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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 6.14 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實(shí)測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： 待測電壓表V (量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計(jì))，開關(guān)2個，導(dǎo)線若干． (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整． (2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________. (3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，RV′________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是________________________________． 解析：(1)由半偏法原理知電壓表應(yīng)串聯(lián)在電路中，又因電壓表量程小于電源電動勢，且電壓表內(nèi)阻比滑動變阻器最大阻值大得多，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法． 答案：(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖所示 (2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最??；閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻 (3)>　斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法也可) 2．在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，測量金屬絲的長度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，則金屬絲長度的測量值為l＝________ cm，金屬絲直徑的測量值為d＝________ mm. 甲 　乙 解析：由于刻度尺的最小分度為1 mm，讀數(shù)應(yīng)估讀到0.1 mm. 答案：36.52(36.50～36.54均可)　0.797(0.796～0.799均可) 3．為了測定電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路．其中： A1是待測電流表，量程為30 mA，內(nèi)阻約為100 Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是20 mA；R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9 Ω；R2是滑動變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動勢為6 V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)． (1)①實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器采用了________接法(填“分壓”或“限流”)． ②根據(jù)電路的實(shí)物圖，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖． (2)請將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整： ①連接好電路，將滑動變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開關(guān)S1；調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，使電流表A2的示數(shù)是15 mA. 乙 ②將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，____________________，使電流表A2的示數(shù)仍是15 mA. ③若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖乙所示，則待測電流表A1的電阻Rg＝________ Ω. (3)上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全．在下面提供的四個電阻中，保護(hù)電阻R3的阻值應(yīng)選用________． A．30 Ω B．300 Ω C．3 kΩ D．30 kΩ 解析：(2)①閉合開關(guān)之前，應(yīng)使滑動變阻器連入電路的阻值最大，滑片移到最左端．②本實(shí)驗(yàn)使用替代法測量電流表的內(nèi)阻，因此開關(guān)S2接a和接b時(shí)電流表A2的讀數(shù)應(yīng)該相同，開關(guān)S2接b時(shí)，需保持滑動變阻器R2的滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱R1.③電阻箱表示的阻值大小等于被測電流表的內(nèi)阻，讀數(shù)為86.3 Ω.(3)當(dāng)滑動變阻器R2的阻值為零時(shí)，電路中的電流不能超過兩個電流表的量程，由于＝300 Ω，且電流表A1有內(nèi)阻，R3的阻值可選B. 答案：(1)①限流?、谌鐖D所示 (2)①左端?、诒３只瑒幼冏杵鱎2的滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱R1?、?6.3　(3)B 4．在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路． (1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路，請?jiān)趫D乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連線． (2)實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到________(填“a”或“b”)端． 甲 　　乙 丙 (3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，滑動滑片P，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù)；重置滑動變阻器，S2改接圖甲中的2位置，滑動滑片P，再記錄幾組電壓表和電流表的示數(shù)．在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出S2接1、2位置時(shí)，電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示．兩圖線均為直線，與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB. ①S2接1位置時(shí)，作出的U－I圖線是圖丙中的________(填“A”或“B”)線； ②S2接2位置時(shí)，干電池電動勢的測量值________真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值________真實(shí)值．(填“大于”“小于”或“等于”) 解析：(2)為保護(hù)電表，閉合開關(guān)前滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)最大，即滑片P調(diào)到a端．(3)S2接1位置時(shí)，由于電壓表的分流，使得電流的測量值偏小，而短路電流(U＝0時(shí)的電流，即圖線與橫軸的截距)不變，故電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏小；S2接2位置時(shí)，可將電流表內(nèi)阻等效到電源內(nèi)阻中，即外電壓和干路電流的測量值是準(zhǔn)確的，電源電動勢的測量值等于電動勢的真實(shí)值，但電源內(nèi)阻的測量值等于電源內(nèi)阻的真實(shí)值與電流表內(nèi)阻的和． 答案：(1)如圖所示　(2)a　(3)B　等于　大于 5.用實(shí)驗(yàn)測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實(shí)驗(yàn)器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V(量程0～6 V)； 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條． 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下： Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路． 甲 Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線． 乙 Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變．重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條U－I圖線，圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0)，與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U0)． 回答下列問題： (1)電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________； (2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r＝________ Ω； (3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________，代入數(shù)值可得Rx； (4)若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________．(選填“相同”或“不同”) 解析：(1)電路總電阻可能的最小值約為20 Ω，則回路中可能的最大電流Im＝ A＝300 mA，可見，電流表應(yīng)選用A2. 若選用滑動變阻器R1，電路中電流變化范圍太窄，并且當(dāng)R1連入電路阻值最大時(shí)，電路中電流仍可能會超過電流表A2的量程，故應(yīng)選用R2. (2)圖乙中，U－I圖線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，由圖象可知：r＝25 Ω. (3)由題意可知，Rx＋r＝，則Rx＝－r0. (4)若電表為理想電表，Rx接在B、C或A、B之間，對干路中電流無影響，故電流表示數(shù)變化范圍相同，很顯然，電壓表示數(shù)變化范圍不相同． 答案：(1)A2　R2　(2)25　(3)－r　(4)相同　不同 6．如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進(jìn)行探測． 甲 　乙 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的部件________(選填“A”“B”或“C”)． (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況． (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點(diǎn)間的阻值．測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點(diǎn)間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表．兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖乙所示． 請將記錄表補(bǔ)充完整，在圖甲的黑箱中畫出一種可能的電路. 兩表筆接的接點(diǎn) 多用電表的示數(shù) a、b ________ Ω a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 解析：(1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零裝置為部件A.(2)使用多用電表進(jìn)行測量時(shí)，為保證電表不被損壞往往要進(jìn)行試觸，即讓兩表筆與接點(diǎn)短暫接觸，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表．(3)黑箱中無電源且每對接點(diǎn)間正、反向阻值相等，多用電表讀數(shù)為5 Ω，由表格數(shù)據(jù)可知，b、c間電路為a、b間5 Ω的電阻與a、c間10 Ω的電阻串聯(lián)而成． 答案：(1)A　(2)短暫　(3)5　電路如圖所示 或