【物理】2020二轮复习电学实验非选择题特训练习（解析版） 12页

‎2020届高考物理二轮复习非选择题特训练习（2）‎ 电学实验 ‎1、某同学为了测量一段电阻丝AB的电阻率ρ做了以下实验:‎ ‎1.首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径d。转动旋钮使测微螺杆与测砧接触时,示数如图1所示,将电阻丝置于测微螺杆与测砧间正确测量时,示数如图2所示,则电阻丝的直径d=__________mm。‎ ‎2.该同学设计了如图3所示的电路。已知滑片P与电阻丝接触良好,其他连接导线电阻不计。现有以下器材:‎ A.待测电阻丝AB B.电源(已知电动势为E,内阻不计)‎ C.电流表A D.阻值为R的定值电阻 E.毫米刻度尺 F.开关S,导线若干 ‎①连接好电路,闭合开关S,调节滑片P的位置,测出电阻丝AP的长度x和电流表的读数;改变P的位置,测得多组x与的值。‎ ‎②根据测出的的值,计算出的值,并根据这些数据作出—x图像如图4所示。‎ ‎③由—x图像可得电阻丝的电阻率ρ=_____________。并可测得电流表A的内阻RA=____________。(均用题给符号表示)‎ ‎2、要用伏安法较准确地测量一约为100Ω的定值电阻的阻值,除待测电阻外,提供的实验器材如下:‎ 电压表V(量程为0~10V,内阻约为1kΩ);‎ 两个电流表A1、A2(量程为0~30mA,内阻约为3Ω);‎ 滑动变阻器R(阻值0~10Ω);‎ 定值电阻R1(阻值约为150Ω);‎ 电阻箱R2(阻值0~999.9Ω);‎ 直流电源(电动势约为9V,内阻很小);‎ 开关、导线若干。‎ ‎1.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再进行测量。‎ ‎①测量电流表A2的内阻按如图甲所示的电路测量A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作:‎ A.闭合S1、S2‎ B.按图连接电路,将滑动变阻器的滑片调至最左端,各开关均处于断开状态 C.调节R2,使A1的示数为,记录R2的阻值,断开S1‎ D.断开S2,闭合S3‎ E.调节滑动变阻器R使A1、A2的指针偏转适当角度,记录A1的示数 请按合理顷序排列实验步骤(填序号):__________。‎ ‎②将电流表A2改装成电流表A如果①步骤C中R2的阻值为3.6Ω,现用电阻箱R2将A2改装成量程为0~90mA的电流表A,应把阻值调为__________Ω与A2并联。‎ ‎2.用图乙所示电路测量Rx的阻值,当电流表A2读数为24mA时,电压表的读数为6.84V,则Rx的测量值为__________Ω,若考虑系统误差,可计算出Rx为__________Ω。‎ ‎3、同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表(量程为0~3V,内阻约几千欧)和微安表(量程为0~300μA,内阻约一千欧)的内阻。‎ ‎1.按实验原理完成图乙中的实物连接。‎ ‎2.实验中,该同学进行了如下操作:‎ ‎①闭合K、K1,用伏安法测微安表内阻。为了使测量结果更加准确,定值电阻R0应选择____________。‎ A.10Ω B.100Ω C.1kΩ D.7.8kΩ ‎②闭合K前,为保护电路,图甲中滑动变阻器R的滑片应置于最__________端(填“左”或“右”)。‎ ‎③闭合K1后,调节滑动变阻器R,让电压表和微安表的示数尽可能的大。测得电压表的示数为U1,微安表的示数为,定值电阻的阻值为R0,则微安表内阻的表达式为__________。‎ ‎④断开K1,调节滑动变阻器和电阻箱,当电阻箱的读数为R1时,电压表的示数为U2,微安表的示数为, 则电压表内阻的表达式为__________。‎ ‎4、某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,有下列器材可供选用:‎ A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)‎ B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)‎ C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)‎ D.定值电阻R1=2kΩ E.定值电阻R2=15kΩ F.滑动变阻器R(10Ω,2A)‎ G.学生电源(直流6V,内阻不计)‎ H.开关、导线若干 ‎1.为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用__________,定值电阻应选用__________(均填器材前的字母);‎ ‎2.为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请画出满足实验要求的电路图;‎ ‎3.该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡与电动势为4V、内阻为10Ω的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为__________W(结果保留两位有效数字)。‎ ‎5、热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,某实验小组欲探究通过热敏电阻(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点。热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值变大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值变小。‎ 现提供下列器材:‎ A.电流表A1(量程0~100mA,内阻约1Ω)‎ B.电流表A2(量程0~1.0A,内阻约0.3Ω)‎ C.电压表V1(量程0~3.0V,内阻约3kΩ)‎ D.电压表V2(量程0~15.0V,内阻约10kΩ)‎ E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)‎ F.电源E(电动势15V,内阻不可忽略)‎ G.开关,导线若干 ‎1.该小组测出热敏电阻R1的U—图线如图甲中曲线Ⅰ所示,该热敏电阻是__________(填“PTC”或“NTC”)。 2.请在所提供的器材中选择需要的器材,电流表应选___________,电压表应选__________(填写器材前面的字母);并在题中的虚线框中画出该小组设计的电路图。‎ ‎3.该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U—图线如曲线Ⅱ所示,然后将热敏电阻R1、R2与某电池连成如图乙所示电路。测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电源的电动势为__________V。(结果保留三位有效数字)‎ ‎6、某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为0~1mA、内阻约为100Ω)的内阻。实验室中可供选择的器材有:‎ 电流表A1(量程为0~3mA,内阻约为200Ω);‎ 电流表A2(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω);‎ 定值电阻R1(阻值为10Ω);‎ 定值电阻R2(阻值为60Ω);‎ 滑动变阻器R3(最大电阻为20Ω,标定电流为1.5A);‎ 直流电源(电动势为1.5V,内阻为0.5Ω);‎ 开关,导线若干。‎ ‎1.为了精确测量电流表G的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为__________、定值电阻为__________。(填写器材的符号)‎ ‎2.在虚线框中画出你设计的实验电路图。‎ ‎3.按照你设计的电路进行实验,测得电流表A1的示数为,电流表G的示数为,则电流表G的内阻的表达式为rg=_________________。  ‎ ‎7、A、B同学都用如图甲所示的电路测电源电动势E、内阻r以R1的阻值。实验器材有:待测电源E,待测电阻R1,电压表V(量程为0~2.0V,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.A同学测置电阻R1阻值的实验步骤如下,请在下面空白处将他的操作补充完整.‎ 闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1,保持电阻箱阻值不变,_______________________,读出电压表的示数U2,则电阻R1阻值的表达式为R1=_______________。‎ ‎2.B同学已经测得电阻R1=5.2Ω,继续测电源电动势E和内阻r的值.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,绘出了如图乙所示的图线,则待测电源电动势E=__________V,内阻r=__________Ω(计算结果保留两位小数).‎ ‎8、有一个小灯泡上标有“5V 6W”的字样,现测定小灯泡在不同电压下的电功率,有下列器材可供选用:‎ A. 电压表V1(0~3V,内阻5kΩ)‎ B. 电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)‎ C. 电流表A(0~0.6A,内阻1Ω)‎ D. 定值电阻R1=1Ω E. 定值电阻R2=5kΩ F. 滑动变阻器R(10Ω,2A)‎ G. 学生电源(直流6V,内阻不计)‎ H. 开关、导线若干 ‎1.除了待测小灯泡、电流表、学生电源及开关、导线外,本实验必需的器材还有__________(填写器材前的字母)。‎ ‎2.为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在图甲虚线框中画出满足实验要求的电路图,并标明相应器母。‎ ‎3.利用上述实验电路测出的电压表示数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是___________,图乙是上述实验电路中电流表的示数和电压表的示数UV的关系曲线,则灯泡两端电压为2V时的实际功率为___________W。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：1.0.755(0.754~0.756均可) 2.③     aE-R 解析：1.图1的读数为0.01mm×11.5=0.115mm;图2的读数为0.5mm+0.01mm×37.0=0.870mm;则电阻丝的直径d=0.870mm-0.115mm=0.755mm。 2.由闭合电路欧姆定律有,即,则由图像可得,则,。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：1.BAEDC; 1.8; 2.95; 93.8‎ 解析：1.①依据等效替代法测电流表内阻,等效替代法测电阻的核心是“效果相同”,本题中体现为使A1的示数相同,所以需要先接通开关S2,同时断开开关S3,调节电流表A1的示数,然后接通开关S3,同时断开开关S2,调节电阻箱R2的电阻值,使电流表A1的示数与上一次相同,记录电阻箱的电阻,即为所求电流表A2的内阻。所以步骤为BAEDC。‎ ‎②由电流表改装知识可得,量程扩大为原来的3倍,根据并联电路分流规律可知:并联电阻应为电流表内阻的一半,即1.8Ω。 2.电流表A2的示数是24mA,那么通过R2的电流为48mA,所以,A2与R2并联的总电阻R'=1.2Ω,考虑系统误差,则Rx=95Ω-1.2Ω=93.8Ω。‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：1.见解析图; 2.①D     ②左     ③     ④‎ 解析：1.根据电路图连接实物图,如图所示。‎ ‎ 2.电压表两端电压与定值电阻R0和微安表两端的总电压相等,根据欧姆定律有 ‎,安表内阻约为1000Ω,则定值电阻R0应选D;‎ ‎②为了保护电路,应使电表所在支路的电压为零,故滑动变阻器的滑片应置于最左端;‎ ‎③闭合K1后,电阻R1被短路,所以电压表测得R0和微安表的总电压,所以微安表的阻值为;‎ ‎④断开K1,根据闭合电路欧姆定律有,可得电压表内阻为。‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：1.A; D; 2.见解析图; 3.0.21(0.17~0.23均可)‎ 解析：1.由题意可知,灯泡的额定电压为3.8V,而给出的电压表中有量程分别为0~15V和0~3V两种,选用量程为0~15V的电压表则误差较大,而选用量程为0~3V的电压表,量程偏小, 故可以与其串联一个电阻进行分压。由题意可知,可以选取0~3V的电压表和2kΩ的电阻串联改装为量程合适的电压表使用。 2.因题目中要求多测几组数据进行,故滑动变阻器选用分压式接法,并且将R1与电压表V1串联充当电压表使用,电流表采用外接法,原理图如图甲所示。‎ ‎ 3.如果用一个电动势为4V、内阻为10Ω的电源与两个同样的小灯泡串联组成电路。设每个小灯泡两端电压为U,则由闭合电路欧姆定律可知,变形可得。作出对应的图像如图乙所示,则可知灯泡两端电压为1.1V,流过灯泡的电流为0.19A, 则每个灯泡的功率。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：1.PTC; 2.B     D     见解析图 3.10.0‎ 解析：1.由图甲中曲线Ⅰ可知,随电压的增大,电流也增大,电阻消耗功率增大,温度升高,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。 2.由图甲中曲线Ⅰ可知,电压最大值约为12V,故电压表应选择D;电流最大值约为0.4A,故电流表应选择B;加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,滑动变阻器应采用分压式接法;由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应采用外接法,电路图如图所示。‎ ‎ 3.在闭合电路中,电源电动势,由图甲中曲线Ⅰ可知, 电流为0.30A时,电阻R1两端电压为8.0V;电流为0.60A时,电阻R2两端电压为6.0V。则E=8.0V+r×0.30A,E=6.0V+r×0.60A,解得E=10.0V,r=6.67Ω。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：1.A1; R2 2.见解析图; 3. ‎ 解析：1.待测电流表G的量程是0~1mA,因此可以选电流表A1:量程为0~3mA,内阻约为200Ω;与待测电流表G并联的电阻应与其内阻相当,故定值电阻应选R2。` 2.待测电流表与定值电阻并联,然后由电流表A1测出并联电流,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示。‎ ‎ 3.电流表A1的示数为,电流表G的示数为,通过定值电阻的电流为,待测电流表G两端的电压,待测电流表内阻。‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：1.将S2切换到b     2.1.43; 0.81‎ 解析：1.当S2接a时,电压表测R两端的电压,当S2接b时,电压表测R1及R两端的电压,则R1两端的电压为U2-U1,此时流过R1的电流为,由欧姆定律可得。 2.由题意可知,此实验中可测量出电阻箱的示数R,而电压表测出R两端的电压;由闭合电路欧姆定律可知,变形可得,由数学知识可得 ‎,即E=1.43V.图线斜率为,,解得内阻。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：1.ADEF; 2.见解析图; 3.U=2UV 解析：1.本实验中由于小灯泡的额定电压为5V,额定电流,超过了电压表V1和电流表A的量程,所以需要把电压表V1与定值电阻R2串联,改装成量程为0~6V的电压表,需要把电流表A与定值电阻R1并联,改装成量程为0~1.2A的电流表,所以本实验必须选取的实验器材为ADEF。 2.实验电路图如图所示。‎ ‎ 3.因为R2的阻值与电压表V1的内阻相等,所以电压表V1的示数与R2两端的电压相等,所以小灯泡两端的电压U=2UV;当电压表的示数为1V时,电流表的示数为0.35A,此时小灯泡两端的电压为2V,电流为0.7A,所以小灯泡的功率P=U=2×0.7W=1.4W.‎ ‎ ‎