【物理】2020届一轮复习人教版电学实验基础课时作业 7页

2020 届一轮复习人教版 电学实验基础 课时作业 1．如图所示，其中电流表 A 的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格表示 0.02 A；R1 的阻值等于电流表内阻的1 2 ；R2 的阻值等于电流表内阻的 2 倍．若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值，则下列分析正确的是( ) A．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04 A B．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02 A C．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06 A D．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01 A 解析：选 C.当接线柱 1、2 接入电路时，R1 与电流表并联，由于 R1＝RA 2 ，可知流过 R1 的电流为流过电 流表电流的 2 倍，所以 1、2 接线柱间的电流为通过电流表电流的 3 倍，所以每一小格是原来的 3 倍，即 为 0.06 A，所以 A、B 错误；当接线柱 1、3 接入电路时，电流表与 R1 并联，然后再与 R2 串联，串联电阻 对电流无影响，与 1、2 接入电路的效果一样，所以每一小格表示 0.06 A，C 正确，D 错误． 2．写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数： (1)游标卡尺的读数为________mm； (2)螺旋测微器的读数为________mm. 解析：(1)由图甲所示游标卡尺可知，主尺示数是 1.0 cm＝10 mm，游标尺示数是 0×0.05 mm＝0.00 mm， 游标卡尺示数为 10 mm＋0.00 mm＝10.00 mm. (2)由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为 3.5 mm，可动刻度示数为 35.3×0.01 mm＝0.353 mm， 螺旋测微器示数为 3.5 mm＋0.353 mm＝3.853 mm. 答案：(1)10.00 (2)3.853 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. 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．有一只满偏电流 Ig＝5 mA，内阻 Rg＝400 Ω的电流表 G.若把它改装成量程为 10 V 的电压表，应 ________联一个________Ω的分压电阻，该电压表的内阻为________Ω；若把它改装成量程为 3 A 的电流 表，应________联一个________Ω的分流电阻，该电流表的内阻为________Ω. 解析：改装成电压表时应串联一个分压电阻．由欧姆定律得 U＝Ig(Rg＋R1)，分压电阻 R1＝U Ig －Rg＝ 10 5×10－3 Ω－400 Ω＝1 600 Ω，该电压表内阻 RV＝Rg＋R1＝2 000 Ω.改装成电流表时应并联一个分流电阻， 由并联电路两端电压相等得 IgRg＝(I－Ig)R2.分流电阻 R2＝ Ig I－Ig Rg＝5×10－3×400 3－5×10－3 Ω＝0.668 Ω.该电流表内阻 RA＝ R2Rg R2＋Rg ＝IgRg I ＝0.667 Ω. 答案：串 1 600 2 000 并 0.668 0.667 5．某同学为了测量电流表○A1 内阻的精确值，有如下器材： A．电流表○A1 (量程 300 mA，内阻约为 5 Ω) B．电流表○A2 (量程 600 mA，内阻约为 1 Ω) C．电压表○V (量程 15 V，内阻约为 3 kΩ) D．滑动变阻器 R1(0～5 Ω，额定电流为 1 A) E．滑动变阻器 R2(0～50 Ω，额定电流为 0.01 A) F．电源 E(电动势 3 V，内阻较小) G．定值电阻 R0(5 Ω) H．单刀单掷开关一个、导线若干 实验要求待测电流表○A1 的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减小误差． (1)以上给定的器材中滑动变阻器应选________．(请填器材序号) (2)在虚线框内画出测量○A1 内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号． (3)若选测量数据中的一组来计算电流表○A1 的内阻 r1，则 r1 的表达式为 r1＝________；式中各符号的 物理意义是_______________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)滑动变阻器要用分压连接法，选最大阻值较小的滑动变阻器 R1. (2)由于电压表的量程太大，所以不能直接用所给的电压表直接测量电压，改用定值电阻 R0 与○A1 并联 来替代电压表的作用，电路如图所示． (3)通过定值电阻 R0 的电流为 I2－I1，○A1 两端的电压等于 R0 两端的电压，所以 r1＝I2－I1 I1 R0，I1、I2 分别 为某次实验时电流表○A1 、○A2 的示数，R0 是定值电阻的电阻值． 答案：(1)D (2)见解析图 (3)I2－I1 I1 R0 I1、I2 分别为某次实验时电流表○A1 、○A2 的示数，R0 是定值电阻 的阻值 [能力提升题组](25 分钟，50 分) 1．某实验小组要精确测定一个额定电压为 3 V 的 LED 灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻 大约为 300 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同． 实验室提供的器材有： A．电流表 A1(量程为 15 mA，内阻 RA1 约为 10 Ω) B．电流表 A2(量程为 2 mA，内阻 RA2＝20 Ω) C．定值电阻 R1＝10 Ω D．定值电阻 R2＝1 980 Ω E．滑动变阻器 R(0～20 Ω)一个 F．电压表 V(量程为 15 V，内阻 RV 约为 3 kΩ) G．蓄电池 E(电动势为 4 V，内阻很小) H．开关 S 一个 (1)要完成实验，除蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有________(填写器材前的字母编号)． (2)请在虚线框内画出实验电路图． (3)写出测量 LED 灯正常工作时的电阻表达式 Rx＝________，说明式中题目未给出的各物理量的意义： ______________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)要精确测定额定电压为 3 V 的 LED 灯正常工作时的电阻，需测量 LED 灯两端的电压和通过 LED 灯的电流，由于电压表 V 的量程偏大，测量误差较大，不能用电压表 V 测量 LED 灯两端的电压，可以将电 流表 A2 与定值电阻 R2 串联改装为电压表测量电压；LED 灯正常工作时的电流在 10 mA 左右，可以用电流 表 A1 测量通过 LED 灯的电流． (2)因为滑动变阻器阻值远小于 LED 灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电 路图如图所示． (3)根据闭合电路欧姆定律知，LED 灯两端的电压 U＝I2(R2＋RA2)，通过 LED 灯的电流 I＝I1－I2，所以 LED 灯正常工作时的电阻 Rx＝U I ＝I2 R2＋RA2 I1－I2 .I1、I2 分别为电流表 A1、A2 的读数． 答案：(1)ABD (2)如解析图所示 (3)I2 R2＋RA2 I1－I2 I1、I2 分别为电流表 A1、A2 的读数 2．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 kΩ的电压表和量程为 0.6 A、内阻 约为 0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图 1 是实物的部分连线图，待测电阻为图 2 中的 R1，其阻值约 为 5 Ω. (1)测 R1 阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c” 或“d”)． (2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得 R1 的阻值为________Ω. U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知图 2 中 R2 与 R1 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2 的边长是 R1 的 1 10 ，若测 R2 的阻值，则最优的连线应选________(填选项)． A．①连接 a，②连接 c B．①连接 a，②连接 d C．①连接 b，②连接 c D．①连接 b，②连接 d 解析：(1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电 路接线，故测 R1 阻值的最优连接方式为导线①连接 a、导线②连接 d. (2)作图如图所示，则 R1＝ΔU ΔI ＝2.2 0.5 Ω＝4.4 Ω. (3)根据电阻定律可得 R＝ρ L dL ＝ρ d ，故 R2＝R1，要测 R2 的阻值，与测量 R1 一样，最优的连线应①连接 a，②连接 d，故 B 正确． 答案：(1)a d (2)图见解析 4.4～4.7 (3)B 3．(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 μA，内阻大约为 2 500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R2(其中一个阻值为 20 Ω，另一个阻值为 2 000 Ω)； 电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 Ω)；电源 E(电动势约为 1.5 V)；单刀开关 S1 和 S2.C、D 分别为两个滑动变阻 器的滑片． (1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线． (2)完成下列填空： ①R1 的阻值为________Ω(填“20”或“2 000”)． ②为了保护微安表，开始时将 R1 的滑片 C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”) 对应的位置；将 R2 的滑片 D 置于中间位置附近． ③将电阻箱 Rz 的阻值置于 2 500.0 Ω，接通 S1.将 R1 的滑片置于适当位置，再反复调节 R2 的滑片 D 的 位置．最终使得接通 S2 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S2 接通前 B 与 D 所在位置的电势________(填 “相等”或“不相等”)． ④将电阻箱 Rz 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 Rz 的阻值置于 2 601.0 Ω时，在接通 S2 前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)． (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： ______________________________________________________. 解析：(1)根据原理图(a)，将图(b)中的实物连线如图所示． (2)①滑动变阻器 R1 在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故 R1 的阻值 为 20 Ω. ②为了保护微安表，S1 闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将 R1 的滑片 C 滑到滑动变阻器的左 端． ③接通 S2 前后，微安表的示数保持不变，说明 S2 闭合后，没有电流流过 S2，故 B、D 两点的电势相等． ④实验过程中，由于测量电路，即由 Rz、○μA、R2 组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压 不变，故 ○μA与 Rz 互换后通过 R2、Rz 和 ○μA的电流不变，电路如图所示． 由于 B、D 两点的电势相等，对于图甲，I1RμA＝I2R′ I1Rz1＝I2R，即RμA Rz1 ＝R′ R 对于图乙，I1Rz2＝I2R′ I1RμA＝I2R，即Rz2 RμA ＝R′ R 所以RμA Rz1 ＝Rz2 RμA 所以 RμA＝ Rz1Rz2＝ 2 500×2 601 Ω＝2 550 Ω. (3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近满量程． 答案：(1)见解析图 (2)①20 ②左 ③相等 ④2 550 (3)调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近满量程 4．如图甲所示为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路． (1)已知毫安表表头的内阻为 100 Ω，满偏电流为 1 mA；R1 和 R2 为阻值固定的电阻．若使用 a 和 b 两 个接线柱，电表量程为 3 mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为 10 mA.由题给条件和数据，可求出 R1＝________Ω，R2＝________Ω. (2)现用一量程为 3 mA、内阻为 150 Ω的标准电流表○A 对改装电表的 3 mA 挡进行校准，校准时需选 择的刻度为 0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA.电池的电动势为 1.5 V，内阻忽略不计；定 值电阻 R0 有两种规格，阻值分别为 300 Ω和 1 000 Ω；滑动变阻器 R 有两种规格，最大阻值分别为 750 Ω 和 3 000 Ω.则 R0 应选用阻值为________Ω的电阻，R 应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器． (3)若电阻 R1 和 R2 中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用如图乙所示的电路可以判断出损坏的电 阻．图乙中的 R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路．则图中的 d 点应和接线 柱________(选填“b”或“c”)相连． 解析：(1)使用 a、b 接线柱时，Iab＝Ig＋ Igrg R1＋R2 ＝0.001 A＋0.001×100 R1＋R2 A＝0.003 A， 使用 a、c 接线柱时，Iac＝Ig＋Ig rg＋R2 R1 ＝0.001 A＋0.001× 100＋R2 R1 A＝0.010 A， 解得：R1＝15 Ω，R2＝35 Ω. (2)改装后电流表内阻： r＝rg R1＋R2 rg＋R1＋R2 ＝100× 15＋35 100＋15＋35 Ω≈33 Ω， R0 作为保护电阻，电流最大时，电路总电阻约为： R＝r＋RA＋R0＝E I ＝ 1.5 0.003 Ω＝500 Ω， R0＝R－r－RA＝(500－33－150)Ω＝317 Ω， 则 R0 应选 300 Ω； 电路电流最小时：R 滑＝ E I 最小 －R＝ 1.5 0.000 5 Ω－500 Ω＝2 500 Ω>750 Ω，则滑动变阻器应选择 3 000 Ω 的． (3)由题图所示电路图可知，图中的 d 点与接线柱 c 相连时，闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的 电阻是 R1，若电表指针不动，则损坏的电阻是 R2. 答案：(1)15 35 (2)300 3 000 (3)c