2018届高考物理二轮复习文档：“电学基础实验”学前诊断 9页

‎“电学基础实验”学前诊断 考点一 多用电表的原理及使用 ‎1.[考查多用电表的原理]‎ 某同学试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。在实验室他找了一节干电池(电动势E＝1.5 V、内阻r＝2.5 Ω)，待改装的电流表满偏电流Ig＝5 mA、内阻Rg＝17.5 Ω。该同学设计了如图所示的电路图，A、B为接线柱，R为滑动变阻器。‎ ‎(1)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行“欧姆调零”，此时应调节滑动变阻器R的阻值为________Ω。‎ ‎(2)欧姆调零后，发现在A、B间接入阻值不同的电阻时，电流表读数不同。若在电流表刻度线上直接标注相应电阻，则可直接读出A、B间接入的电阻，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。电流表“3.0 mA”刻度线应标为________Ω；为了操作方便，在A、B处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在________(填“A”或“B”)处。‎ 解析：(1)欧姆调零时，应该将A、B短接，调节滑动变阻器R，使欧姆表指针指到0 Ω，即电流表达到满偏电流Ig，由闭合电路欧姆定律得R＝－r－Rg＝ Ω－2.5 Ω－17.5 Ω＝280 Ω。‎ ‎(2)保持R阻值不变，在A、B间接入电阻Rx时，通过电流表的电流为I1＝3.0 mA，由闭合电路欧姆定律有Rx＝－＝ Ω－ Ω＝200 Ω；为了操作方便，在A、B处用红、黑表笔接出，根据电流从红表笔进、从黑表笔出的原则，红表笔应接在A处。‎ 答案：(1)280　(2)200　A ‎2．[考查多用电表的使用]‎ 小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了更准确选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。‎ ‎(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节哪个位置________(选“①”或者“②”)。‎ ‎(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡________(填“×100”或“×1”)，两表笔短接并调节__________(选“①”或者“②”)。‎ ‎(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω。‎ 解析：(1)由题图甲可知，电表指针没有指在左侧零刻度处，故应进行机械调零，故应用螺丝刀调节旋钮①。‎ ‎(2)由题图乙可知，测量电阻时指针偏转较大，表盘上示数偏小，则说明所选挡位太大，故应换用小挡位，故选：×1；同时每次换挡后均应进行欧姆调零，故将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮②使指针指到右侧零刻度处。‎ ‎(3)由题图可知，电阻R＝28×1 Ω＝28 Ω。‎ 答案：(1)①　(2)×1　②　(3)28‎ 考点二 以测电阻为核心的电学实验 ‎3.[考查测定金属的电阻率]‎ 某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝的长度，他们查得金属丝电阻率为ρ，并粗测电阻丝的电阻约为5 Ω，实验室中有以下供选择的器材：‎ A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)‎ B．电流表A1(0～3 A，内阻0.012 5 Ω)‎ C．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.125 Ω)‎ D．电压表V1(0～3 V，内阻4 kΩ)‎ E．电压表V2(0～15 V，内阻15 kΩ)‎ F．滑动变阻器R1(0～20 Ω，允许最大电流1 A)‎ G．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)‎ H．开关，导线若干 ‎(1)为了实验电路更节能，且测量结果尽量准确，测金属丝电阻时电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________(填写仪器前字母代号)。‎ ‎(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。‎ ‎(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图，则直径d＝________mm。‎ ‎(4)若用d表示直径，测得电阻为R，则金属丝的长度为________。‎ 解析：(1)由于电源电动势为3 V，电表读数要达到半偏，则电压表选D；由I＝可知电路中最大电流约为0.5 A，则电流表选C；为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太大，选F。‎ ‎(2)由＞，电流表采用外接法。电路如图所示。‎ ‎(3)由主尺上读出0.5 mm，螺旋尺上读数为45.0×0.01 mm，两者和为：0.950 mm。‎ ‎(4)由电阻定律：R＝ρ 而S＝π2‎ 得：L＝。‎ 答案：(1)C　D　F　(2)见解析图　(3)0.950　(4) ‎4．[考查描绘小灯泡的伏安特性曲线]‎ 某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8 V。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线。‎ ‎(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择______(选填“甲”或“乙”)图所示电路进行实验。‎ ‎(2)若实验中只提供了量程为3 V，内阻为3 000 Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4 V的电压表V2，则应将电压表V1__________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为____________Ω的定值电阻，才能实现改装的要求。‎ ‎(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个特性曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图3所示的关系图像，其中可能正确的是__________。(选填选项下面的字母序号)‎ ‎(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0 V、内阻为5.0 Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为________W。(保留2位有效数字)‎ 解析：(1)由于实验是测量小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从0开始测量，故供电电路需要用分压式，则应选择甲电路进行实验。‎ ‎(2)原电压表的量程为3 V，改装后的电压表的量程为4 V，故1 V的电压差需要用一个电阻串联分压来获得，该电阻的阻值为R＝1 000 Ω。‎ ‎(3)根据P＝可知，U2＝RP，即在U2与P的图像中，斜率为R，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U2与P的图像的斜率也是增大的，故选项A正确，C错误；又根据 P＝I2R可知，I2＝，即在I2与P的图像中，其斜率为，当电阻增大时，其倒数减小，故I2与P的图像的斜率在变小，故选项B正确，D错误。‎ ‎(4)在灯泡的伏安特性曲线上，我们再作出电源的伏安特性直线，如图。因为电源的伏安特性为U＝－Ir＋E＝－I×5 Ω＋3 V，其与灯泡的伏安特性曲线的交点即为灯泡的两端电压和电流，得到U＝2.05 V，I＝0.195 A，故小灯泡的实际电功率为P＝0.40 W。‎ 答案：(1)甲　(2)串联　1 000　(3)AB　(4)0.40(0.36～0.42均正确)‎ ‎5．[考查电表内阻的测量]‎ 某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。‎ ‎(a)‎ 实验步骤如下：‎ ‎①按电路原理图(a)连接线路；‎ ‎②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；‎ ‎③调节滑动变阻器，使电压表满偏；‎ ‎④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中应选择滑动变阻器______(填“R1”或“R2”)。‎ ‎(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。‎ ‎(b)‎ ‎(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________ Ω(结果保留到个位)。‎ ‎(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。‎ A．100 μA　　　　　　 　B．250 μA C．500 μA D．1 mA 解析：(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1。‎ ‎(2)实物图连线如图所示。‎ ‎(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5 V，电阻箱阻值R＝630.0 Ω时，电压表的示数UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得＝，‎ 故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω。‎ ‎(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug，‎ 故Ig＝＝ A≈1 mA，选项D正确。‎ 答案：(1)R1　(2)见解析图　(3)2 520　(4)D ‎ 考点三 以测电动势为核心的电学实验 ‎6.[考查伏安法测电池的电动势和内阻]‎ 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：‎ A．被测干电池一节 B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻r＝0.3 Ω C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知 E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知 F．滑动变阻器1：0～10 Ω，2 A G．滑动变阻器2：0～100 Ω，1 A H．开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。‎ ‎(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择__________，电压表选择__________，滑动变阻器选择________。‎ ‎(2)实验电路图应选择如图中的__________(填“甲”或“乙”)。‎ ‎(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω。‎ 解析：(1)干电池的电动势约为1.5 V，故为了读数准确，电压表应选择D；电池内阻较小，为了准确测量内阻，选择已知内阻的电流表B；滑动变阻器阻值较小有利于观察电表的数值变化，减小误差，故选F。‎ ‎(2)根据以上分析可知，电流表与电池串联，将电流表内阻等效为电源内阻，故电路图选择甲。‎ ‎(3)由UI图可知，电源的电动势E＝1.5 V；‎ 内阻r＝－RA＝ Ω－0.3 Ω＝0.7 Ω。‎ 答案：(1)B　D　F　(2)甲　(3)1.5　0.7‎ ‎7．[考查双电流表测定电池的电动势和内阻]‎ 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材：‎ A．待测的干电池一节 B．电流表A1(量程0～3 mA，内阻Rg1＝10 Ω)‎ C．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻Rg2＝0.1 Ω)‎ D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，1.0 A)‎ E．电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)‎ F．开关和若干导线 ‎(1)某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为0～3 V，并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路)，其中合理的是______(选填“a”或“b”)电路；此时R0的阻值应取________ Ω。‎ ‎(2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1I2图像(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。‎ 解析：(1)首先需要剩余一个电流表测量电流，又因为电路中的电流不会小于3 mA，所以要用A2来测量电流，因此需要将A1进行改装，故选b电路；其次根据电表的改装原理可知，U＝I(r＋R0)，即3＝0.003×(10＋R0)，解得R0＝990 Ω。‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律可知，‎ I1×1 000＝E－I2r，将图像延长，根据纵截距知该电源的电动势为1.48 V，根据斜率可得内阻为0.84 Ω。‎ 答案：(1)b　990‎ ‎(2)1.48 (1.46～1.49之间均正确)　0.84(0.82～0.87之间均正确)‎