2017年度高考物理专题六（第2讲电学实验）二轮强化训练 7页

‎【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。‎