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2019年高考物理二轮复习专题18《电学实验》同步练习(含答案解析)

1、电学实验1一同学测量某干电池的电动势和内阻(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_;_(2)实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I,以及计算的 数据见下表:1I根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出 关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势1为_V;内阻为_R/ 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26/A1I6.7 6.0 5.3 4.5 3.8(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱

2、,当电流表的示数为 0.33 A 时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_V;内阻 应为_【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 (1)开关未断开 电阻箱阻值为零 (2)图像如图所示:1.4(1.301.44 都算对) 1.2(1.01.4 都算对) (3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格 小 0.2)【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验,意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力。 3【2017新课标卷】(9 分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表 (量程为 100 A,内阻大约为 2 50

3、0 )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 ,另一个阻值为 2 000 );电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 );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: R1的阻值为 (填“20”或“2 000”)。为了保护微安表,开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将 R2的滑片 D 置于中间位置附近。将电阻箱 Rz的阻值置于 2 500.0 ,接通 S1。将 R1的滑片置于适当

4、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”)。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 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 (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: 。【答案】(1)连线见解析 (2)20 左 相等 2 550 (3)调节 R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程【解析】(1)实物连线如图:(3)为了提高测量精度,调节 R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。

5、【 4【2016全国新课标卷】(10 分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过 60 时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过 时cI就会报警),电阻箱(最大阻值为 999.9 ),直流电源(输出电压为 U,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为 1 000 ),滑动变阻器 (最大阻值为 2 000 ),单刀双掷开关一个,导线若干。1R2R在室温下对系统进行调节,已知 U 约为 18 V, 约为 10 mA;流过报警器的电流超过 20 mA 时,报警器可cI能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在 60 时阻值为 650.0 。(1

6、)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)在电路中应选用滑动变阻器_(填“ ”或“ ”)。1R2(3)按照下列步骤调节此报警系统:电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为_;滑动变阻器的滑片应置于_(填“ a”或“ b”)端附近,不能置于另一端的原因是_。将开关向_(填“ c”或“ d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至_。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。【答案】(1)连线如图所示 (2) R2 (3)650.0 b 接通电源后,流过报警器的电流会超过 20 mA,报警器可能损坏 c 报警器开始报警【解析

7、】(1)电路连线如图。(3)本题采用的是等效替换法,先用变阻箱来代替热敏电阻,所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在 60 时阻值为 650.0 ;为防止接通电源后,流过报警器的电流会超过 20 mA,报警器可能损坏,滑动变阻器的滑片应置于 b 端;先把变阻箱的电阻接入电路,调节滑动变阻器的电阻,调至报警器开始报警时,保持滑动变阻器的阻值不变,接到热敏电阻上,当热敏电阻的阻值是 650.0 时,也就是温度达到了 60 ,报警器开始报警。【 考点定位】考查电阻温度随时间的变化关系 2 (1)在实验室,某同学用多用电表粗测一段样品的电阻。经正确操作后,用“100”档时发现指针偏转情况如

8、图所示,则他应该换用_档(填“10”档或“1k”)重新测量。换档后,在测量前应_(2)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势 E 大约在 9 V 左右,内阻 r 约为50)已知该电池允许输出的最大电流为 150 mA该同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为 2 k, R 为电阻箱,阻值范围 09999, R0是定值电阻,阻值为 20,起保护电路的作用在图甲的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接_。该同学完成电路的连接后,闭合开关 S,调节电阻箱的阻值,读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图乙所示,其读数为_V .改变电阻箱的阻值,取得多

9、组数据,作出如图丙所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E =_V,内阻 r =_ .(结果保留两位有效数字)用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系 _ , _ (填“大于” 、 “小于” 、“等于” ).【答案】 ;欧姆调零; 6.5V;10;50;小于;小于;【解析】【详解】(1)欧姆表指针偏转角度较小,电流较小,被测电阻的阻值较大,则应换大倍率档,即换用“1k”档。换档后,重新测量前,应欧姆调零。(2)电路连接如图: 【点睛】测电阻时,指针要指在表盘中间附近,若指针偏转小,说明被测电阻较大,应换成较大倍率档;若指针偏转大,说明被测电阻较小,应换成较小倍率档。换档

10、后,测量前要 欧姆调零。 4测量电压表 V1的内阻 (量程为 1.5V,内阻约为 1600 ) 。以下是可供选用的实验器材:电源 E,电动势约为 3V,内阻不计;电压表 V2,量程为 3V;电阻 R1=200 ;电阻 R2=500 ;电阻 R3=800 ;滑动变阻器 R,最大阻值约为 20 ;滑动变阻器 R,最大阻值约为 2k ;单刀单掷开关 S 一个,导线若干。(1)请在方框中画出实验电路的原理图_,要求电路简捷,电压表的读数不得小于量程的三分之二,图中的元件必须用题中相应的字母标注。(2)若电压表 V1和 V2读数分别用 U1和 U2表示,则由已知量表示电压表内阻 的表达式是_,且电压表

11、V2的读数应控制在_V 的范围之内。【答案】 22.25【解析】【详解】【点睛】若遇到电表量程较小时应考虑将电表较小改装,电压表扩大量程时需要将电压表与分压电阻串联,电流表扩大量程时需要将电流表与分流电阻并联. 6某同学欲测量欧姆表“1”档的内电阻和内部电源电动势。现有以下实验器材:A1:电流表 200 ,300A2:电流表 30mA,5R1:电阻箱 09999R2:滑动变阻器 050电键、导线若干。他利用电阻箱 R1与电流表 A1串联接入图 1 电路。其电阻箱的阻值选择如图 2。(1)闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑动端至某一位置,读出电流表 A1和 A2的示数 I1和 I2。多次改变滑动端

12、的位置,得到的数据为:在图 3 所示的坐标纸上 I1为纵坐标、I 2为横坐标画出所对应的 I1I2如曲线。(2)利用所得曲线求得欧姆表内电源的电动势 E=_V,欧姆表内阻 r=_ 。(结果保留三位有效数字)(3)将该欧姆表两个表笔短接,欧姆表的电流为 I=_A。(结果保留三位有效数字)【答案】 1.46(1.451.49) ;14.6(14.015.5)0.100(0.09800.102)【解析】【详解】(1)根据描点法可得出对应的 I-U 图象,如图所示;所作图线:(3)若把该欧姆表红黑表笔短接,通过欧姆表的电流大小为 .1现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料 制成的,它的电阻随温度的升高

13、而增大,而另一个是由某种半导体材料制成的,其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件 R0进行测试,实验中可供选择的仪器为:A电压表 V1(0 3V,内阻 30 k ) B电流表 A1(0 0.6A,内阻约 1 )C电流表 A2(0 30 mA,内阻约 20 ) D滑动变阻器 R1(1000 ,1A)E滑动变阻器 R2(100 ,5A) F电池(3V,内阻不计)G开关、导线若干测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示:I / mA 0.40 2.0 4.5 8.0 12.5 18.0 25.0U / V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80(1)实验中

14、电流表应选择_;滑动变阻器应选择_(填字母序号) 。(2)请在方框(a)中画出实验电路图。(3)根据表中数据,判断元件 R0可能是由_材料制成的(填“金属”或“半导体” ) 。(4)请根据表中数据在(b)图中作出 I U 图线。(5)把元件 R0接入如图(c)所示的电路中,电源(3V,内阻不计) ,闭合开关后,电流表读数为 20.0 mA,则此时定值电阻 R 的电功率_W。 (保留两位有效数字)【答案】 (1)C;E(2) (3)半导体 (4) (5)0.0080 W0.012W【解析】【详解】(3)随着电流增大,即元件 R0的发热功率越大,对应电压与电流的比值越小,即电阻值越小,所以元件R0

15、可能是由上述半导体材料制成的。 【解析】(5)当滑动变阻器的阻值等于电源 内阻时,电源的输出功率最大,即电源的输出功率随着 U 先变大再变小,A、B 错误;输出功率与路端电压的关系可以表示为: ,由数学知识可得 C 正确,D 错误。考点:考查了电源电动势和内阻的测量3某同学为了测量电流表 的内阻(G 1量程 0100 mA,内阻约为 50) ,实物连接如图所示(1)实验可选器材如下:A电流表量程 0500 mAB电流表量程 0200 mAC滑动变阻器 010D滑动变阻器 01 000E定值电阻阻值 R0=50 电源、开关、导线若干上述器材中,电流表 应选_(选填“A”或“B”);滑动变阻器应选

16、_(选填“C”或“D”)(2)他的实验步骤如下:闭合电键 S,移动滑动变阻器的滑片 P 至某一位置,记录电流表 和 的读数,分别记为 I1和 I2多次移动滑动变阻器的滑片 P,记录每次 和 的读数 I1和 I2以 I1为纵坐标, I2为横坐标,作出 I1 I2图线请根据他连接的电路及实验步骤,以 r 表示电流表 的内阻,则 I1随 I2变化的函数关系式为_;若作出的 I1 I2图线是一过原点的直线,直线的斜率为 k,则待测电流表 的内阻r_ (均用题中物理量符号表示)【答案】 B C I1 I2 ( 1) R0【点睛】常见的测电阻的方法有:伏安法、替代法、半偏法、比较法;对于图象分析问题,要注

17、意根据物理规律确定公式,结合图象的性质分析斜率以及截距的意义 6一根固定在刻度尺上的均匀电阻丝 R(总阻值小于 5 )两端各有 1 个固定的接线柱 a、 b,刻度尺的中间有 1 个可沿电阻丝滑动的触头 c,c 的上端为接线柱,触头 c 与电阻丝通常不接触,当用手按下时,才与电阻丝接触且可在刻度尺上读出触点的位置。现提供以下器材来测量该电阻丝的电阻率 。A电压表(0 3 V15 V,电阻约为 3 k 或 15 k)B电流表(0 0.6 A3 A,电阻约为 0.5 或 0.1 )C电池组(电动势为 3 V,内阻很小) D保护电阻 R0=2 E.开关 S F.螺旋测微器 G.导线若干(1)用螺旋测微

18、器测量电阻丝的直径时,示数如图甲所示,则该电阻丝的直径 d=_mm;(2)根据所提供的器材在图乙的方框中画出该实验的电路图,要求:改变触头 c 的位置,电流表的示数不变;能够进行多次测量;(3)按(2)中设计的实验电路图用笔画线代替导线连接图丙中的实物图(注意量程的选择);(4)通过改变触头 c 的位置,分别量出多组与电阻丝长度 L 对应的电压 U 的数据(电流表示数维持 0.4 A 不变),并已描绘在坐标纸上,得到的 UL 图线如图丁所示。 UL 图线的斜率 k=_,根据实验得到的数据可计算出该电阻丝的电阻率 =_;(结果均保留两位有效数字)下列有关实验的说法正确的是_。A用螺旋测微器在被测电阻丝同一位置测三次,求出直径的平均值B电路中的电流不宜过大,通电时间不宜过长,故实验中应接入一保护电阻 R0C实验中电阻丝的电阻率的测量值等于真实值D在 UL 坐标系中通过描点连线得到的图线是电阻丝的伏安特性曲线【答案】 1.900 2.0N/m, 1.610-5m B【解析】(3)按(2)中设计的实验电路图的实物图如图所示: D、电阻丝的伏安特性曲线是指 IU 曲线,而本实验中电路中的电流是固定的,D 错误。点睛:本题考查了测定金属丝电阻率的实验,关键明确实验原理,根据欧姆定律、电阻定律列式分析,会用图象法处理数据。