2024屆高三物理復習小練習(三十三)　電學實驗綜合訓練（學生版）

2024屆高三一輪復習小練(三十三)電學實驗綜合訓練1．為測量金屬絲的電阻率ρ，某同學把一段粗細均勻的金屬絲拉直并固定在帶有毫米刻度尺的木板上。用多用電表粗測金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實驗室有以下器材可選用：電流表A1(量程300mA，內阻r1＝5Ω)；電流表A2(量程600mA，內阻r2約為1Ω)；電壓表V(量程20V，內阻r3約為3kΩ)；滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流為1A)；滑動變阻器R2(0～250Ω，額定電流為0.01A)；電源E(電動勢3V，內阻較小)；導線、開關若干。(1)如圖甲，用螺旋測微器測量金屬絲直徑d＝____mm。(2)為準確測出該金屬絲的電阻，要求多測幾組數據，請幫該同學在圖乙方框內畫出測量該電阻R的電路原理圖(標出所用儀器的代號)，寫出對應的表達式Rx＝________，表達式中各物理量的含義：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果用符號d表示測得金屬絲的直徑、L表示金屬絲的長度、Rx為金屬絲電阻值，則該金屬的電阻率ρ＝______(用d，L，Rx表示結果)。×eq\f(I1r1,I2－I1)eq\f(L,S)eq\f(πd2,4)eq\f(πd2Rx,4L)答案：(1)2.150(2)電路圖見解析eq\f(I1r1,I2－I1)I1為電流表A1的示數，I2為電流表A2的示數，r1為電流表A1的內阻(3)eq\f(πd2Rx,4L)2．(2022·濰坊模擬)某同學在實驗室中，將表盤如圖甲所示的電流表改裝成量程為2V的電壓表，進行了如下操作：①選擇合適器材，按如圖乙所示的實驗電路圖連接電路，圖中R1為滑動變阻器、R2為電阻箱、R為定值電阻；②將R1的阻值調到最大，閉合開關S1，調節(jié)R1的阻值，使電流表的指針偏轉到滿刻度；③閉合S2，________，使電流表的指針偏轉到滿刻度的一半，則電阻箱接入電路的電阻可視為與電流表內阻相等；④記下R2的阻值，此時電阻箱R2的阻值如圖丙所示；⑤拆下R2，將其調至適當阻值與電流表串聯，即改裝為量程為2V的電壓表。請回答下列問題：(1)上述步驟③中正確的操作應為________。A．調節(jié)R1和R2的阻值B．保持R1不變，調節(jié)R2的阻值C．保持R2不變，調節(jié)R1的阻值(2)該電流表內阻的測量值為________Ω，該值________(選填“略大于”“等于”或“略小于”)電流表內阻的真實值。(3)步驟⑤中電阻箱的阻值應為________Ω。(4)用改裝后的電壓表測量電壓時，表盤指針位置如圖丁所示，此電壓大小為________V。eq\f(1,2)eq\f(1,2)eq\f(U,Ig)eq\f(2,200×10－6)eq\f(125μA,200μA)×答案：(1)B(2)486.8略小于(3)9513.2(4)1.253．在如圖甲所示的電路中，4節(jié)干電池串聯，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8V,0.3A”。合上開關S后，無論怎樣移動滑片，A、B燈都不亮。(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。①選擇開關置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示)。A．2.5V B．10VC．50V D．250V②測得c、d間電壓約為5.8V，e、f間電壓為0，則故障是________。A．A燈絲斷開 B．B燈絲斷開C．d、e間連線斷開 D．B燈被短路(2)接著使用歐姆表的“×1”擋測電阻①測試前，一定要將電路中的開關S________。②測c、d間和e、f間電阻時，某次測量結果如圖乙所示，讀數為________Ω，此時測量的是________間電阻。根據小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω。eq\f(U,I)答案：(1)①B②A(2)①斷開②6.0e、f12.74．(2020·北京等級考)用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱，電流表的內阻約為0.1Ω，電壓表的內阻約為3kΩ。(1)利用圖1中甲圖實驗電路測電源的電動勢E和內阻r，所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢E′和內阻r′。若電流表內阻用RA表示，請你用E、r和RA表示出E′、r′，并簡要說明理由。(2)某同學利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內阻引起的實驗誤差。在圖3中，實線是根據實驗數據(圖甲：U＝IR，圖乙：I＝eq\f(U,R))描點作圖得到的U-I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像(沒有電表內阻影響的理想情況)。在圖3中，對應圖甲電路分析的U-I圖像是______；對應圖乙電路分析的U-I圖像是________。(3)綜合上述分析，為了減小由電表內阻引起的實驗誤差，本實驗應選擇圖1中的________(填“甲”或“乙”)?！啊薄啊薄啊贝鸢福?1)E′＝Er′＝r＋RA理由見解析(2)CA(3)乙5．用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω)，實驗室提供如下器材：電池組E：電動勢3V，內阻不計；電流表A1：量程0～15mA，內阻約為100Ω；電流表A2：量程0～300μA，內阻為1000Ω；滑動變阻器R1：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A；電阻箱R2：阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A；開關S、導線若干。要求實驗中盡可能準確地測量Rx的阻值，請回答下列問題：(1)為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表________(填寫器材代號)與電阻箱串聯，并將電阻箱阻值調到________Ω，這樣可以改裝成一個量程為3.0V的電壓表。(2)在圖中畫出完整測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標明器材代號。(3)調節(jié)滑動變阻器R1，兩表的示數如圖所示，可讀出電流表A1的示數是________mA，電流表A2的示數是________μA，測得待測電阻Rx的阻值是________。eq\f(3,300×10－6)eq\f(150×10－6×1000＋9000,8.0×10－3－150×10－6)答案：(1)A29000(2)見解析圖(3)8.0150191Ω6．(2022·長沙月考)某實驗小組的同學利用圖甲所示的電路探究并聯電路中各點電勢的關系。已知R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，R4＝40Ω，電源的電動勢為E＝10V，內阻不計，且電源負極端接地。(1)由此可得a、b兩點電勢差為U＝________V。(2)該實驗小組同學又設計了圖乙的電路來測量電阻Rx的阻值，其中R為電阻箱，G為靈敏電流計，請按圖乙的實驗原理圖完成圖丙中實物電路的連線。(3)實驗時，先調節(jié)電阻箱，使電阻箱的阻值為R1。閉合開關，反復調節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使通過靈敏電流計的電流為零；斷開開關，保持滑動變阻器的滑片所處位置不變，交換電阻箱與待測電阻的位置。閉合開關，然后反復調節(jié)電阻箱，使靈敏電流計的示數再次為零，記下此時電阻箱的阻值為R2；則待測電阻的阻值為Rx＝________(用題中已知量的字母表示)。eq\f(R4E,R1＋R4)eq\f(R3E,R2＋R3)eq\f(Rx,Ra)eq\f(R1,Rb)eq\f(R2,Ra)eq\f(Rx,Rb)eq\r(R1R2)答案：(1)2(2)見解析圖(3)eq\r(R1R2)7．(2020·山東等級考)實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內阻”的實驗方案進行了探究。實驗室提供的器材有：干電池一節(jié)(電動勢約1.5V，內阻小于1Ω)；電壓表V(量程3V，內阻約3kΩ)；電流表A(量程0.6A，內阻約1Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)；定值電阻R1(阻值2Ω)；定值電阻R2(阻值5Ω)；開關一個，導線若干。(1)該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數逐漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數，利用實驗數據在U-I坐標紙上描點，如圖乙所示，結果發(fā)現電壓表示數的變化范圍比較小，出現該現象的主要原因是________。(單選，填正確答案標號)A．電壓表分流 B．干電池內阻較小C．滑動變阻器最大阻值較小 D．電流表內阻較小(2)針對電壓表示數的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗方案，重新測量得到的數據如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請根據實驗數據，回答以下問題：①圖丙上已標出后3組數據對應的坐標點，請在圖丙上標出前4組數據對應的坐標點并畫出U-I圖像。②根據實驗數據可知，所選的定值電阻為________(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導線，請按照改進后的方案，將圖丁中的實物圖連接成完整電路。eq\f(E,R＋r)eq\f(E,1＋\f(r,R))eq\f(E,I)答案：(1)B(2)①見解析圖1②R1③見解析圖38．多用電表是實驗室中常用的測量儀器，圖甲、乙所示是多用電表表盤，圖丙所示是多用電表歐姆擋內部電路示意圖，回答下列問題：(1)使用多用電表粗測電阻時，將選擇開關撥至歐姆擋“×100”倍率，經正確操作后，指針位置如圖甲所示，為了使測量結果更準確，該同學應該選擇歐姆擋“________”(選填“×10”或“×1k”)倍率；若選擇正確倍率后再次經過正確操作，指針位置如圖乙所示，則待測電阻阻值約為________Ω。(2)圖丙中電流表滿偏電流為150μA、內阻為100Ω；電池電動勢為3V、內阻為10Ω；滑動變阻器R0的阻值范圍為0～20000Ω。①該歐姆表的兩個表筆中，________是紅表筆(選填“A”或“B”)。②該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為3V、內阻為10Ω進行刻度的。某同學將歐姆表中的電池取出，利用如下器材測定該電池的電動勢和內阻。A．電壓表V(量程0～3V，內阻約30kΩ)B．電流表A(量程0～0.6A，內阻約1Ω)C．滑動變阻器R(0～20Ω)D．電池、開關和導線若干該同學先后把器材連接成如圖丁所示的兩種電路，你認為系統(tǒng)誤差相對較小的是電路圖________(選填“A”或“B”)。該同學選用系統(tǒng)誤差小的電路并正確操作后，測得電池的電動勢下降到2.4V、內阻