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2019-2020年高考物理 能力梯級(jí)提升思維高效訓(xùn)練 6.13電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.（xx宿遷模擬）現(xiàn)有兩個(gè)電阻元件，其中一個(gè)是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，而另一個(gè)是由某種半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小.現(xiàn)對(duì)其中一個(gè)元件R0進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)中可供選擇的儀器為： A.電壓表V1（0～3 V,內(nèi)阻30 kΩ） B.電流表A1（0～0.6 A,內(nèi)阻約1 Ω） C.電流表A2（0～30 mA,內(nèi)阻約20 Ω） D.滑動(dòng)變阻器R1（100 Ω,1 A） E.滑動(dòng)變阻器R2（10 Ω，5 A） F.電池（3 V，內(nèi)阻不計(jì)） G.開關(guān)、導(dǎo)線若干 測(cè)得通過其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如表所示： （1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇：______；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇：_____（填字母序號(hào)） （2）請(qǐng)?jiān)诜娇颍╝）中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. （3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件R0可能是由_______材料制成的. （4）請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在（b）圖中作出I-U圖線. 2.（xx新課標(biāo)全國(guó)卷）為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路.圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池.完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： （1）將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)_______,使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)______的讀數(shù)I； （2）然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)_____,使_____,記下此時(shí)RN的讀數(shù)； （3）多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_____,此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值. 3．如圖所示，是測(cè)定表頭內(nèi)阻的電路，電源內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)到 1 200 Ω時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再把電阻箱的電阻調(diào)到3 000 Ω時(shí)，電流表指針剛好指到滿刻度的一半. （1）根據(jù)上述數(shù)據(jù)可求出電流表的內(nèi)阻為____Ω. (2)若這個(gè)電流表的滿刻度值是750 μA,要把它改裝成量程為3 V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻值為____Ω的分壓電阻. （3）為了核對(duì)改裝成的電壓表V，給你一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0，一個(gè)4.5 V的電池組E，一個(gè)最大阻值為1 kΩ的滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S及若干導(dǎo)線.請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵龇弦蟮碾娐穲D. 4.表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小燈泡U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： （1）分析表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖____（填“甲”或“乙”）； （2）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線．分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而_______（填“變大”、“變小”或“不變”）. 5.(xx南京模擬)某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極(接觸電阻不計(jì))，兩電極相距L＝0.700 m，其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.用如下器材進(jìn)行測(cè)量：電壓表(量程15 V， 內(nèi)阻約30 kΩ)、電流表(量程300 μA，內(nèi)阻約50 Ω)、滑動(dòng)變阻器(100 Ω，1 A)、電池組(電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝6 Ω)、單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干. 下表是他測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖乙所示. 根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題： (1)玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為_____cm； (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在如圖坐標(biāo)中已描點(diǎn)，請(qǐng)作出U-I圖象，根據(jù)圖象求出電阻 R＝____Ω(保留兩位有效數(shù)字)； (3)計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ＝____(用R、d、L表示)，測(cè)量值為___Ωm(保留兩位有效數(shù)字)； (4)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出測(cè)量導(dǎo)電溶液電阻的電路圖，并在圖甲中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線. 6.（xx南京模擬）測(cè)量一未知電阻的阻值. （1）某同學(xué)首先用多用電表粗測(cè)電阻的大小，將多用表選擇開關(guān)置于10 Ω擋，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖所示，則所測(cè)阻值為_____Ω. （2）接著該同學(xué)計(jì)劃用伏安法準(zhǔn)確測(cè)量電阻的阻值，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：8 V直流電源；電壓表（0～10 V,內(nèi)阻約20 kΩ）;電流表（0～50 mA,內(nèi)阻約10 Ω）；滑動(dòng)變阻器（0～20 Ω,1 A）;開關(guān)和導(dǎo)線. 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的器材，在虛線方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并完成實(shí)物電路未連接的導(dǎo)線. （3）在上述（2）的實(shí)驗(yàn)中，連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，該同學(xué)用多用電表檢查電路故障.他的操作如下：選用多用電表的直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接在電源正負(fù)極間；變阻器電阻絲的兩端；電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可能是連接_______之間的導(dǎo)線發(fā)生了斷路. （4）實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭，記下多組電流表、電壓表讀數(shù)（U，I），然后在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線，圖線的______大小表示待測(cè)電阻阻值.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量值______真實(shí)值.（填“>”、“＝”或“<”） 7.現(xiàn)有器材：電壓表V1（量程3 V，內(nèi)阻約幾千歐），電壓表V2（量程15 V，內(nèi)阻約幾十千歐），定值電阻R1（3.0 kΩ),滑動(dòng)變阻器R（0～100 Ω），直流電源（約6 V，內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，要求利用這些器材測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻值. (1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.（圖中應(yīng)標(biāo)明電壓表的代號(hào)） (2)用已知量和實(shí)驗(yàn)測(cè)得量表示的電壓表V1內(nèi)阻的表達(dá)式為r=____，式中各實(shí)驗(yàn)測(cè)得量的意義是________________________________. 答案解析 1.【解析】（1）從測(cè)量數(shù)據(jù)知電流表應(yīng)選擇C，測(cè)量的電壓、電流值幾乎從零開始，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，應(yīng)該選擇阻值較小的E. （2）根據(jù)（1）中的分析與實(shí)驗(yàn)要求其實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（a）. （3）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)知電壓越大，電流值越大時(shí)，電阻溫度越高，但發(fā)現(xiàn)其電阻值隨溫度的升高而減小，所以R0可能是由半導(dǎo)體材料制成的. （4）I-U圖線如圖（b） 答案：（1）C E （2）見解析 （3）半導(dǎo)體 （4）見解析 2.【解析】（1）將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)A0（或標(biāo)準(zhǔn)電流表）的讀數(shù)I； （2）然后將S撥向接點(diǎn)2，保持R0不變，調(diào)節(jié)電阻箱RN，使A0（或標(biāo)準(zhǔn)電流表）的讀數(shù)仍為I，記下此時(shí)RN的讀數(shù)，在實(shí)驗(yàn)期間，用RN代替了A表，而標(biāo)準(zhǔn)電流表A0的讀數(shù)不變，故此RN的讀數(shù)就是待測(cè)表A的內(nèi)阻； （3）為提高精確度，實(shí)驗(yàn)時(shí)要多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的平均值，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值. 答案：（1）R0 A0（或標(biāo)準(zhǔn)電流表） （2）RN A0（或標(biāo)準(zhǔn)電流表）的讀數(shù)仍為I （3）平均值 3．【解析】（1）設(shè)電流表內(nèi)阻為Rg，由于電流表指針滿偏，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知當(dāng)電流表指針半偏時(shí)，可解得：Rg=600 Ω. (2)若改裝成電壓表，由于Ug=IgRg=0.45 V，所以分壓電阻的大小為 （3）電路圖如圖所示. 答案：（1）600 （2）3 400 （3）見解析圖 4.【解析】（1）由表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓表的讀數(shù)從零開始變化.所以，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式，選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖甲. （2）小燈泡的U-I曲線如圖所示，作圖時(shí)應(yīng)將各點(diǎn)連成平滑曲線.由圖線可知，小燈泡的電阻隨I變大而變大. 答案：（1）甲 （2）圖見解析 變大 5.【解析】(1)玻璃管內(nèi)徑d＝30 mm＋0.05 mm15＝30.75 mm＝3.075 cm. (2)根據(jù)描點(diǎn)，連線如圖所示，由圖可求出電阻R＝4.6104 Ω. (3)由可得：代入數(shù)據(jù)可求得：ρ＝49 Ωm. (4)因R》R滑，故應(yīng)采用內(nèi)接法分壓式電路，電路圖及實(shí)物圖如圖所示： 答案：(1)3.075 (2)圖見解析 4.6104 (3) (4)圖見解析 6.【解析】（1）電阻值等于指針讀數(shù)乘以選擇開關(guān)倍數(shù)，則R＝200 Ω. （2）因?yàn)闉榱藴p小測(cè)量誤差，應(yīng)該選擇電流表外接，又因滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值，其限流能力差，應(yīng)該使滑動(dòng)變阻器分壓接入電路，因此實(shí)驗(yàn)電路圖及實(shí)物電路圖如圖所示. （3）由多用電表直流電壓擋接在電源正負(fù)極間，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電源一定好；接在變阻器電阻絲的兩端，電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電源與變阻器的連接導(dǎo)線是完好的；接在電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明變阻器與電流表“+”接線柱之間的連接及電壓表“-”接線柱與電源、電阻間的連接是完好的，那么可能是連接電流表和電壓表之間的導(dǎo)線發(fā)生斷路，使電表無讀數(shù). （4）根據(jù)歐姆定律因此U-I圖線的斜率大小表示待測(cè)電阻阻值.因?yàn)槭请娏鞅硗饨?，電流表讀數(shù)偏大，則電阻測(cè)量值小于真實(shí)值. 答案：（1）200 (2)見解析 （3）電流表和電壓表 （4）斜率 ＜ 7.【解析】(1)要測(cè)出電壓表的電阻，需知道流過電壓表的電流，但題目中無電流表，所以可考慮電壓表的反常規(guī)使用.將待測(cè)電壓表當(dāng)做電流表與定值電阻串聯(lián)，測(cè)出它們串聯(lián)后的總電壓，從而計(jì)算出流經(jīng)V1的電流，即可求得待測(cè)電壓表的電阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示. （2）R1與電壓表V1串聯(lián)，由分壓特點(diǎn)：所以電壓表V1的內(nèi)阻U1為電壓表V1的示數(shù)，U2為電壓表V2的示數(shù). 答案：（1）見解析圖 （2） U1為電壓表V1的示數(shù)，U2為電壓表V2的示數(shù)