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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專(zhuān)題五 物理實(shí)驗(yàn) 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)演練知能提升 1．(xx長(zhǎng)沙一模)實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖甲所示． 供選擇的儀器如下： ①待測(cè)電流表G1(0～5 mA，內(nèi)阻約300 Ω)； ②電流表G2(0～10 mA，內(nèi)阻約100 Ω)； ③定值電阻R1(300 Ω)； ④定值電阻R2(10 Ω)； ⑤滑動(dòng)變阻器R3(0～1 000 Ω)； ⑥滑動(dòng)變阻器R4(0～20 Ω)； ⑦干電池(1.5 V)； ⑧開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干． (1)定值電阻應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______．(在空格內(nèi)填寫(xiě)序號(hào)) (2)用連線連接如圖乙所示的實(shí)物圖． (3) 測(cè)量多組電流表G1、G2的讀數(shù)I1、I2，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．根據(jù)I2－I1圖線的斜率k及定值電阻(選定)，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式________________． 解析：(1)根據(jù)電路的原理圖，定值電阻應(yīng)適當(dāng)大一些，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，應(yīng)選用阻值適當(dāng)小一些的，故定值電阻選③，滑動(dòng)變阻器選⑥. (2)實(shí)物連線如圖所示，連線時(shí)要注意電表的正負(fù)接線柱不能接反． (3)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1. 答案：(1)③?、蕖?(2)見(jiàn)解析圖　(3)r1＝(k－1)R1 2.(xx臺(tái)州一模)(1)某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的直徑，如圖所示，直徑d為_(kāi)_______mm. (2)該同學(xué)用多用電表測(cè)量其電阻阻值約為5 Ω，現(xiàn)用伏安法進(jìn)一步精確測(cè)量其電阻，備有以下器材： 直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約4.5 V，內(nèi)阻很??； 直流電流表A1：量程0～3 A，內(nèi)阻約0.025 Ω； 直流電流表A2：量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω； 直流電壓表V：量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值為50 Ω； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干． ①在可選擇的器材中應(yīng)選用的電流表是________．(選填“A1”或“A2”) ②僅從實(shí)驗(yàn)原理上看實(shí)驗(yàn)電路電阻的測(cè)量值________真實(shí)值．(選填“大于”“小于”或“等于”) ③如圖所示實(shí)物連接圖，還有兩根導(dǎo)線沒(méi)有連接，請(qǐng)補(bǔ)充完整． 解析：(1)讀數(shù)為4 mm＋48.70.01 mm＝4.487 mm. (2)①流過(guò)電流表的最大電流為Imax＝ A＝0.6 A，故電流表選A2. ②因?yàn)楸粶y(cè)電阻較小，電流表應(yīng)外接，由于電壓表的分流，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值． ③電路可采用限流式，電流表外接． 答案：(1)4.487(0.002)　(2)①A2　②小于 ③如圖所示 3．(xx舟山模擬)為測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5 V，內(nèi)阻約1.0 Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室備有電流計(jì)G(滿(mǎn)偏電流為3 mA，內(nèi)阻為25 Ω)、定值電阻R0＝0.126 Ω、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及以下器材： A．量程0～3 V，內(nèi)阻約1 000 Ω的電壓表 B．量程0～15 V，內(nèi)阻約1 500 Ω的電壓表 C．總阻值為10 Ω、額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 D．總阻值為100 Ω、額定電流為1 A的滑動(dòng)變阻器 (1)因電流計(jì)量程太小，需將R0與電流計(jì)________以擴(kuò)大量程． (2)電壓表應(yīng)選擇________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________．(填代號(hào)) (3)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)電路圖． (4)根據(jù)所畫(huà)出的電路圖，分析引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是 ________________________________________________________________________． 解析：本題中給出了電壓表，雖沒(méi)有電流表，但給了電流計(jì)，且內(nèi)阻已知，同時(shí)還給出了定值電阻，因此需考慮將電流計(jì)改裝成電流表，即將電流計(jì)與定值電阻并聯(lián)，然后用伏安法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可畫(huà)出電路圖；根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的大約值，可選擇使用量程為3 V的電壓表；又因?yàn)殡娫磧?nèi)阻很小，若滑動(dòng)變阻器的總阻值遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，則在減小滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，開(kāi)始電壓表示數(shù)幾乎不變，最后電壓表和電流表會(huì)突然變化，造成讀數(shù)誤差很大，故應(yīng)選用總阻值為10 Ω的滑動(dòng)變阻器；本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用，使得改裝后的電流表測(cè)得的電流偏小(讀數(shù)只是通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流)，造成測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏?。? 答案：(1)并聯(lián)　(2)A　C (3)如圖所示　 (4)由于電壓表的分流作用造成改裝后電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小 4．(xx高考廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蓚€(gè)未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1 Ω)、定值電阻等． 甲 　　　 　　　　　 乙　　　　　　　　丙 (1)使用多用電表粗測(cè)元件X的電阻，選擇“1”歐姆擋測(cè)量，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為_(kāi)_______Ω，據(jù)此應(yīng)選擇圖中的________(填“乙”或“丙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)． (2)連接所選電路，閉合S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸________(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實(shí)驗(yàn)． (3)圖丁是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U－I圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件． 丁 戊 (4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21 Ω的定值電阻，測(cè)量待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，電路如圖戊所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開(kāi)S2，讀數(shù)為1.00 V．利用圖丁可算得E＝________V，r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)． 解析：(1)用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，電阻值＝示數(shù)倍率，故X的讀數(shù)為10.01 Ω＝10.0 Ω，由于＜或RX?RV，故用伏安法測(cè)元件X的電阻時(shí)，電流表應(yīng)外接，故選圖乙電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．(2)滑片P從左向右滑動(dòng)過(guò)程中，元件X兩端的電壓越來(lái)越大，電流越來(lái)越大，故電流表示數(shù)逐漸增大．(3)由U－I圖線可知Y是非線性元件．(4)由(3)中的U－I圖線，可知線性元件的電阻RX＝10.0 Ω，當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，回路中的電流I1＝＝0.30 A，當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，回路中的電流I2＝＝0.10 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝I1(RX＋r)，E＝I2(RX＋R＋r)，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得E≈3.2 V，r＝0.50 Ω. 答案：(1)10.0　乙　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50 5．(xx高考福建卷)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接． (1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)從零開(kāi)始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； 　　　 　 　　　　　　 甲　　　　　　　　　　 乙 丙 (2)某次測(cè)量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_(kāi)_______A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_(kāi)_______W(保留兩位小數(shù))． 解析：(1)電流表示數(shù)要從零開(kāi)始逐漸增大，滑動(dòng)變阻器要用分壓接法，如圖1所示． 圖1 (2)電流表示數(shù)為0.44 A. (3)當(dāng)外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時(shí)R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過(guò)圖象可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過(guò)每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖2所示，圖線的交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)分別為U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W，P總＝nP＝0.574 W＝2.28 W. 圖2 答案：(1)見(jiàn)解析　(2)0.44　(3)4　2.28 6．(xx江西八校聯(lián)考)(1)某研究小組的同學(xué)為了測(cè)量某一電阻Rx的阻值，甲同學(xué)先用多用電表進(jìn)行粗測(cè)．使用多用電表歐姆擋時(shí)，將選擇開(kāi)關(guān)置于合適的擋位后，必須先將兩表筆短接，再進(jìn)行________，使指針指在歐姆刻度的“0”處．若該同學(xué)將選擇旋鈕置于“1”位置，指針在刻度盤(pán)上停留的位置如圖甲所示，則所測(cè)量的電阻值為_(kāi)_______Ω. (2)為進(jìn)一步精確測(cè)量該電阻，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上擺放有以下器材： A．電流表(量程15 mA，內(nèi)阻未知) B．電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻未知) C．電阻箱(最大電阻99.99 Ω) D．電阻箱(最大電阻999.9 Ω) E．電源(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻1 Ω) F．單刀單擲開(kāi)關(guān)2只 G．導(dǎo)線若干 乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖如圖乙所示，現(xiàn)按照如下實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)： ①調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R1，僅閉合S1，使電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I； ②調(diào)節(jié)電阻箱，保持開(kāi)關(guān)S1閉合，閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表讀數(shù)仍為I. a．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)器材規(guī)格可知，電流表應(yīng)選擇________，電阻箱應(yīng)選擇 ________.(填器材前字母) b．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，待測(cè)電阻Rx＝________(用題目所給測(cè)量量表示)． (3)利用以上實(shí)驗(yàn)電路，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，可測(cè)量出電流表的內(nèi)阻RA，丙同學(xué)通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了－R圖象如圖丙所示．若圖象中縱軸截距為1 A－1，則電流表內(nèi)阻RA＝________Ω. 解析：(1)在使用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，換擋必進(jìn)行歐姆調(diào)零．所測(cè)電阻值為18.0 Ω.(2)因電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，要求電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)，故電流表選用A，電阻箱選用D.根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)和閉合電路歐姆定律，對(duì)步驟①可得：E＝I(r＋R1＋Rx)；對(duì)步驟②可得：E＝I(r＋R2)，聯(lián)立可得：Rx＝R2－R1.(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)和閉合電路歐姆定律，E＝I(r＋R＋RA)，可得：＝＋R，即＝1 A－1，RA＝2 Ω. 答案：(1)歐姆調(diào)零　18.0　(2)a.A　D　b．R2－R1　(3)2 7．(xx慈溪質(zhì)檢)在物理課外活動(dòng)中，劉聰同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖．已知選用的電流表內(nèi)阻Rg＝10 Ω、滿(mǎn)偏電流Ig＝10 mA，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)為量程250 V的電壓表．該多用電表表盤(pán)如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值沒(méi)有標(biāo)出． 甲 (1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______；選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______． (2)為了測(cè)該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)，劉聰同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： ①將選擇開(kāi)關(guān)接2，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿(mǎn)偏． ②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時(shí)電阻箱如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為_(kāi)_______Ω. ③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V．(保留2位有效數(shù)字) (3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.(保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)選擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)，多用電表是量程為10 mA的電流表，讀數(shù)為6.9 mA.選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)，多用電表是量程為250 V的電壓表，電壓表讀數(shù)為173 V. (2)②電阻箱作為被測(cè)量電阻，歐姆表指針?biāo)傅木褪潜粶y(cè)量的電阻值，電阻箱示數(shù)為150 Ω，所以C處刻度應(yīng)為150 Ω. ③設(shè)歐姆表內(nèi)阻為R.(R＝電流表內(nèi)阻＋電源內(nèi)阻＋調(diào)零電阻)兩表筆短接時(shí)，電流表滿(mǎn)偏電流Ig＝， 兩表筆間接入150 Ω電阻箱時(shí)，電流表指針指到C處，則半偏電流＝， 從而得到歐姆表內(nèi)阻為R＝150 Ω， 所以電動(dòng)勢(shì)E＝IgR＝1.5 V. (3)圖乙所示的電流值I＝6.9 mA，I＝ 可解得Rx＝67 Ω. 答案：(1)6.9 mA　173 V(172～174 V間均可) (2)②150　③1.5　(3)67