考點十四 電學(xué)實驗-2019年高考物理分類題庫

考點十四電學(xué)實驗1.（2019·全國卷I·T23）某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200Ω,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與微安表連接,進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,根據(jù)圖(a)所示電路對改裝后的電表進(jìn)行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。(1)根據(jù)圖(a)和題給條件,將(b)中的實物連線。(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時,微安表的指針位置如圖(c)所示,由此可以推測出所改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是。(填正確答案標(biāo)號)

A.18mA B.21mAC.25mA D.28mA(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是。(填正確答案標(biāo)號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻大于1200ΩB.微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻小于1200ΩC.R值計算錯誤,接入的電阻偏小D.R值計算錯誤,接入的電阻偏大(4)要達(dá)到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可,其中k=。

【解析】(1)電流表改裝時,微安表應(yīng)與定值電阻R并聯(lián)接入虛線框內(nèi),則實物電路連接如圖所示:(2)由標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)與微安表的指針位置可知,改裝后的電流表量程被擴大的倍數(shù)n=16mA160×10-3(3)根據(jù)IgRg=(I-Ig)R,可得:I=1+RgRIg,改裝后的量程偏大的原因可能是原微安表內(nèi)阻測量值偏小,即電表實際內(nèi)阻Rg真實值大于1200Ω,故選項A正確,B錯誤;改裝后的量程偏大的原因還可能是定值電阻R(4)由于接入電阻R時,改裝后的表實際量程為25mA,故滿足IgRg=(25-Ig)R;要想達(dá)到預(yù)期目的,即將微安表改裝為量程為20mA的電流表,應(yīng)滿足IgRg=(20-Ig)kR,其中Ig=250μA=0.25mA,聯(lián)立解得:k=9979答案:(1)見解析圖(2)C(3)A、C(4)992.(2019·全國卷Ⅱ·T23)某小組利用圖(a)所示的電路,研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系,圖中V1和V2為理想電壓表;R為滑動變阻器,R0為定值電阻(阻值100Ω);S為開關(guān),E為電源。實驗中二極管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(圖中未畫出)測出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0μA時得到的某硅二極管U-I關(guān)系曲線。回答下列問題:(1)實驗中,為保證流過二極管的電流為50.0μA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表V1的示數(shù)為U1=mV;根據(jù)圖(b)可知,當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時,硅二極管正向電阻(選填“變大”或“變小”),電壓表V1示數(shù)(選填“增大”或“減小”),此時應(yīng)將R的滑片向(選填“A”或“B”)端移動,以使V1示數(shù)仍為U1。

(2)由圖(b)可以看出U與t成線性關(guān)系,硅二極管可以作為測溫傳感器,該硅二極管的測溫靈敏度為|ΔU×10-3V/℃(保留2位有效數(shù)字)。

【解析】(1)U1=IR0=50×10-6×100V=5.00×10-3V=5.00mV;由于R=UI,I不變,據(jù)圖(b)可知,當(dāng)t升高時,正向電壓U減小,故R變小;由于R變小,總電阻減小,電流增大;R0兩端電壓增大,即V1表示數(shù)變大;只有增大電阻才能使電流減小,故滑動變阻器滑片向右調(diào)節(jié),即向B(2)由圖(b)可得圖線的斜率|ΔUΔt|=0.44?0.30答案:(1)5.00變小增大B(2)2.83.(2019·全國卷Ⅲ·T23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50μA刻度?？蛇x用的器材還有:定值電阻R0(阻值14kΩ),滑動變阻器R1(最大阻值1500Ω),滑動變阻器R2(最大阻值500Ω),電阻箱(0~99999.9Ω),干電池(E=1.5V,r=1.5Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。(1)歐姆表設(shè)計。將圖甲中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后,滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為Ω,滑動變阻器選(選填“R1”或“R2”)。

(2)刻度歐姆表表盤。通過計算,對整個表盤進(jìn)行電阻刻度,如圖乙所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為、。

(3)校準(zhǔn)。紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使歐姆表指針指向kΩ處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量。若校準(zhǔn)某刻度時,電阻箱旋鈕位置如圖丙所示,則電阻箱接入的阻值為Ω。

【解析】(1)實物連線如圖所示。根據(jù)歐姆表的改裝原理,由短接時的歐姆定律和中值電阻的意義可得出R0+R+98.5Ω+r=15kΩ,代入數(shù)據(jù)可求得R=900Ω,為了電路安全,應(yīng)選擇R1。(2)由歐姆表表盤的刻度原理可知Rx=E(1I-1Ig),代入具體數(shù)據(jù)。當(dāng)I=25μA時,求得Rx=45kΩ;當(dāng)I=75μA時,求得Rx=5kΩ。故a(3)校準(zhǔn)時,應(yīng)將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使歐姆表指針指向0kΩ處。由圖丙可知,電阻箱接入的阻值為3×10kΩ+5×1kΩ+0×100Ω+0×10Ω+0×1Ω+0×0.1Ω=35000.0Ω。答案:(1)實物圖見解析900R1(2)455(3)035000.04.(2019·天津高考·T9（3）)現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)是mm。

②利用下列器材設(shè)計一個電路,盡量準(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω,畫出實驗電路圖,并標(biāo)明器材代號。電源E(電動勢10V,內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1 (量程0~250mA,內(nèi)阻R1=5Ω)電流表A2 (量程0~300mA,內(nèi)阻約為5Ω)滑動變阻器R (最大阻值10Ω,額定電流2A)開關(guān)S及導(dǎo)線若干③某同學(xué)設(shè)計方案正確,測量得到電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,則這段金屬絲電阻的計算式Rx=。從設(shè)計原理看,其測量值與真實值相比(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

【解析】①根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)法則可知讀數(shù)為0+20.0×0.01mm=0.200mm。②因該實驗沒有電壓表,電流表A1的內(nèi)阻已知,故用A1表當(dāng)電壓表使用;由于滑動變阻器的總阻值較小,為了使電路中的電流或電壓調(diào)節(jié)范圍大些,應(yīng)采用滑動變阻器的分壓式接法。③由電路圖可知流過Rx的電流為I2-I1,A1及Rx兩端的電壓為I1R1,因此Rx=I1該實驗的電流I2-I1為流過Rx的實際電流,電壓I1R1也為Rx的實際電壓,因此測量值和真實值相等。答案：①0.200(0.196～0.204均可)②③I1R15.(2019·江蘇高考·T11)某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如下:(1)螺旋測微器如圖1所示。在測量電阻絲直徑時,先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間,再旋動(選填“A”“B”或“C”),直到聽見“喀喀”的聲音,以保證壓力適當(dāng),同時防止螺旋測微器的損壞。

(2)選擇電阻絲的(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測量,取其平均值作為電阻絲的直徑。

(3)圖2甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器接入圖2乙實物電路中的正確位置。(4)為測量Rx,利用圖2甲所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值,作出的U1-I1關(guān)系圖象如圖3所示。接著,將電壓表改接在a、b兩端,測得5組電壓U2和電流I2的值,數(shù)據(jù)見表:U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U2-I2圖象。(5)由此,可求得電阻絲的Rx=Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。

【解析】(1)在測量時,為了不損壞被測物體,最后應(yīng)改用微調(diào)旋鈕即C,直到聽見“喀喀”的響聲。(2)為了減小測量誤差,應(yīng)選用電阻絲不同位置進(jìn)行多次測量。(3)按照電路圖,將實物圖連線如圖:(4)將表格中各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上