)84580.24．有一只满偏电流Ig＝5mA，内阻Rg＝400Ω的电流表G.若把它改装成量程为10V的电压表，应________联一个________Ω的分压电阻，该电压表的内阻为________Ω；若把它改装成量程为3A的电流表，应________联一个________Ω的分流电阻，该电流表的内阻为________Ω.解析：改装成电压表时应串联一个分压电阻．由欧姆定律得U＝Ig(Rg＋R1)，分压电阻R1＝－Rg＝Ω－400Ω＝1600Ω，该电压表内阻RV＝Rg＋R1＝2000Ω.改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得IgRg＝(I－Ig)R2.分流电阻R2＝Rg＝Ω＝0.668Ω.该电流表内阻RA＝＝＝0.667Ω.答案：串　1600　2000　并　0.668　0.6675．某同学为了测量电流表○A1内阻的精确值，有如下器材：A．电流表○A1(量程300mA，内阻约为5Ω)B．电流表○A2(量程600mA，内阻约为1Ω)C．电压表(量程15V，内阻约为3kΩ)D．滑动变阻器R1(0～5Ω，额定电流为1A)E．滑动变阻器R2(0～50Ω，额定电流为0.01A)F．电源E(电动势3V，内阻较小)G．定值电阻R0(5Ω)H．单刀单掷开关一个、导线若干实验要求待测电流表的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减小误差．(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选________．(请填器材序号)n(2)在虚线框内画出测量内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(3)若选测量数据中的一组来计算电流表的内阻r1，则r1的表达式为r1＝________；式中各符号的物理意义是_______________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)滑动变阻器要用分压连接法，选最大阻值较小的滑动变阻器R1.(2)由于电压表的量程太大，所以不能直接用所给的电压表直接测量电压，改用定值电阻R0与并联来替代电压表的作用，电路如图所示．(3)通过定值电阻R0的电流为I2－I1，两端的电压等于R0两端的电压，所以r1＝R0，I1、I2分别为某次实验时电流表、的示数，R0是定值电阻的电阻值．答案：(1)D　(2)见解析图　(3)R0　I1、I2分别为某次实验时电流表、的示数，R0是定值电阻的阻值[能力提升题组](25分钟，50分)1．某实验小组要精确测定一个额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为300Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同．实验室提供的器材有：A．电流表A1(量程为15mA，内阻RA1约为10Ω)B．电流表A2(量程为2mA，内阻RA2＝20Ω)C．定值电阻R1＝10ΩD．定值电阻R2＝1980ΩE．滑动变阻器R(0～20Ω)一个F．电压表V(量程为15V，内阻RV约为3kΩ)G．蓄电池E(电动势为4V，内阻很小)H．开关S一个(1)要完成实验，除蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有________(填写器材前的字母编号)．(2)请在虚线框内画出实验电路图．n(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝________，说明式中题目未给出的各物理量的意义：______________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表V的量程偏大，测量误差较大，不能用电压表V测量LED灯两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻R2串联改装为电压表测量电压；LED灯正常工作时的电流在10mA左右，可以用电流表A1测量通过LED灯的电流．(2)因为滑动变阻器阻值远小于LED灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图所示．(3)根据闭合电路欧姆定律知，LED灯两端的电压U＝I2(R2＋RA2)，通过LED灯的电流I＝I1－I2，所以LED灯正常工作时的电阻Rx＝＝.I1、I2分别为电流表A1、A2的读数．答案：(1)ABD　(2)如解析图所示　(3)　I1、I2分别为电流表A1、A2的读数2．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω.(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)．(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1n的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．A．①连接a，②连接c　B．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d解析：(1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测R1阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d.(2)作图如图所示，则R1＝＝Ω＝4.4Ω.(3)根据电阻定律可得R＝ρ＝，故R2＝R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应①连接a，②连接d，故B正确．答案：(1)a　d　(2)图见解析　4.4～4.7　(3)B3．(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA，内阻大约为2500Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω)；电源E(电动势约为1.5V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．n(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．(2)完成下列填空：①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”)．②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)．④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：______________________________________________________.解析：(1)根据原理图(a)，将图(b)中的实物连线如图所示．(2)①滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20Ω.②为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端．③接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等．④实验过程中，由于测量电路，即由Rz、、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，电路如图所示．由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RμA＝I2R′nI1Rz1＝I2R，即＝对于图乙，I1Rz2＝I2R′I1RμA＝I2R，即＝所以＝所以RμA＝＝Ω＝2550Ω.(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程．答案：(1)见解析图　(2)①20　②左　③相等　④2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程4．如图甲所示为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选择的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA.电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用如图乙所示的电路可以判断出损坏的电阻．图乙中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(选填“b”或“c”)相连．解析：(1)使用a、b接线柱时，Iab＝Ig＋＝0.001A＋A＝0.003A，使用a、c接线柱时，Iac＝Ig＋＝0.001A＋A＝0.010A，n解得：R1＝15Ω，R2＝35Ω.(2)改装后电流表内阻：r＝＝Ω≈33Ω，R0作为保护电阻，电流最大时，电路总电阻约为：R＝r＋RA＋R0＝＝Ω＝500Ω，R0＝R－r－RA＝(500－33－150)Ω＝317Ω，则R0应选300Ω；电路电流最小时：R滑＝－R＝Ω－500Ω＝2500Ω>750Ω，则滑动变阻器应选择3000Ω的．(3)由题图所示电路图可知，图中的d点与接线柱c相连时，闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1，若电表指针不动，则损坏的电阻是R2.答案：(1)15　35　(2)300　3000　(3)c