2021版高考物理一轮复习考点集训三十二第3节实验：电学实验基础含解析 5页

考点集训(三十二)　第3节　实验：电学实验基础 ‎1．甲图中，若用0～0.6 A挡，读数为________ A；若用0～3 A挡，读数为________A.‎ 乙图中，若用0～3 V挡，读数为________V；若0～15 V挡，读数为________V.‎ ‎[答案] 0.24　1.20　1.20　6.0‎ ‎2．如图所示为研究一台微型电动机性能的电路，调整可变电阻R的阻值，直到电动机停止转动，这时两个电表的示数如图甲、乙所示，重新调整R的阻值使电动机正常运转，这时两个电表的示数如图丙、丁所示．则由两个电表的示数可知，电动机正常运转时消耗的电功率为________W，这时它的输出功率为________W.‎ ‎[解析] 图所示的电路中，当电动机停止转动时，由图甲、乙的示数可测得电动机内电阻的值为 r＝＝ Ω＝4.00 Ω 当电动机正常运转时，由图丙、丁的示数可计算出电动机消耗的电功率P＝U2I2＝24.0×2.00 W＝48.0 W 这时它的输出功率为 P出＝P－Ir＝48.0 W－2.002×4.00 W＝32.0 W ‎[答案] 48.0　32.0‎ ‎3．如图甲所示为某次测量时电压表的刻度盘的情形，若当时使用的是该表的0～3 V量程，那么电压表读数为__________V，若当时使用的是该表的0～15 V量程，那么电压表读数应为__________V；如图乙所示的电阻箱的读数为__________ Ω.‎ 5‎ ‎[解析] 0～3 V量程最小刻度是0.1 V，要向下估读一位，读1.15 V(由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14～1.16 V都算正确).0～15 V量程最小刻度为0.5 V，只要求读到0.1 V这一位，所以读5.7 V(5.6～5.8 V都算正确)．图乙中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到电阻箱的读数为84 580.2 Ω.‎ ‎[答案] 1.15(1.14～1.16均可)　5.7(5.6～5.8均可)　84 580.2‎ ‎4．在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在给定的四个电路图A、B、C、D和三个滑动变阻器E、F、G中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是________，滑动变阻器应选取________．‎ E．总阻值15 Ω、最大允许电流2 A的滑动变阻器 F．总阻值200 Ω、最大允许电流2 A的滑动变阻器 G．总阻值1 000 Ω、最大允许电流1 A的滑动变阻器 ‎[解析] 因为要多取几组U、I的数据，才能画出U－I图象，故用分压法；又因RV≫R灯，故用电流表的外接法，故选C电路．滑动变阻器用作分压，为便于调节，故选E.‎ ‎[答案] C　E ‎5．有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值．可供选择的电路如图．可供选择的器材是：‎ A．电动势4.5 V、内阻不计的电源E B．量程为0～15 V、内阻10 kΩ的电压表V1‎ C．量程为0～3 V、内阻6 kΩ的电压表V2‎ D．量程为0～300 mA、内阻4 Ω的电流表A1‎ E．量程为0～5 A、内阻2 Ω的电流表A2‎ F．最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1‎ G．最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2‎ H．开关和若干根导线．‎ 则选用的电路是________(填“甲”或“乙”)，选用的器材是________________(填器材的字母代号)．‎ ‎[解析] 甲、乙两种接法都可以，但限流法较节能，因而采用限流接法，‎ 5‎ 故选用甲电路；电源电动势E＝4.5 V，E＝Im(Rx＋RA)，Im＝ A＝0.321 A＝321 mA或Im＝ A＝0.375 A＝375 mA，电流表选D.U＝ImRx＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选C，变阻器R2最大值为500 Ω，与Rx偏差太大，因此变阻器选F.‎ ‎[答案] 甲　A、C、D、F、H ‎6．右图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．‎ 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：‎ ‎(ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；‎ ‎(ⅱ)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；‎ ‎(ⅲ)重复步骤(ⅱ)，再测量6组R1和I2值；‎ ‎(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点．‎ 根据实验回答以下问题：‎ ‎(1)现有四只供选用的电流表：‎ A．电流表(0～3 mA，内阻为2.0 Ω)‎ B．电流表(0～3 mA，内阻未知)‎ C．电流表(0～0.3 A，内阻为5.0 Ω)‎ D．电流表(0～0.3 A，内阻未知)‎ A1应选用________，A2应选用________．‎ ‎(2)测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数保持I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”)．‎ ‎(3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图．‎ ‎(4)根据以上实验得出Rx＝________Ω.‎ ‎[解析] (1)该实验测Rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，其中r1、r2分别为A1、A2两表的内阻．又因为Rx的阻值约几十欧，与R0＋R1在同一数量级，A1示数为I1＝0.15 A，表示电流表A1只能从C、D中选择，A2电流数量级与A1相同．由测量原理可知：(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，因Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选D，A2选C.‎ ‎(2)因A1示数I1＝0.15 A不变，R1变小，(R0＋R1＋r1)I1变小，‎ 5‎ 滑动变阻器所分电压变大，R应变大．‎ ‎(3)该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧．‎ ‎(4)由实验原理得：(R0＋R1＋r1)I1＝(Rx＋r2)I2‎ 其中R0＝10 Ω，r2＝5 Ω，I1＝0.15 A，从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得Rx约为31 Ω.‎ 或R1＝I2－(R0＋r1)，图线的斜率k＝，‎ ‎∴Rx＝kI1－r2.‎ ‎∴Rx＝ Ω＝(35.7－5) Ω＝30.7 Ω≈31 Ω.‎ ‎[答案] (1)D　C　(2)变大 ‎(3)‎ ‎(4)31‎ ‎7．一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表．S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：‎ ‎(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；‎ ‎(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；‎ ‎(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑片的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；‎ ‎(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；‎ ‎(5)重复步骤(3)，得到如下数据：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U1/V ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.36‎ ‎0.40‎ ‎0.44‎ U2/V ‎0.86‎ ‎1.03‎ ‎1.22‎ ‎1.36‎ ‎1.49‎ 5‎ ‎3.44‎ ‎3.43‎ ‎3.39‎ ‎3.40‎ ‎3.39‎ ‎(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝______Ω.(保留1位小数)‎ ‎[解析] 开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I＝，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝＝R0＝R0.5次测量所得的平均值，×(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，代入Rx＝R0＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω.‎ ‎[答案] (1)实物连线如图 ‎(4)R0‎ ‎(6)48.2‎ 5‎