2021高考物理二輪專題復(fù)習(xí)《統(tǒng)考版》專題強化練11電學(xué)實驗

專題強化練11電學(xué)實驗1.(1)某同學(xué)用多用電表的歐姆擋測量一電流計G的內(nèi)阻(約幾百歐)，當(dāng)他選擇倍率“×100”進行正確測量時，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖甲中“a”所示，誤差很大，為了減小測量誤差，他應(yīng)選擇倍率________(填“×10”或“×1k”)，正確操作后得到指針偏轉(zhuǎn)情況如圖甲中的“b”(2)將G改裝成多用電表，如圖乙所示，用此多用電表測量一阻值未知的電阻，所采用的器材及電路圖如圖丙所示．測量電阻兩端電壓時，選擇開關(guān)K應(yīng)接________(填“1”“2”或“3”)，電路開關(guān)S應(yīng)________，兩表筆并接在電阻兩端，且紅表筆接________(填“a”“b”或“c”)，記下電阻兩端電壓值U1；測量通過電阻的電流時，選擇開關(guān)K應(yīng)接________(填“1”“2”或“3”)，開關(guān)S應(yīng)________，紅表筆接________(填“a”“b”或“c”)，黑表筆接________(填“a”“b”或“c”)，記下通過電阻的電流I1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，重復(fù)上述步驟再測出兩組數(shù)據(jù)U2、I2和U3、2.[2020·河北衡水中學(xué)第一次月考]某同學(xué)測量一金屬導(dǎo)體的電阻率，如圖甲所示，該空心導(dǎo)體橫截面外正方形的邊長是內(nèi)正方形邊長的2倍．經(jīng)粗略測量知，該金屬導(dǎo)體電阻為5Ω左右．為了精確測量它的阻值R，以便進一步測出該材料的電阻率ρ，實驗室備有下列器材：A.電源E(電動勢為3V，內(nèi)阻不計)；B.電流表A1(量程為0～1A，內(nèi)阻r1約為0.1ΩC.電流表A2(量程為0～0.6A，內(nèi)阻r2＝5ΩD.滑動變阻器R0(阻值范圍為0～3Ω)；E.開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)請在圖乙虛線框內(nèi)補充畫出完整、合理的測量電路圖．(2)做實驗時，先把滑動變阻器滑片P滑動到A端，閉合開關(guān)S，滑動P到合適位置，記錄電流表A1的讀數(shù)I1，記錄電流表A2的讀數(shù)I2，可以求出金屬導(dǎo)體電阻R＝________(用題中所給字母表示)，然后滑動滑片，多次測量求平均值，可得到更精確阻值．(3)該同學(xué)測得外正方形的邊長為a，金屬導(dǎo)體的長度為L.用已經(jīng)測得的物理量I1、I2、L、a及題中所給物理量可得到該金屬材料電阻率的表達式為ρ＝________.3.有一只量程為0～3V的電壓表，內(nèi)阻約為5～8kΩ，某同學(xué)要精確地測量該電壓表的內(nèi)阻，設(shè)計的測量電路如圖甲所示，其中R2是最大電阻為9999Ω的電阻箱，R1為滑動變阻器，電源電動勢為4.5V，內(nèi)阻很小．實驗步驟如下：①按電路圖連接電路；②閉合開關(guān)S2；③將滑動變阻器滑片調(diào)至最左端；④閉合開關(guān)S1；⑤調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；⑥斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表半偏，并記下電阻箱的讀數(shù)，則此時電阻箱的電阻等于該電壓表的內(nèi)阻．(1)乙圖電阻箱的讀數(shù)為________kΩ.(2)實驗室中有兩個滑動變阻器：A.最大阻值為20Ω，允許通過的最大電流為1A；B.最大阻值為10kΩ，允許通過的最大電流為1A．(3)實驗中開關(guān)S2從閉合到斷開(斷開開關(guān)S2之前，電阻箱置于9999Ω)，斷開后A、B兩點間的電壓UAB________3V(填“>”“<”或“＝”)．(4)實驗中由于電路設(shè)計所存在的實驗誤差(系統(tǒng)誤差)，導(dǎo)致測量值________真實值(填“>”“<”或“＝”)．4.一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻．(1)如圖甲所示是該同學(xué)正準備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路．請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處．(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的eq\f(1,I)數(shù)據(jù)見下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出R－eq\f(1,I)關(guān)系圖象．由圖象可計算出該干電池的電動勢為________V；內(nèi)阻為________Ω.(3)為了得到更準確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.335．[2020·天津卷，9(2)]某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準確．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1待測電池組(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干①該小組連接的實物電路如圖所示，經(jīng)仔細檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是________．②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________端(填“a”或者“b”)．③實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯．為了解決這個問題，在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U-I圖象，如圖所示．根據(jù)圖象可知，電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)6.為了比較精確地測定阻值未知的定值電阻Rx，小明設(shè)計了如圖1所示的電路．(1)實驗時，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點先后與a、b點連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大，電流表示數(shù)基本不變，則測量時應(yīng)將c點接________(選填“a點”或“b點”)，按此連接測量，測量結(jié)果________(選填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真實值．(2)根據(jù)實驗測得的6組數(shù)據(jù)，在圖2中描點，作出了2條圖線．你認為正確的是________(選填“①”或“②”)，并由圖線求出電阻Rx＝________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)專題強化練11電學(xué)實驗1．解析：(1)當(dāng)他選用倍率“×100”進行正確測量時，指針偏角太大，說明所測電流計的內(nèi)阻阻值較小，應(yīng)換用小倍率的擋進行測量，即選用“×10”倍率，由歐姆表讀數(shù)規(guī)則知電流計的內(nèi)阻為36×10Ω＝360(2)測量電阻兩端電壓時，選擇開關(guān)K應(yīng)接3，電路開關(guān)S應(yīng)閉合，因多用電表電流流向是“紅進黑出”，故紅表筆接b、黑表筆接a；測量通過電阻的電流時，選擇開關(guān)K應(yīng)接1，開關(guān)S應(yīng)斷開，紅表筆接c，黑表筆接b；由歐姆定律及多次測量求平均值的方法可知被測電阻的阻值Rx＝eq\f(1,3)(eq\f(U1,I1)＋eq\f(U2,I2)＋eq\f(U3,I3))．答案：(1)×10360Ω(2)3閉合b1斷開cbeq\f(1,3)(eq\f(U1,I1)＋eq\f(U2,I2)＋eq\f(U3,I3))2．解析：(1)由題中的實驗器材可知，滑動變阻器的最大電阻值小于待測金屬材料的電阻值，因此滑動變阻器應(yīng)用分壓接法，利用伏安法測電阻時電路圖如圖所示．(2)由并聯(lián)知識和電阻定義式可知R＝eq\f(I2r2,I1－I2).(3)該導(dǎo)體橫截面積為S＝a2－(eq\f(1,2)a)2＝eq\f(3,4)a2，由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，可得ρ＝eq\f(3a2I2r2,4LI1－I2).答案：(1)見解析圖(2)eq\f(I2r2,I1－I2)(3)eq\f(3a2I2r2,4LI1－I2)3．思路點撥：(1)由“電源內(nèi)阻很小”、分壓電路、電壓表大電阻可知，測量電路電壓基本保持不變，所以電壓表半偏和滿偏時控制電路總阻值近似不變．(2)控制電路阻值變大，其兩端電壓變大，對應(yīng)的電阻箱分壓更大，即測量值更大．解析：(1)圖乙電阻箱的讀數(shù)為7×1000Ω＋5×100Ω＋0×10Ω＋0×1Ω＝7500Ω＝7.5kΩ.(2)為了使接入電阻箱后電路總電阻變化較小，需要選用最大阻值較小的滑動變阻器A.(3)開關(guān)S2斷開之前電壓表滿偏，故UAB＝3V．開關(guān)S2斷開后，電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律知，干路電流減小，由UAB＝E－I(R1串＋r)知，UAB增大，故S2斷開后UAB>3V.(4)開關(guān)S2斷開后，UAB>3V，電壓表兩端電壓為1.5V，故電壓表半偏時R2兩端的電壓大于1.5V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知，R2>RV，故測量值大于真實值．答案：(1)7.5(2)A(3)>(4)>4．解析：(1)①連接電路時開關(guān)要斷開；②電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源．(2)將數(shù)據(jù)描點連線，作出一條傾斜的直線．根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·eq\f(1,I)－r，所以圖線的斜率表示電源電動勢，則E＝eq\f(8－－1.2,6.7－0)V＝1.4V，縱軸截距的絕對值表示電源內(nèi)阻，則r＝1.2Ω.(3)用電壓表與電流表并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f(UV,IA)＝eq\f(66×10－3,33×10－2)Ω＝0.2Ω，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·eq\f(1,I)－(RA＋r)，所以圖線的斜率仍表示電動勢，電動勢的準確值為1.4V，圖線縱軸截距的絕對值表示RA＋r，所以內(nèi)阻準確值為r＝(1.2－0.2)Ω＝1.0Ω.答案：(1)①開關(guān)未斷開；②電阻箱阻值為零(2)如圖所示1.4(1.30～1.44都算對)1.2(1.0～1.4都算對)(3)1.4[與(2)問第一個空格的結(jié)果一致]1.0[比(2)問第二個空格的結(jié)果小0.2]5．解析：①應(yīng)用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻，電壓表應(yīng)測量電源兩端的電壓，故導(dǎo)線5接滑動變阻器的一端應(yīng)改接到電源的正極；②滑動變阻器起保護電路的作用，因此閉合開關(guān)前，應(yīng)將其接入電路的電阻調(diào)為最大值，故滑片P應(yīng)置于a端；③在電池組負極和開關(guān)間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，由閉合電路歐姆定律有U＝E－I(r＋R)，所以U-I圖線的縱截距表示電源電動勢，E＝2.9V，圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻與定值電阻串聯(lián)的總電阻，所以電源內(nèi)阻為r＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2.90,0.50)－5))Ω＝0.80Ω.答案：①5②a③2.90.806．解析：(1