2024-2025學(xué)年高中物理重難點強化練四電學(xué)實驗問題含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE1電學(xué)試驗問題1．(1)如圖甲所示為螺旋測微器測量一金屬零件直徑時的示數(shù)，則該金屬零件的直徑為________cm。(2)有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度。用它測量一工件的長度，如圖乙所示。圖示的讀數(shù)是________cm。解析：(1)螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動刻度為20.0×0.01mm＝0.200mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm＋0.200mm＝5.700mm＝0.5700cm。(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為3×0.05mm＝0.15mm，所以最終讀數(shù)為：50mm＋0.15mm＝50.15mm＝5.015cm。答案：(1)0.5700(2)5.0152．要用伏安法測量一個定值電阻的電阻值，備選的器材規(guī)格如下：A．待測電阻Rx(大約100Ω)B．直流毫安表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω)C．直流毫安表A2(量程0～40mA，內(nèi)阻約為40Ω)D．直流電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為5kΩ)E．直流電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)F．直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計)G．滑動變阻器R(阻值范圍0～50Ω，允許最大電流1A)H．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干(1)要使測量精度盡量高，在備選的器材中，直流毫安表應(yīng)選________，直流電壓表應(yīng)選________。(填器材前面的序號)(2)在虛線框內(nèi)畫出試驗電路圖(要求電壓和電流的改變范圍盡可能大一些)。解析：(1)因電源為4V，若用V2則讀數(shù)誤差大，用電壓表D即可。因電阻值約為100Ω。故電流的最大值約為：I＝eq\f(U,R)＝eq\f(3,100)A＝0.03A＝30mA，故電流表應(yīng)選C。(2)因eq\r(RV·RA)＝eq\r(5000×40)Ω＞100Ω，故為小電阻用電流表外接法；因滑動變阻器為小電阻確定為分壓式接法。故電路圖如圖所示。答案：(1)CD(2)見解析3．(1)一量程為3V的改裝電壓表由靈敏電流計G與電阻R串聯(lián)而成，如圖所示。若在運用中發(fā)覺此電壓表的讀數(shù)總比精確值稍大一些，采納下列哪種措施可加以改進(jìn)________。A．在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻B．在R上串聯(lián)一比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一比R小得多的電阻D．在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻(2)將此電壓表調(diào)好校準(zhǔn)接入電路測某電路兩端的電壓，指針示數(shù)電壓為______V。(3)關(guān)于多用電表的運用，下列做法正確的是______。A．把多用電表的選擇開關(guān)旋至適當(dāng)?shù)闹绷麟妷簱?，用圖a所示的電路，合上開關(guān)S，則可測小燈泡兩端的電壓B．把多用電表的選擇開關(guān)旋至適當(dāng)?shù)闹绷麟娏鲹?，用圖b所示的電路，合上開關(guān)S，則可測通過小燈泡的電流C．把多用電表的選擇開關(guān)旋至適當(dāng)?shù)臍W姆擋，進(jìn)行調(diào)零后，用圖c所示的電路，開關(guān)S保持?jǐn)嚅_，則可測小燈泡的電阻D．把多用電表的選擇開關(guān)旋至適當(dāng)?shù)臍W姆擋，進(jìn)行調(diào)零后，用圖d所示的電路，會視察到此時歐姆表示數(shù)很小解析：(1)在R上串聯(lián)一個比R小得多的電阻，可實現(xiàn)電流表的分壓稍小些，故A正確；在R上串聯(lián)一個比R大得多的電阻，會使電流表的分壓過小，示數(shù)又偏小，故B錯誤；在R上并聯(lián)一個比R小得多的電阻會使其分壓更小，電流表分壓變大，示數(shù)更大，故C錯誤；在R上并聯(lián)一個比R大得多的電阻會使其分壓更小，電流表分壓變大，示數(shù)更大，故D錯誤，故選A。(2)電壓表讀數(shù)為2.50V。(3)測電壓時，其紅表筆接高電勢處，因為電流要從紅表筆流入，故A錯誤；測電流時，其紅表筆接高電勢處，因為電流要從紅表筆流入，故B錯誤；測電路中某個電阻的阻值時，肯定要將該電阻與其他元件斷開，避開測量出現(xiàn)較大誤差，C正確；圖d是測量二極管的正向電阻，二極管正向電阻較小，指針應(yīng)當(dāng)偏轉(zhuǎn)較大，示數(shù)較小，D正確；故選C、D。答案：(1)A(2)2.50(2.49～2.51)(3)CD4．為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻：(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表。A．量程為1V、內(nèi)阻大約為1kΩ的電壓表V1B．量程為2V、內(nèi)阻大約為2kΩ的電壓表V2C．量程為3V、內(nèi)阻大約為3kΩ的電壓表V3選擇電壓表________串聯(lián)________kΩ的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表。(2)利用一個電阻箱、一個開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號、或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為志向電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的試驗原理電路圖。(3)依據(jù)以上試驗原理電路圖進(jìn)行試驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50V時，電阻箱的阻值為15.0Ω；電壓表示數(shù)為2.00V時，電阻箱的阻值為40.0Ω，則電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。解析：依據(jù)電壓表改裝原理，為使讀數(shù)便利，須要選擇電壓表C串聯(lián)一個6kΩ的電阻改裝成量程為9V的電壓表，讀數(shù)只需乘以3即可。電壓表示數(shù)為1.50V時，路端電壓為U1＝4.50V，電阻箱阻值為R2＝15.0Ω；電壓表示數(shù)為2.00V時，路端電壓為U2＝6.00V，電阻箱的阻值為R2＝40.0Ω，由閉合電路歐姆定律E＝U＋eq\f(Ur,R)聯(lián)立方程解得E＝7.5V，r＝10Ω。答案：(1)V3或C6(2)見解析(3)7.5105．實際電流表有內(nèi)阻，可等效為志向電流表與電阻的串聯(lián)。測量實際電流表G1內(nèi)阻r1的試驗中，可供選擇的儀器如下：①待測電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約300Ω)②電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)③定值電阻R1(300Ω)④定值電阻R2(10Ω)⑤滑動變阻器R3(0～1000Ω)⑥滑動變阻器R4(0～20Ω)⑦干電池(1.5V)⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。(1)定值電阻應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________。(在空格內(nèi)填寫序號)(2)在方框中用鉛筆畫出試驗電路圖，再連接線路圖乙。(3)補全試驗步驟：①按電路圖連接電路，___________________________________________；②閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1，G2的讀數(shù)I1，I2；③_______________________________________________；④以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示。(4)依據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式__________________________。解析：(1)依據(jù)電路連接特點，G2為定值電阻和電流表G1的總電流，若定值電阻選10Ω，則易使流過G2的總電流超過其滿偏值，故選③300Ω。(2)由題意可知，本試驗滑動變阻器應(yīng)采納分壓接法，電流表G2應(yīng)采納外接法；原理圖如圖甲所示；實物圖如圖乙所示。(3)依據(jù)試驗原理可知，補充試驗步驟如下：①將滑動觸頭移至最左端③多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2的讀數(shù)I1、I2。(4)依據(jù)歐姆定律：I1r1＝(I2－I1)R1解得：I2＝eq\f(R1＋r,R1)I1即k＝eq\f(r1＋R1,R1)，所以r1＝(k－1)R1。答案：(1)③⑥(2)試驗電路圖、試驗連接圖見解析(3)①將滑動觸頭移至最左端③多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2的讀數(shù)I1、I2(4)r1＝(k－1)R6．某物理試驗小組利用試驗室供應(yīng)的器材測量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度，可選用的器材如下：A．待測螺線管L(符號)：繞制螺線管的金屬絲電阻率為ρ，直徑為D，阻值約為幾十歐B．電流表A1：量程10mA，內(nèi)阻r1＝40ΩC．電流表A2：量程500μA，內(nèi)阻r2＝750ΩD．電壓表V：量程為10V，內(nèi)阻為10kΩE．愛護電阻R1：阻值為100ΩF．滑動變阻器R2：總阻值約為10ΩG．電源E，電動勢約為1.5V，內(nèi)阻忽視不計H．開關(guān)一個及導(dǎo)線若干(1)用多用電表粗測螺線管的電阻，分別選擇倍率“×1”和“×10”，經(jīng)正確操作后，兩次測量中多用電表表盤示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲的電阻約為________Ω。(2)為了盡可能精確的測量RL，要求電表的指針偏轉(zhuǎn)至少達(dá)到滿刻度的eq\f(1,3)，同學(xué)們設(shè)計了一種適合的電路，如圖乙所示，請在圖中標(biāo)明所選電表的符號。(3)已知金屬絲的直徑為D，利用上述電路圖通過試驗測得a表的讀數(shù)為m，b表的讀數(shù)為n，用已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度l，則l＝____________。解析：(1)歐姆表示數(shù)等于指針示數(shù)與倍率的乘積，倍率越大指針示數(shù)越小，指針越偏右，由于歐姆表指針指在歐姆表中值電阻旁邊時讀數(shù)較準(zhǔn)，由圖示表盤可知，歐姆表應(yīng)選擇×1擋位，由表盤可知，40刻線到60刻線間有4條刻度線共5分度，則每一刻度線數(shù)值為4Ω，歐姆表示數(shù)為：1×48Ω＝48Ω。(2)由于電源電動勢為1.5V，小于電壓表量程eq\f(1,3)，所以不能運用電壓表V來測量電壓，由于兩電流表的滿偏電壓分別為U1＝I1r1＝0.4V，U2＝I2r2＝0.375V，可以用電流表A2與待測電阻并聯(lián)測電壓，用電流表A1測電流，電路圖如圖所示：(3)螺線管兩端電壓：U＝I2r2＝mr2，螺線管的電阻：R＝eq\f(U,IL)＝eq\f(U,I1－I2)＝eq\f(mr2,n－m)，由電阻定律可知：R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(l,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2)，解得，螺線管長度：l＝eq\f(πD2mr2,4ρn－m)。答案：(1)48(2)圖見解析(3)eq\f(πD2mr2,4ρn－m)7．某同學(xué)在進(jìn)行擴大電流表量程的試驗時，須要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻，他設(shè)計了一個用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內(nèi)阻的電路，如圖所示，已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，該同學(xué)順當(dāng)完成了這個試驗。(1)試驗過程包含以下步驟，其合理的依次依次為________(填步驟的字母代號)。A．合上開關(guān)S2；B．分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大；C．登記R2的最終讀數(shù)；D．反復(fù)調(diào)整R1和R2的阻值，使G1的示數(shù)仍為I1，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，此時R2的最終讀數(shù)為r；E．合上開關(guān)S1；F．調(diào)整R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，登記此時G1的示數(shù)I1。(2)僅從試驗設(shè)計原理上看，用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。(3)若要將G2的量程擴大為I，并結(jié)合前述試驗過程中測量的結(jié)果，寫出需在G2上并聯(lián)的分流