2017年度高考物理（12 电学实验中常考的4个问题）二轮典型例题 9页

训练12　电学实验中常考的4个问题 ‎1．某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材：‎ A．多用电表 B．电压表V1，量程6 V，内阻约10 kΩ C．电流表A1，量程‎0.6 A，内阻约0.2 Ω D．电流表A2，量程‎3 A，内阻约0.02 Ω E．电源，电动势E＝12 V F．滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，最大电流为‎2 A G．滑动变阻器R2，最大阻值50 Ω，最大电流为‎0.1 A H．导线、电键若干 ‎(1)在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“×‎1”‎欧姆挡，其阻值如图12－19甲中指针所示，则Rx的阻值大约是________Ω；‎ ‎(2)在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选用的电流表和滑动变阻器分别是________(填器材前面的字母代号)；‎ ‎(3)在图乙线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时所用的实验电路图．‎ 图12－19‎ ‎2．某实验小组用电压表和电流表测量电阻R的阻值，实验装置如图12－20所示，实验中，某同学正确的连接导线后，闭合开关，读出电压表和电流表的示数U1、I1.断开开关，将滑动变阻器的滑动触头P稍微向右移动，然后再闭合开关，读出电压表和电流表的示数U2、I2后，断开开关．‎ 两次的实验数据如下表格：‎ U(V)‎ I(mA)‎ 第A组数据 ‎3.01‎ ‎86.0‎ 第B组数据 ‎3.15‎ ‎90.0‎ 图12－20‎ ‎(1)表格中，滑动触头P移动后，所读出的示数应当是表格中的第________组数据(填“A”或“B”)．‎ ‎(2)从表格中数据计算该电阻的阻值是________Ω.‎ ‎(3)某同学观察电压表和电流表的标签，发现电压表内阻为400 Ω，电流表内阻为0.5 Ω，那么该电阻的真实值应为________Ω(结果保留三位有效数字)．‎ ‎3．某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图12－21甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确．若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：‎ 图12－21‎ ‎(1)将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；‎ ‎(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是：________、________.该实验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值．为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材．请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路．注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应________________________________________________________________________．‎ ‎4．(2012·安徽卷，21·Ⅱ)图12－22为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.‎ 图12－22‎ ‎(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．‎ ‎5．在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中：‎ ‎(1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图12－‎23a所示，则可读得合金丝的直径为________mm；‎ ‎(2)待测合金丝Rx的电阻约为5 Ω，提供的仪器有：‎ A．电压表V(内阻约为10 kΩ，量程为3 V)‎ B．电流表A1(内阻约为3 Ω，量程为‎0.6 A)‎ C．电流表A2(内阻约为0.1 Ω，量程为‎3 A)‎ D．滑动变阻器R(阻值为0～5 Ω，额定电流为‎2 A)‎ E．电源E(电动势为5 V，内电阻为1 Ω)‎ F．一个开关、若干导线 ‎①要求较准确地测出其阻值，电流表应选________；(填序号字母)‎ ‎②‎ 某同学根据以上仪器，按图12－23b连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图b中画一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽．‎ ‎③修改后的电路其测量结果比真实值偏________(填“大”或“小”)．‎ 图12－23‎ ‎6．(2012·江苏卷，10)如图12－24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．‎ 甲　　　　　　　　　　乙 图12－24‎ ‎(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12－24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12－24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 ‎10.0 Ω b、c ‎15.0 Ω ‎7.(2012·重庆卷，22)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12－25所示．‎ 图12－25‎ ‎(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12－25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12－26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2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝________mW.(均保留三位有效数字)‎ 图12－26‎ 参考答案：‎ 训练12　电学实验中常考的4个问题 ‎1．解析　(1)多用电表测电阻：读数乘倍率，即为9 Ω.(2)待测电阻的电压从0开始可以连续调节，滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器采用R1，电流表采用A1.(3)被测电阻属于小电阻，则电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式．‎ 答案　(1)9　(2)A1、R1　(3)见解析 ‎2．解析　(1)将滑动变阻器的滑动触头P稍微向右移动，总电阻变小，电流增大，固定电阻两端的电压增大，所以数据为B.‎ ‎(2)根据计算电阻值为R＝＝35 Ω.‎ ‎(3)电阻的真实值为R＝＝38.4 Ω.‎ 答案　(1)B　(2)35　(3)38.4‎ ‎3．解析　根据图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋RA＋r)、E＝I2(R2＋RA＋r)；两节干电池的电动势大约为3 V，电流表应选‎0.6 A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行．‎ 答案　E＝I1(R1＋RA＋r)　E＝I2(R2＋RA＋r)‎ 连线如图　调至最大 ‎4．解析　(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱．闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压．‎ ‎(2)与实物电路相应的电路图如上图所示．‎ 答案　(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱　②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压　(2)如解析图所示 ‎5．解析　(1)螺旋测微器的固定刻度读数为‎0.5 mm，可动刻度读数为10.9×‎0.01 mm＝‎0.109 mm，故合金丝的直径为‎0.609 mm.‎ ‎(2)①把电源电压全部加在合金丝两端，电流为‎1 A左右，故选用量程为‎3 A的电流表不合适，电流表应选量程为‎0.6 A的；②为了使电流表示数的变化范围变宽，滑动变阻器采用分压式接法，电路如答案图所示；③电流表示数包括了通过电压表的电流，偏大了，所以电阻测量结果偏小．‎ 答案　(1)0.609　(2)①B　②如图所示　③小 ‎6．解析　(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.‎ ‎(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表．(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 Ω，由a、b间电阻为5 Ω，a、c间为10 Ω，b、c间为15 Ω知，电路为a、b间5 Ω的电阻与a、c间10 Ω电阻串联而成，电路图如下图所示．‎ 答案　(1)A　(2)短暂　(3)5.0　电路图见下图 ‎7．解析　(1)本题是利用伏安法测电源电动势和内阻，由E＝U＋Ir得U＝E－Ir.‎ ‎(2)连图要从电源正极出发，先连接串联部分，最后再进行并联，并注意电压表、电流表的正、负接线柱，以防接反．‎ ‎(3)在电源的UI图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示电源的内阻，由图象可得，电极间距减小时，电源电动势不变，内阻增大．对图线(c)，由图得：E＝0.975 V，内阻r＝|k|＝＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P＝I2R＝·R，代入数据可得：P≈0.268 mW.‎ 答案　(1)U＝E－Ir　(2)如图所示　(3)不变　增大 ‎0．975　478　0.268‎