統(tǒng)考版2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)闖關(guān)導(dǎo)練熱點(diǎn)16電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

PAGE8-熱點(diǎn)16電學(xué)試驗(yàn)1．[2024·山東省試驗(yàn)中學(xué)第三次月考]某同學(xué)要測(cè)量一圓柱體金屬絲的電阻率ρ.(1)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑，如圖甲所示，則其長(zhǎng)度L＝________cm，直徑d＝________mm.(2)該同學(xué)用如圖乙所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻．他將紅黑表筆分別插入“＋”“－”插孔中，將選擇開關(guān)置于“×1”擋位置，然后____________________；直至指針指在“0”處接著試驗(yàn)；用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測(cè)此金屬絲的電阻，表盤示數(shù)如圖乙所示，則其阻值為________Ω.(3)現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，試驗(yàn)室供應(yīng)了下列可選用的器材：A．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)B．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)C．電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約0.01Ω)D．電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)E．滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0～20Ω)F．滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0～500Ω)G．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V)及開關(guān)S和導(dǎo)線若干該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測(cè)量，則電壓表應(yīng)選擇________，電流表應(yīng)選擇________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________，(選填各器材前的字母)．要求在流過金屬絲的電流相同狀況下，電源消耗功率最小，并能較精確地測(cè)出電阻絲的阻值，試驗(yàn)電路應(yīng)選用下圖的________(選填圖下面對(duì)應(yīng)的序號(hào))．(4)利用上面所選電路測(cè)量的各種狀況如圖丙所示，電流表讀數(shù)為________A，電壓表讀數(shù)為________V，則金屬絲的阻值為________Ω.2．[2024·河南南陽一中入學(xué)考試]隨著力傳感器的測(cè)量精度的提高，不用“扭秤”進(jìn)行試驗(yàn)來探討點(diǎn)電荷間的相互作用力(庫侖力)成為可能．如圖所示是某科技試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的探討點(diǎn)電荷間庫侖力的裝置，在抽成真空的玻璃容器A內(nèi)，M、N為兩個(gè)完全相同的金屬小球(帶電后可視為點(diǎn)電荷)，用絕緣支柱固定帶電小球M，用可調(diào)絲線懸掛原來不帶電的小球N，用來調(diào)控小球N的位置，通過等距離為d的刻度線0、1、2、3、4可精確確定小球M、N間的距離，通過固定在容器頂部并與絲線上端相連的高靈敏度拉力傳感器B可以顯示絲線上的拉力，放電桿可以讓帶電小球完全放電．試驗(yàn)小組完成了以下操作：①在小球N不帶電時(shí)，讀出傳感器示數(shù)F0；②讓小球N與小球M接觸后，調(diào)整小球N到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F1；③接著調(diào)整小球N分別到位置2、3、4，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F2、F3、F4；④用放電桿使小球N完全放電，再讓小球N與小球M接觸后，放回到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F5；⑤重復(fù)兩次④的操作，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F6、F7.(1)對(duì)于上述操作，下列推斷正確的是________．A．依據(jù)②的操作，可求出小球N在不同狀況下所受的庫侖力的大小B．依據(jù)①②③的操作，可探討庫侖力的大小與點(diǎn)電荷距離之間的關(guān)系C．依據(jù)②④⑤的操作，可探討庫侖力的大小跟小球帶電荷量之間的關(guān)系D．要測(cè)定靜電力常量k，還需精確測(cè)出小球M的帶電荷量(2)小球N第一次與小球M接觸后調(diào)整小球N到位置1，此時(shí)小球M、N之間的庫侖力大小為________．(3)試驗(yàn)中運(yùn)用兩個(gè)完全相同的金屬小球，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

3.[2024·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)起點(diǎn)考試]某型號(hào)多用電表歐姆擋的電路原理圖如圖甲所示．微安表G是歐姆表表頭，其滿偏電流Ig＝500μA，內(nèi)阻Rg＝950Ω.電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝1Ω.電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)整范圍均為0～9999Ω.(1)圖甲中的a端應(yīng)與________(選填“紅”或“黑”)表筆連接．(2)某同學(xué)將圖甲中的a、b兩端短接，為使微安表G滿偏，則應(yīng)調(diào)整R1＝________Ω；然后在a、b兩端之間接入一電阻Rx后發(fā)覺微安表半偏，則接入的電阻阻值為Rx＝________Ω.(3)如圖乙所示，該同學(xué)將微安表G與電阻箱R2并聯(lián)，利用該電路圖組裝一個(gè)倍率為“×100”的歐姆表，要求歐姆表的刻度盤示意圖如圖丙所示，其中心刻度標(biāo)為“15”，則該同學(xué)需調(diào)整R2＝________Ω；用此歐姆表測(cè)量一個(gè)阻值約為2000Ω的電阻，測(cè)量前應(yīng)調(diào)整R1＝________Ω.4．[2024·河北衡水中學(xué)第一次月考]某同學(xué)測(cè)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(zhǎng)是內(nèi)正方形邊長(zhǎng)的2倍．經(jīng)粗略測(cè)量知，該金屬導(dǎo)體電阻為5Ω左右．為了精確測(cè)量它的阻值R，以便進(jìn)一步測(cè)出該材料的電阻率ρ，試驗(yàn)室備有下列器材：A．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))；B．電流表A1(量程為0～1A，內(nèi)阻r1約為0.1Ω)；C．電流表A2(量程為0～0.6A，內(nèi)阻r2＝5Ω)；D．滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍為0～3Ω)；E．開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙虛線框內(nèi)補(bǔ)充畫出完整、合理的測(cè)量電路圖．(2)做試驗(yàn)時(shí)，先把滑動(dòng)變阻器滑片P滑動(dòng)到A端，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)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(dòng)滑片，多次測(cè)量求平均值，可得到更精確阻值．(3)該同學(xué)測(cè)得外正方形的邊長(zhǎng)為a，金屬導(dǎo)體的長(zhǎng)度為L(zhǎng).用已經(jīng)測(cè)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(dá)式為ρ＝________.5．某試驗(yàn)小組用電流表和電壓表測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0～20Ω，連接電路的實(shí)物圖如圖a所示．(1)該電路連接錯(cuò)誤和不規(guī)范的做法是________．A．滑動(dòng)變阻器不起變阻作用B．電流表接線有錯(cuò)C．電流表量程選擇不當(dāng)D．電壓表接線有錯(cuò)(2)本試驗(yàn)所用的電路如圖b所示，小組測(cè)得五組數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖c中作出U-I圖線，已知R0＝1Ω.由此可知被測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(3)某同學(xué)將測(cè)量電路連接成如圖d所示，其他操作正確，由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，作出U-I圖線如圖e所示，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)熱點(diǎn)16電學(xué)試驗(yàn)1．答案：(1)7.0204.600(4.598～4.602之間均正確)(2)將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零5(3)ADE④(4)0.502.605.20解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為7cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×4mm＝0.20mm，所以最終讀數(shù)為7cm＋0.020cm＝7.020cm；螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為4.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×10.0mm＝(2)將選擇開關(guān)置于“×1”擋位置，然后將紅、黑表筆短接調(diào)零即歐姆調(diào)零；用多用電表的電阻“×1”擋測(cè)電阻，由圖乙表盤可以知道，其示數(shù)為5Ω.(3)電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V，故電壓表選V1；電路中的最大電流約為eq\f(E,5Ω)＝0.6A，為提高精確度，減小讀數(shù)誤差，應(yīng)選小量程電流表A2；由于要求在流過金屬絲的電流相同狀況下，電源消耗功率最小，并能較精確地測(cè)出電阻絲的阻值，故滑動(dòng)變阻器采納限流式接法；采納限流式接法時(shí)，為便于調(diào)整，滑動(dòng)變阻器最大值應(yīng)為金屬絲的2～4倍比較合適，所以滑動(dòng)變阻器選R1，eq\f(RV1,5Ω)＝eq\f(3000,5)＝600>eq\f(5Ω,RA2)＝eq\f(5,0.1)＝50，可知電流表應(yīng)采納外接法，故電路圖選擇④.(4)由圖丙可知，I＝0.50A、U＝2.60V，則金屬絲的阻值應(yīng)為Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.60,0.50)Ω＝5.20Ω.2．答案：(1)BD(2)F0－F1(3)使小球N與帶電小球M接觸時(shí)可以將小球M所帶的電荷平分解析：(1)依據(jù)②的操作，只能求出小球N在位置1時(shí)所受的庫侖力的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)①②③的操作，通過傳感器的示數(shù)可知兩球之間的庫侖力大小，因各個(gè)位置的距離已知，則可探討庫侖力的大小與點(diǎn)電荷距離之間的關(guān)系，選項(xiàng)B正確；因兩球所帶電荷量的詳細(xì)值不確定，則依據(jù)②④⑤的操作，不行探討庫侖力的大小與小球帶電荷量之間的關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；要測(cè)定靜電力常量k，還需精確測(cè)出小球M的帶電荷量，選項(xiàng)D正確．(2)在小球N不帶電時(shí)讀出傳感器示數(shù)F0，小球N第一次與小球M接觸后調(diào)整小球N到位置1，此時(shí)傳感器示數(shù)F1，則小球M、N間的庫侖力大小為(F0－F1)．(3)試驗(yàn)中運(yùn)用兩個(gè)完全相同的金屬小球，其作用是使小球N與帶電小球M接觸時(shí)可以將小球M所帶的電荷平分．3．答案：(1)紅(2)20493000(3)9501024解析：(1)依據(jù)多用電表的內(nèi)部電流流向可知電流從紅表筆進(jìn)，黑表筆出，則a端接紅表筆．(2)歐姆調(diào)零時(shí)，依據(jù)閉合電路的歐姆定律Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R1)，解得R1＝eq\f(E,Ig)－(Rg＋r)＝2049Ω；當(dāng)接入Rx后，電流為滿偏的一半，則eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,Rg＋r＋R1＋Rx)，可得Rx＝Rg＋r＋R1＝3000Ω.(3)因歐姆表的中心刻度為15，倍率為“×100”，則歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)＝15×100Ω＝1500Ω，故調(diào)零時(shí)的滿偏電流為I＝eq\f(E,R內(nèi))＝1×10－3A，表頭和R2并聯(lián)改裝為電流表，由并聯(lián)分流電壓相等IgRg＝(I－Ig)R2，解得R2＝950Ω，改裝后的歐姆表須要進(jìn)行歐姆調(diào)零，則R內(nèi)＝1500Ω＝eq\f(RgR2,Rg＋R2)＋R1＋r，解得R1＝1024Ω.4．答案：(1)見解析圖(2)eq\f(I2r2,I1－I2)(3)eq\f(3a2I2r2,4LI1－I2)解析：(1)由題中的試驗(yàn)器材可知，滑動(dòng)變阻器的最大電阻值小于待測(cè)金屬材料的電阻值，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓接法，利用伏安法測(cè)電阻時(shí)電路圖如圖所示．(2)由并聯(lián)學(xué)問和電阻定義式可知R＝eq\f(I2r2,I1－I2.)(3)該導(dǎo)體橫截面積為S＝a2－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\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).5．答案：(1)ABC(2)3.000.38(3)2.90.50解析：(1)依據(jù)電路圖可知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線欄，被接成了定值電阻，不起變阻作用，電流表正、負(fù)接線柱接反了，即電流表接線錯(cuò)誤，電流表量程不對(duì)，故錯(cuò)誤和不規(guī)范的做法應(yīng)是A、B、C.(2)在畫出的U-I圖線中，縱軸的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，斜率大小的肯定值表示內(nèi)阻，依據(jù)題圖c可得：E＝3.00V，r＋R0＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(3.00－1.20,1.30)Ω＝1.38Ω，又R0＝1