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  • 2021-05-26 发布

【物理】2019届二轮复习 电学实验与创新 作业 (全国通用)

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专题五 第 14 讲 电学实验与创新 限时:40 分钟 1.(2018·苏锡常镇四市高三下学期模拟)某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。 A.待测电压表(量程 3V,内阻约几千欧) B.电流表(量程 0.6A,内阻约 0.1Ω) C.电池组(电动势约 3V,内阻可忽略) D.滑动变阻器 R0 E.变阻箱 R(0~9999Ω) F.开关和导线若干 (1)图甲是某同学设计的电路,大家讨论后一致认为此电路不可行,你认为原因是__D___; A.R0 阻值较小 B.电流表存在内阻 C.电压表无法准确读数 D.电流表无法准确读数 (2)同学们改用图乙电路进行测量,设电阻箱的阻值为 R,电压表的示数为 U,为了根据 图象能求得电压表的内阻,应该作 1 U -R___图线(选“1 U -R”、填“U-R”、U-1 R); (3)请根据你选择的坐标轴和下表的数据,在图丙中标上合适的标度作出相应图线; R/kΩ 0.6 1.5 2 3 4 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 1 R/kΩ-1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 1 U/V-1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.78 0.88 答案:如图所示 (4)根据你所画出的图线,求出电源的电动势 E=__2.8~3.2___V,电压表内阻 Rv=__2.8~ 3.5___kΩ(保留两位有效数字)。 [解析] (1)设计者认为电压表测自身的电压,电流表测流过电压表的电流,据 RV=UV IA 可 求出电压表内阻。但图甲电路闭合开关后,电路中电流太小,电流表几乎不偏转。故 D 项是 电路不可行的原因。 (2)对乙图,由闭合电路欧姆定律可得 E=U+ U RV R,整理得1 U =1 E + 1 ERV R,则根据图象能 求得电压表的内阻,应该作1 U -R 图线。 (3)选择作1 U -R 图线,描点连线如图。 (4)据图线纵截距可得1 E =0.34,解得:E=2.9V 据图线斜率可得: 1 ERV =0.89-0.34 5-0 ,解得:RV=3.0kΩ。 2.(2018·北京市丰台区高三下学期模拟)用如图所示的多用电表进行如下实验。 (1)将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,发现指针偏转角度过大。为了 得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按__BC___(填选项前的字母) 的顺序进行操作,再将两表笔分别与待测电阻相接,进行测量。 A.将 K 旋转到电阻挡“×1k”的位置 B.将 K 旋转到电阻挡“×10”的位置 C.将两表笔短接,旋动部件 T,对电表进行校准 (2)测量二极管的正向导通电阻时,红表笔应接二极管的__负极___(填“正极”、“负 极”)。 [解析] (1)欧姆表指针偏转角度过大,说明所选挡位太大,应换小挡进行测量,应将旋 转开关 K 置于“×10”,然后进行欧姆调零,再测电阻,因此合理实验步骤是 BC。(2)测量 二极管正向导通电阻时,应把红表笔接二极管负极,黑表笔接二极管正极。 3.(2018·海南省高三下学期高考压轴卷)用伏安法测定一个待测电阻 Rx 的阻值(阻值约为 200Ω),实验室提供如下器材: 电池组 E(电动势 3V,内阻不计) 电流表 A1(量程 0~15mA,内阻约为 100Ω) 电流表 A2(量程 0~300μA,内阻为 2000Ω) 滑动变阻器 R1(阻值范围 0~20Ω,额定电流 2A) 电阻箱 R2(阻值范围 0~9999Ω,额定电流 1A) 开关 S、导线若干 要求实验中尽可能准确地测量 Rx 的阻值,请回答下面问题: (1)将电流表 A2 与电阻箱串联,改装成一个量程为 3.0V 的电压表,需将电阻箱阻值调到 __8000___Ω; (2)在方框中完整画出测量 Rx 阻值的电路图,并在图中标明器材代号; 答案:如图所示 (3)调节滑动变阻器 R1,两表的示数如图所示,可读出电流表 A1 的示数是__8.0___mA, 电流表 A2 的示数是__150___μA,测得待测电阻 Rx 的阻值是__191___Ω。(计算结果保留整数) [解析] (1)将电流表 A2 与电阻箱串联组成电压表;改装后电压表量程是 3V,则电阻箱 阻值 R=U-I2grA2 I2g =8000Ω; (2)用电流表 A1 测量电流,滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采 用分压接法,待测电阻阻值约为 200Ω,电流表 A1 内阻约为 100Ω,电压表内阻为 RV=8000Ω +2000Ω=10000Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,电路图如图所 示: (3)由图示可知,电流表 A1 的示数为 8.0mA,电流表 A2 的示数是 150μA;根据欧姆定律 可得:Rx= IA2RV IA2-IA1 =191.1Ω。 4.(2018·北京市海淀区高三下学期二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小 灯泡的规格为“3.0V,0.5A”,实验电路如图所示。现备有下列器材: A.电流表 A(量程 0~0.6A,内阻约 0.1Ω) B.电压表 V(量程 0~3V,内阻约 3kΩ) C.滑动变阻器 R1(0~5Ω,3.0A) D.滑动变阻器 R2(0~100Ω,1.25A) E.电源 E(电动势为 3.0V,内阻不计) F.开关 S 和若干导线 (1)为了调节方便,滑动变阻器应选用__C___(请填写选项前对应的字母) (2)请根据图中的电路,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的实验电路。(不要 改动已连接的导线) 答案:如图所示 (3)测得通过小灯泡的电流与加在它两端的电压数据,如下表所示。 组数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 I/A 0 0.09 0.21 0.34 0.40 0.46 0.50 根据上表中实验数据,在图所示的坐标图上作出该灯泡的 I-U 图线。由图线发现在电 流 I 增大过程中,小灯泡电阻__变大___(选填“减小”、“不变”或“增大”)。 (4)由 I-U 图线可知,小灯泡两端电压为 2.4V 时的实际功率是__1.2___W(结果保留两位 有效数字)。 (5)滑动变阻器 a 端与滑片 P 之间的电阻为 RX,滑动变阻器最大阻值为 RP,若在该实验 中分别接入滑动变阻器 R1、R2,调整小灯泡两端的电压 U,则在额定电压范围内,U 随RX RP 变 化的图象可能正确的是__B___。 [解析] (1)灯泡的电流和电压从零开始测起,滑动变阻器采用分压式接法,为了便于测 量,滑动变阻器的阻值选小的(滑动变阻器 R1(0~5Ω,3.0A)),故选 C; (2)根据图中的电路,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的实验电路为 (3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示 该小灯泡的 I-U 图线如图所示,由图线可知,电阻随着电流增大而增大; (4)根据图可知,灯泡两端电压为 2.4V 时,通过灯泡的电流为 0.49A,实际功率是 P=UI =2.4×0.49W=1.2W; (5)由图可得 U= E RxRL Rx+RL +RP-Rx · RxRL Rx+RL ,若在该实验中接入滑动变阻器 R1 调整小灯泡两 端的电压 U, RxRL Rx+RL ≈Rx,整理可得 U= E RP ·Rx=E·Rx RP ; 若在该实验中接入滑动变阻器 R2 调整小灯泡两端的电压 U, RxRL Rx+RL ≈RL,整理可得 U= ERL RL+RP-Rx = ERL RP RL RP +1-Rx RP ,随Rx RP 的增大而增大,故 ACD 错误,B 正确;故选 B。 5.(2018·广西陆川县高三下学期二模)小明刚从超市购买一节干电池,于是他想测定该干 电池的电动势和内阻,小明做实验中,备有下列器材: A.干电池(电动势约为 1.5V,内阻小于 0.5Ω) B.电流表 G(满偏电流 1.5mA,内阻为 10Ω) C.电流表 A(0~0.6A,内阻约为 0.1Ω) D.滑动变阻器 R1(0~20Ω,10A) E.滑动变阻器 R2(0~100Ω,1A) F.定值电阻 R3=0.5Ω G.定值电阻 R4=990Ω H.开关、导线若干 (1)为方便且能较准确地进行测量,应选用滑动变阻器__D___(填写序号); (2)小明按照自己设计的实验方案,画图处理数据,由于是新电池内阻很小,发现图象斜 率较小,给数据的处理带来了很大的障碍。请在下面所给方框内画出利用本题提供的器材帮 助小明改进实验方案,要求测量误差尽可能的小; 答案:实验原理图如图所示 (3)某同学根据他设计的实验测出了六组 I1(电流表 G 的示数)和 I2(电流表 A 的示数),请 在所给坐标纸上使用适当的数据,做出 I1 和 I2 的关系图线; 序号 1 2 3 4 5 6 I1/mA 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I2/A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 答案:如图所示: (4)根据图线可得,被测电池的电动势为__1.48(1.47~1.49)___V,内阻为__0.30(0.25~0.35 均正确)___Ω。 [解析] (1)为方便实验操作,滑动变阻器的阻值不能太大,选择 D 比较合适。 (2)由于没有电压表,给定的电流表 G 可与定值电阻 R4 串联作电压表使用;图象的斜率 等于电源的内阻,由于是新电池内阻很小,发现图象斜率较小,给数据的处理带来了很大的 障碍,所以电源串联一个电阻作等效内阻,实验电路如图所示; (3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出 I1-I2 图象如图所示 (4)则由闭合电路欧姆定律可知:I1(R4+RA)=E-I2(R+R3),变形 I1= 1 1000E- 1 1000I2(r+ R3),由图可知,图象与纵坐标的交点为 1.48mA,解得 E=1.48V;由图象可知 r=0.32Ω。

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