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2019-2020年高考物理二輪復習 專題能力訓練 專題十三 電學實驗 1.(14分)(xx安徽合肥二模)某同學將量程為200 μA,內(nèi)阻為500 Ω的表頭改裝成量程為1 mA和10 mA的雙量程電流表,設計電路如圖甲所示。定值電阻R1=500 Ω,R2=250 Ω,S為單刀雙擲開關(guān),A、B為接線柱?；卮鹣铝袉栴}: (1)將開關(guān)S置于“1”擋時,量程為　　　　 mA; (2)定值電阻的阻值R3=　　　 Ω(結(jié)果取3位有效數(shù)字); (3)利用改裝的電流表進行某次測量時,S置于“2”擋,表頭指示如圖乙所示,則所測量電流的值為　　　 mA。 甲 乙 2.(16分)(xx湖南四縣聯(lián)考)LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3 V 的LED燈正常工作時的電阻,已知該燈正常工作時電阻大約500 Ω,電學符號與小燈泡電學符號相同。實驗室提供的器材有: A.電流表A1(量程為0~50 mA,內(nèi)阻RA1約為3 Ω) B.電流表A2(量程為0~3 mA,內(nèi)阻RA2=15 Ω) C.定值電阻R1=697 Ω D.定值電阻R2=1 985 Ω E.滑動變阻器R(0至20 Ω)一只 F.電壓表V(量程為0至12 V,內(nèi)阻RV=1 kΩ) G.蓄電池E(電動勢為12 V,內(nèi)阻很小) F.開關(guān)S一只 (1)如圖所示,請選擇合適的器材,電表1為　　　　,電表2為　　　　,定值電阻為　　　　。(均填寫器材前的字母編號) (2)將采用的電路圖補充完整。 (3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx=　　　　(填字母),當表達式中的　　　　(填字母)達到　　　　,記下另一電表的讀數(shù)代入表達式,其結(jié)果為LED燈正常工作時電阻。 3.(16分) 甲 理想電壓表的內(nèi)阻無窮大,而實際電壓表并非如此,現(xiàn)要測量一個量程為0~3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ的電壓表的阻值,實驗室備有以下器材: A.待測電壓表V1:量程為0~3 V,內(nèi)阻約為3 kΩ B.電壓表V2:量程為0~6 V,內(nèi)阻約為6 kΩ C.滑動變阻器R1:最大阻值20 Ω,額定電流1 A D.定值電阻R0 E.電源:電動勢6 V,內(nèi)阻約1 Ω F.開關(guān)一個、導線若干 (1)利用以上器材設計如圖甲所示測量電路,請你按圖甲所示電路將圖乙中的實驗儀器連接起來; 乙 丙 (2)請寫出按該電路測量電壓表V1內(nèi)阻RV的表達式:　　　　　　　　　; (3)在正確連接電路后,閉合開關(guān)S,不斷調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片位置,記錄多組電壓表V1、V2示數(shù),作出U2-U1圖線如圖丙所示。若R0=1 480 Ω,由圖線上的數(shù)據(jù)可得RV=　　　　 Ω。 4.(16分)(xx江蘇揚州高三統(tǒng)考)某物理實驗興趣小組探究測定某品牌礦泉水的電阻率,用一兩端開口的玻璃管通過密封塞封住一定量的礦泉水,如圖4所示。 (1)某同學用如圖1所示的游標卡尺的　　　(選填“A”“B”或“C”)部位去測玻璃管的內(nèi)徑,測出的讀數(shù)如圖2,則玻璃管的內(nèi)徑d為　　　 cm。 圖1 圖2 (2)該同學用多用電表的電阻擋測量玻璃管中礦泉水的電阻,選擇開關(guān)置于“100”擋,發(fā)現(xiàn)指針如圖3所示,則該同學接著需要做的實驗步驟:①換選　　　(選填“10”或“1 k”)擋;②　。 圖3 (3)該組同學按圖4連好電路后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,從最右端向左端移動的整個過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)但幾乎不變,不可能的原因是　　　。 圖4 A.滑動變阻器阻值太小 B.電路中5、6之間斷路 C.電路中7、8之間斷路 (4)該組同學在改進實驗后,測出玻璃管中有水部分的長度為L,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,改變玻璃管中的水量,測出多組數(shù)據(jù),并描繪出相應的圖象如圖5所示,若圖線的斜率為k,則礦泉水的電阻率ρ=　　　　　　　　(用題中字母表示)。 圖5 5.(16分)(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考)在測量某電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中: 甲 乙 丙 (1)圖甲是實驗中得到的U-I圖象,由此可得該電源電動勢和內(nèi)電阻的測量值分別是　　　V和　　　Ω;(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學在完成上述實驗之后,又進行了下述探究實驗。他將相同器材分別按圖乙和圖丙所示電路進行連接,在每次保持電壓表(可視為理想電表)示數(shù)相同的情形下,讀出電流表的示數(shù)分別為I1和I2。調(diào)節(jié)滑動變阻器R,測得多組數(shù)據(jù),得到I1與I2的關(guān)系:I1=kI2(k為已知)。則電流表與電源的內(nèi)阻之比為　　　　　。 6.(22分)要測繪一個標有“3 V　0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由0逐漸增大到3 V,并便于操作。已選用的器材有: 電池組(電動勢4.5 V,內(nèi)阻約1 Ω); 電流表(量程為0~250 mA,內(nèi)阻約5 Ω); 電壓表(量程為0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ); 開關(guān)一個、導線若干。 (1)實驗中所用的滑動變阻器應選　　　　(填字母代號)。 A.滑動變阻器(最大阻值20 Ω,額定電流1 A) B.滑動變阻器(最大阻值1 750 Ω,額定電流0.3 A) (2)實驗的電路圖應選用　　　　(填字母代號)。 (3)實驗得到的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個2 Ω的定值電阻R串聯(lián),接在電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源兩端,如圖乙所示。每個小燈泡消耗的功率是　　　　 W。 參考答案 1.答案:(1)10　(2)25.0　(3)0.680 解析:(1)將開關(guān)S置于“1”擋時,定值電阻R3能分較大的電流,所以量程應為10 mA; (2)當開關(guān)置于“1”擋時,Ig(Rg+R1+R2)=(I1-Ig)R3,I1=10 mA 當開關(guān)置于“2”擋時:Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)(R2+R3),I2=1 mA 解得R3=25.0 Ω; (3)開關(guān)置于“2”擋時,電流表量程為1 mA,由圖示電流表可知,其分度值為0.02 mA,電流表示數(shù)為0.68 mA。 2.答案:(1)F　B　D　(2)如圖所示 (3)　I2　1.5 mA 解析:(1)由于電流表A2內(nèi)阻已知,因此電表2應為電流表A2,而電路中流過燈泡的最大電流I為6 mA,因此回路總電流小于10 mA,因此電表1不能選電流表A1,而由于電壓表內(nèi)阻已知,流過電壓表的電流最大值恰好為12 mA,因此電表1選電壓表V,為了讓燈達到額定功率,因此加在燈泡兩端的電壓最高為3 V,因此與電流表A1串聯(lián)的電阻應大于1 kΩ,因此定值電阻應選R2。 (2)由于滑動變阻器的阻值較小,只能采用分壓式接法,電路連接圖見答案。 (3)由于加在燈泡兩端的電壓U燈=I2(R2+RA1),流過燈泡的電流為-I2,因此Rx=,當表達式中的I2達到1.5 mA時,加在LED兩端的電壓恰好為3 V,達到額定電壓,測出來的電阻為正常工作的電阻。 3.答案:(1)如圖所示　(2)RV=R0　(3)2 960 解析:本題考查并聯(lián)電路特點及歐姆定律,意在考查學生由實驗目的確定實驗原理完成實驗的能力。 由并聯(lián)電路兩端電壓相等可知,定值電阻R0兩端的電壓為U0=U2-U1,由歐姆定律可知,通過定值電阻的電流為I0==IV1,因此電壓表V1的內(nèi)阻RV=,解以上三式得RV=R0,將其變形得到U2=U1,由圖象斜率k=1.5=1+?RV=2 960 Ω。 4.答案:(1)A　2.120　(2)①1 k?、跉W姆調(diào)零　(3)B　(4) 解析:(1)游標卡尺的A位置是測量圓筒內(nèi)徑的,故用A部位去測玻璃管的內(nèi)徑;通過讀游標卡尺得玻璃管的內(nèi)徑d為21 mm+100.02 mm=21.20 mm=2.120 cm; (2)由于歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)較小,說明被測電阻較大,故需要換成更大擋位,即“1 k”擋;換了擋位后,再測電阻時還需要調(diào)零; (3)由于電壓表的示數(shù)不變,即仍有一定的示數(shù),而將5、6之間斷開時,電路中就沒有了電流,電壓表的示數(shù)為零,故它是不可能的,選項B正確; (4)由公式可知礦泉水的電阻率ρ=,因為k=,則ρ=。 5.答案:(1)1.4　0.86　(2)k-1 解析:(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得U=-E+Ir,把圖象延長,可得E=1.4 V,圖象的斜率k=0.86,即電源內(nèi)阻r=0.86 Ω; (2)圖乙中E=U+I1r,圖丙中E=U+I2r+I2rA,I1=kI2,聯(lián)立解得=k-1。 6.答案:(1)A　(2)B　(3)0.09 解析:本題考查測繪小燈泡的伏安特性曲線實驗,意在考查學生對該實驗的掌握情況。 (1)由題意可知,本實驗選擇的是分壓電路,因此滑動變阻器選擇的是A。 (2)因為小燈泡的電阻RL==15 Ω,和電流表電阻相近,故應采用電流表外接法,因此應選用B電路。 (3)設小燈泡的電流為I,電壓為U,由U=E-2I(R+r),代入數(shù)據(jù)得U=1.5-6I(V),作出小燈泡在題圖乙電路中的電流—電壓關(guān)系圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點,由此交點即可讀出此時通過小燈泡的電流以及小燈泡兩端的電壓。由P=UI可得此時燈泡的功率。