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  • 2021-05-13 发布

2017年度高考物理专题六(第2讲电学实验)二轮强化训练

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‎【走向高考】2014年高考物理二轮专题复习 专题六 第2讲 电学实验课后强化作业 ‎1.(2013·江西师大附中模拟)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:‎ ‎(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲,由图甲可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图乙可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×‎10”‎挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为________Ω。‎ ‎(2)该同学想用伏安法更精确地测量待测圆柱体电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:‎ A.金属丝L,长度为L0,直径为D B.电流表A1,量程1mA,内阻r1=375Ω C.电流表A2,量程500μA,内阻r2=750Ω D.电压表V,量程10V,内阻10kΩ E.电阻R1,阻值为100Ω,起保护作用 F.滑动变阻器R2,总阻值约20Ω G.电池E,电动势1.5V,内阻很小 H.开关S、导线若干 为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。‎ ‎(3)若该同学用伏安法跟多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m (保留2位有效数字)‎ ‎[答案] (1)50.15 4.700 220‎ ‎(2)如图所示 ‎(3)7.6×10-2‎ ‎[解析]  (1)游标卡尺的读数为(50+0.05×3)mm=‎50.15mm,螺旋测微器的读数为(4.5+0.01×20.0)mm=‎4.700mm,多用电表的读数为22.0×10=220Ω。‎ ‎(2)电池E的电动势1.5V,若选择量程10V的电压表V,测量误差大,可以选择已知内阻的电流表当做电压表使用,因电流表A2的内阻较电流表A1大,电流表A1与待测圆柱体电阻串联测电流,电流表A2当做电压表使用。滑动变阻器R2,总阻值相对待测圆柱体电阻较小,采用分压式连接,但电流表A2的满偏电压为750×500×10-6V=0.375V,而分压式输出最大电压为1.5V,需要串联保护电阻分压。‎ ‎(3)由电阻定律,得电阻率ρ==7.6×10-2Ω·m。‎ ‎2.(2013·南京模拟)某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律,用实验得到下表所示的数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压),则:‎ U/V ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ I/A ‎0‎ ‎0.12‎ ‎0.21‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ ‎(1)当U=1.20V时对应的电流表如图甲所示,其读数为________A。‎ ‎(2)实验中所用的器材有:‎ 电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)‎ 电流表(量程‎0.6A,内阻约为0.2Ω)‎ 滑动变阻器(0~5Ω,‎1A)‎ 电源、待测小灯泡、电键、导线若干。请在图乙方框中画出该实验的电路图。‎ ‎(3)根据实验数据,在图丙中画出小灯泡的U-I曲线。‎ ‎(4)如果把这个小灯泡接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端,则小灯泡的实际功率是________W(结果保留2位有效数字)。‎ ‎[答案] (1)0.42 (2)如图乙所示 (3)如图丙所示 ‎(4)0.28(0.25~0.32都正确)‎ ‎[解析] (1)由题中表格可看出随电压增大,通过小灯泡的电流逐渐增大,而电压为1.20V时,电流应小于1.40V时的‎0.45A,所以电流表的量程应为‎0.6A,读数为‎0.42A;(2)由题中表格可看出小灯泡的电压由零开始增大,所以应采用分压式电路图,又由于小灯泡的电阻比较小,远小于电压表的阻值,所以电流表采用外接法,即分压式外接法电路图;(3)根据实验数据,在图丙中描点画出小灯泡的U-I曲线;(4)如图丁所示,在小灯泡的伏安特性曲线上作出电池的U-I图象,两图象的交点坐标表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压,可计算出小灯泡的实际功率。‎ ‎3.‎ ‎(2013·山东济南一模)某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值。可选用器材的代号和规格如下:‎ 电流表A1(量程250mA,内阻r1=5Ω)‎ 电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω)‎ 待测电阻Rx(阻值约为100Ω)‎ 滑动变阻器R(最大阻值10Ω)‎ 蓄电池E(电动势为6V,内阻r约为1Ω)‎ 单刀单掷开关S,导线若干 ‎(1)小组同学根据实验器材所设计的实验电路原理图如图所示,但两只电表的符号没有明确。请用笔画线代替导线,将下列实验器材按电路原理图连成实验电路,并在电表下方的虚线框内标明两只电表的符号。‎ ‎(2)他们需要直接测量的物理量是________,用所测物理量表示待测电阻的计算式为Rx=________。‎ ‎[答案] 见解析 ‎[解析] (1)由于A2的内阻不确定,不能直接计算出加在其两端的电压值,故与待测电阻并联的电表应选A1。实物图如图所示。‎ ‎(2)根据串并联电路的特点可知,I1r1=(I2-I1)Rx,所以待测电阻的阻值Rx=。直接测量的物理量是电流表A1、A2的示数I1、I2。‎ ‎4.(2013·北京大兴区一模)某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω;电压表(量程0~3V,内阻3kΩ),电流表(量程0~‎0.6A,内阻1.0Ω),定值电阻R0=0.5Ω,滑动变阻器有R1(最大阻值10Ω,额定电流‎2A)和R2(最大阻值100Ω,额定电流‎0.1A)各一只。‎ ‎(1)实验中滑动变阻器应选用________。(选填“R‎1”‎或“R‎2”‎)‎ ‎(2)根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。‎ ‎(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的电压与电流关系图线,根据图线求出的电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。‎ ‎[答案] (1)R1 (2)见解析 (3)1.46~1.48 ‎ ‎0.90~0.96‎ ‎[解析] (1)滑动变阻器R2的额定电流太小,在实验中很容易被烧坏,故应选R1。‎ ‎(2)实验电路如图所示 ‎(3)图线与纵轴截距为电源电动势,图线的斜率绝对值为内阻大小。‎ ‎5.(2013·北京东城区一模)(1)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:‎ 在使用多用电表测量时,指针的位置如图甲所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的结果为________Ω;若选择开关拨至“50mA”挡,则测量结果为________mA。‎ ‎(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为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关系图象如图丙所示,则该图象的函数关系式为________;‎ ‎(3)下列对图丙中I-Rx图线的解释或判断中正确的是________。‎ A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大 B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏 D.测量中,当Rx的阻值为图丙中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧 ‎[答案] (1)18 22.8 (2)I= ‎(3)BCD ‎[解析] (1)欧姆挡不估读,电流挡估读一位,故读数分别为18Ω和22.8mA。‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律得I=。‎ ‎(3)由欧姆表的原理知,欧姆表的示数左大右小,A错误;欧姆表调零是电阻调零,即指针指到右边电阻零刻度处,此时电流为满偏电流,故其实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig,B正确;根据表达式I=可知,C正确;当Rx的阻值为图丙中的R2时,电流小于半偏值,故电阻Rx大于中值电阻,所以指针位于表盘中央位置的左侧,D正确。‎ ‎6.(2013·山东德州一模)物质材料的电阻率往往随温度的变化而变化,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,‎ 而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们选用的器材有:‎ 用该种导电材料制作而成的电阻较小的元件Z;‎ 电压表V(量程3V,内阻约3 kΩ);‎ 电流表A(量程‎3A,内阻约0.05Ω);‎ 电源E(电动势2V,内阻不计)‎ 滑动变阻器R(最大阻值约1Ω)、开关S、导线。‎ 同学甲实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示,‎ U/V ‎0‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.50‎ I/A ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.45‎ ‎0.80‎ ‎1.25‎ ‎1.80‎ ‎2.80‎ ‎(1)甲同学在实验过程中,采用的电路图是________。‎ ‎(2)根据甲同学的实验数据,可判断元件Z是________材料(填“金属”或“半导体”)。‎ ‎(3)乙同学采用同样的方法进行实验,检查实验电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑动头,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转。在不断开电路的情况下,检查电路故障,应该使用多用电表________挡(填“欧姆×‎10”‎“直流电压2.5V”或“直流电流2.5mA”),检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”“-”接线柱接触时,多用电表指针发生较大偏转,说明电路故障是________。‎ ‎[答案] (1)B (2)半导体 (3)直流电压2.5V ‎ 电流表断路 ‎[解析] (1)待测元件的电阻较小,故电流表选外接;数据记录显示电流从0开始,故滑动变阻器采用分压式接法,所以选B。‎ ‎(2)根据甲同学的实验数据,可知元件Z是非线性元件,故应是半导体材料。‎ ‎(3)由于电路未断开,不能选欧姆挡,“直流电路2.5mA”挡量程太小,用于检测极易烧坏,所以选择“直流电压2.5V”挡;由现象可判断是电流表断路。‎