高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點突破提升練8 電學(xué)實驗專練-人教版高三物理試題

熱點突破提升練(八)電學(xué)實驗專練(限時40分鐘)1．(1)電流表量程一般有兩種——0～0.6A，0～3A；電壓表量程一般有兩種——0～3V，0～15圖1①接0～3V量程時讀數(shù)為V.②接0～15V量程時讀數(shù)為V.③接0～3A量程時讀數(shù)為A.④接0～0.6A量程時讀數(shù)為(2)完成下列讀數(shù)(如圖2所示)．圖2a．mmb．mmc．mmd．mme．mm.【答案】(1)①1.90②9.5③0.80④0.16(2)a.0.486(0.484～0.488)b．0.536(0.534～0.538)c．4.078(4.077～4.079)d．5.663(5.661～5.665)e．11.142．(2016·開封模擬)某同學(xué)用下列器材測量一電阻絲的電阻Rx：電源E，適當(dāng)量程的電流表、電壓表各一只(電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無限大)，滑動變阻器R、Rp，開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干．他設(shè)計如圖3(a)所示的電路測量電阻Rx的值，并有效地消除了因電壓表和電流表內(nèi)阻而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差．實驗步驟如下：A.先閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R和Rp，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)分別為I1、U1；B.閉合S2，調(diào)節(jié)Rp，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2，U2.(a)(b)圖3(1)請你幫他按電路圖在實物圖(b)上連線；(2)指出上述步驟B中錯誤的做法并進(jìn)行改正，，寫出用測量數(shù)據(jù)表示被測電阻Rx的表達(dá)式．【解析】本題考查伏安法測電阻實驗，意在考查考生對伏安法測電阻實驗的理解和操作能力．閉合S1，斷開S2時，電壓表電阻RV與Rp的并聯(lián)電阻值R1＝eq\f(U1,I1)，開關(guān)S2閉合之后，R1與Rx的并聯(lián)電阻值R2＝eq\f(U2,I2)，由于eq\f(1,R2)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,Rx)，解得Rx＝eq\f(U1U2,U1I2－U2I1).【答案】(1)如圖所示(2)步驟B中，應(yīng)該保持Rp不變，測出電流表和電壓表的讀數(shù)Rx＝eq\f(U1U2,U1I2－U2I1)3．(2015·大慶質(zhì)檢)某實驗小組通過實驗測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，按圖4甲連接好電路，將滑動變阻器阻值調(diào)至最大后閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，分別測得六組數(shù)據(jù)并填入表格中．(1)這些數(shù)據(jù)除第4組外在圖乙中已描完點，請描出第4組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點并畫出U-I圖線.組別123456電流I/A0.120.200.310.320.500.57電壓U/V1.371.311.231.121.101.05甲乙圖4(2)根據(jù)圖線求出電池的電動勢E＝V，電池的內(nèi)阻r＝Ω.(內(nèi)阻結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．此實驗中電動勢的測量值(填“大于”、“小于”或“等于”)真實值，內(nèi)阻的測量值(填“大于”、“小于”或“等于”)真實值．(3)如果該實驗中某同學(xué)并未按照老師的要求(實驗時不要長時間通電，只是在讀數(shù)時讓電路接通，其余時間要斷開電路)，而是長時間通電，其他操作正確，則得到的圖象與下列哪個U-I圖線相似．(填寫選項的字母即可)【解析】(1)第4組數(shù)據(jù)誤差太大，作圖時要舍去它．(2)縱軸截距等于電動勢，斜率絕對值等于內(nèi)電阻．由于電壓表的分流作用會使得電動勢測量值偏?。畠?nèi)電阻的測量值等于電壓表電阻與內(nèi)電阻真實值的并聯(lián)，因此，內(nèi)電阻測量值也偏小．(3)電池連續(xù)通電時間過長會使得電池內(nèi)電阻增加，圖線斜率增大．【答案】(1)如圖(2)1.45(1.43～1.47均可)0.69(0.67～0.75均可)小于小于(3)B4．(2016·綿陽模擬)學(xué)校實驗室新進(jìn)了一批低阻值的繞線電阻，已知繞線金屬絲是某種合金絲，電阻率為ρ.要測算繞線金屬絲長度，進(jìn)行以下實驗：(1)先用多用電表粗測金屬絲的電阻．正確操作后轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置指示和表盤示數(shù)如圖5所示，則金屬絲的電阻約為Ω.圖5(2)用螺旋測微器測金屬絲的直徑d.(3)在粗測的基礎(chǔ)上精確測量繞線金屬絲的阻值R.實驗室提供的器材有：電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.5Ω)電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為3Ω電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約18kΩ)定值電阻R0＝3Ω滑動變阻器R1(總阻值5Ω)滑動變阻器R2(總阻值100Ω)電源(電動勢E＝6V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)和導(dǎo)線若干．①還需要先利用實驗室提供的器材較準(zhǔn)確測量將選用的電流表的內(nèi)阻．測量電路的一部分可選用以下電路中的．②請在給出的器材中選出合理的器材，在虛線框內(nèi)畫出精確測量繞線金屬絲阻值的完整電路(要求在圖中標(biāo)明選用的器材標(biāo)號)．(4)繞線金屬絲長度為(用字母R、d、ρ和數(shù)學(xué)常數(shù)表示)．【解析】(1)由于歐姆表置于“×1”擋，所以應(yīng)按×1倍率讀數(shù)，即1×9Ω＝9Ω.(3)①A、B選項中電表測量不準(zhǔn)確或燒壞電流表，選項A、B錯誤；可將電流表A2與定值電阻串聯(lián)然后再與電壓表并聯(lián)，如選項C所示；或因電流表A2的滿偏電流小于A1的滿偏電流，可將定值電阻與電流表A2并聯(lián)再與A1串聯(lián)，如選項D所示．②又由于滑動變阻器R1的最大電阻小于待測金屬絲的電阻，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法．(4)根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)，解得L＝eq\f(πRd2,4ρ).【答案】(1)9(或9.0)(3)①CD②電路如圖(分壓內(nèi)接)(4)eq\f(πRd2,4ρ)5．某興趣小組自制可樂電池并想準(zhǔn)確測定該電池的電動勢和內(nèi)阻，他們上網(wǎng)查得可樂電池電動勢的范圍為0.6～0.9V，內(nèi)阻為幾千歐姆．在老師的支持下他們獲得了以下器材：A．電壓表V(量程0～0.6V，內(nèi)阻約50kΩ)B．電流表A1(量程0～100μA，內(nèi)阻約20Ω)C．電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約10ΩD．滑動變阻器R1(0～50Ω)E．滑動變阻器R2(0～50kΩ)F．開關(guān)S和導(dǎo)線若干(1)為了能夠較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，并使操作方便，實驗中應(yīng)該選用的滑動變阻器是，電流表應(yīng)該選擇．(填寫器材前的字母標(biāo)號)(2)同學(xué)們設(shè)計了如圖6甲所示的實驗電路，并根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上描點，則可樂電池的電動勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω.甲乙丙圖6(3)某同學(xué)提出電源的電動勢E＝U內(nèi)＋U外，他想通過測量內(nèi)、外電壓來驗證自己的結(jié)論，其方法簡化模型如圖丙所示，用電壓表測量外電壓，用多用電表的直流電壓擋測量內(nèi)電壓，則A端接多用電表，B端接多用電表．(填“紅表筆”或“黑表筆”)【解析】本題主要考查測電源電動勢和內(nèi)阻實驗，意在考查考生的實驗?zāi)芰瓦w移能力．(1)可樂電池的內(nèi)阻較大，如果外接滑動變阻器阻值太小，就不方便控制外電壓的變化，故滑動變阻器選擇E，電路中電流很小，電流表只能選擇B.(2)作出U-I圖線如圖所示，由題圖甲電路可知U＝E－Ir，則根據(jù)圖線與縱軸的截距和斜率的絕對值可得E＝0.70V，r＝5000Ω.(3)因為電池內(nèi)部電流由負(fù)極到正極，與外電路相反，故B端接紅表筆、A端接黑表筆．【答案】(1)EB(2)0.705000(3)黑表筆紅表筆6．(2015·唐山模擬)某同學(xué)欲將電流表改裝成電壓表，需要測量電流表的內(nèi)阻，可供選擇的實驗器材有：A．待測電流表G1；B．一個標(biāo)準(zhǔn)電流表G2(G2的量程大于G1的量程)；C．電阻箱R′；D．滑動變阻器R；E．電池組、導(dǎo)線、開關(guān)．采用如圖7甲所示的電路測定電流表內(nèi)阻時，該同學(xué)的實驗步驟為：①按電路圖接好電路，將滑動變阻器R調(diào)至最大；②閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電流表G1表頭指針滿偏；③再閉合S2，保持滑動變阻器R不變，調(diào)節(jié)電阻箱R′，使表頭指針半偏．讀出此時電阻箱R′的示數(shù)．甲乙圖7(1)用上述方法得到的電流表G1內(nèi)阻的測量值與真實值相比(填“偏大”、“偏小”或“相等”)．(2)為了使測量更準(zhǔn)確，請你利用上述實驗器材重新設(shè)計實驗，從設(shè)計原理上看可以消除上述實驗中的系統(tǒng)誤差，請你在給定圖乙中完成實驗電路圖．(3)使用重新設(shè)計的實驗電路的測量數(shù)據(jù)，寫出電流表G1內(nèi)阻表達(dá)式Rg＝，說明各測量量的物理意義．【解析】本題考查半偏法測電流表內(nèi)阻實驗，意在考查考生對電流表內(nèi)阻測量原理的理解能力、誤差分析以及消除誤差、設(shè)計電路和實驗?zāi)芰Φ龋?1)由閉合電路歐姆定律知，當(dāng)閉合開關(guān)S2時，電路總電流增大，電流表半偏時，通過電阻箱的電流大于通過待測電流表的電流，由并聯(lián)電路規(guī)律可知，電阻箱示數(shù)(即電流表內(nèi)阻測量值)小于電流表的內(nèi)阻．(2)利用提供的另一電流表測量干路總電流，兩電流表之差即為通過電阻箱的電流．(3)由并聯(lián)電路電流規(guī)律有eq\f(I2－I1,I1)＝eq\f(Rg,R′)?Rg＝eq\f(I2－I1,I1)R′，公式中I2為G2的示數(shù)，I1為G1的示數(shù)，R′為電阻箱的示數(shù)．【答案】(1)偏小(2)如圖所示(3)eq\f(（I2－I1）R′,I1)I2為G2的示數(shù)，I1為G1的示數(shù)，R′為電阻箱的示數(shù)7．某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率．所用的器材包括：輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．(1)他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材．設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖甲．甲乙圖8(2)實驗的主要步驟如下：①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；②讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；③斷開開關(guān)，，合上開關(guān)，重復(fù)②的操作．(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖乙的關(guān)系圖線，其斜率為A－1·m－1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了的電阻之和．圖9(4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖9所示．金屬絲的直徑是，圖乙中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是，其值為．(保留三位有效數(shù)字)【解析】本題考查測定金屬絲的電阻率，意在考查考生對測定電阻率實驗的了解和基本儀器的使用，對實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗誤差的理解、分析能力以及實驗和探究能力．求斜率用兩點法，即在圖線上取兩個點求解．設(shè)外電路電阻箱和電流表的總電阻為R，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋ρ\f(L,S))，變形得到eq\f(1,I)＝eq\f(