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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 高考物理實(shí)驗(yàn) 第12講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)提升訓(xùn)練 1.(xx中山二模)某同學(xué)在測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻R0，步驟如下： (1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______mm。 圖1 (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為_(kāi)_______mm。 (3)用多用電表的電阻“10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖2，則該電阻的阻值約為_(kāi)_______Ω。 圖2 (4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下： 待測(cè)圓柱體電阻R 電流表A1(量程0～4 mA，內(nèi)阻約50 Ω) 電流表A2(量程0～10 mA，內(nèi)阻約30 Ω) 電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約10 kΩ) 電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)組約25 kΩ) 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻不計(jì)) 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～15 Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0 A) 滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～2 kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5 A) 開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干 為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。 解析　(1)50 mm＋30.05 mm＝50.15 mm。 (2)4.5 mm＋20.00.01 mm＝4.700 mm。 (3)2210 Ω＝220 Ω。 (4)電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，所以電壓表選用V1，通過(guò)待測(cè)電阻的電流最大值約為I＝＝ A≈10 mA，所以電流表選用A2；因＞，所以電流表采用外接法；為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，且能測(cè)得多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器圖應(yīng)該采用分壓式接法，變阻器若采用R2，不便于調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用R1，電路圖如圖所示。 答案　(1)50.15　(2)4.700　(3)220　(4)見(jiàn)解析 2.(xx浙江理綜，22)圖3是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖。 圖3 圖4 (1)根據(jù)圖3畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖； (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖4中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④________。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為_(kāi)_______和________。 解析　(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。 (2)電流表量程為0.6 A時(shí)，最小刻度為0.02 A，讀數(shù)讀到小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以①表示數(shù)為0.10 A，②表示數(shù)為0.24 A；電壓表量程為3 V，最小刻度為0.1 V，應(yīng)估讀到0.01 V，所以③表示數(shù)為2.00 V，④表示數(shù)為0.27 V，根據(jù)歐姆定律R1＝＝＝8.3 Ω，R2＝＝ Ω＝2.7 Ω。 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)①0.10 A(0.100.02均可) ②0.24 A(0.240.02均可)?、?.00 V(2.000.02均可)　④0.27 V(0.270.02均可)；8.3 Ω(8.30.2均可)　2.7 Ω(2.70.2均可) 3.(xx寧波市高三模擬)現(xiàn)有一特殊的電池，其電動(dòng)勢(shì)E約為9 V，內(nèi)阻r在35 Ω～55 Ω范圍，最大允許電流為50 mA。為測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用圖5甲的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中電壓表看做理想電表；R為電阻箱，阻值范圍為0～9 999.9 Ω；R0為定值電阻。 圖5 (1)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀出電壓表的示數(shù)U，再改變電阻箱阻值，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，然后作出有關(guān)物理量的線性圖象，如圖乙所示，由圖可求得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 a.請(qǐng)寫(xiě)出該線性圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式________。(用字母E、r、U、R、R0表示) b.請(qǐng)標(biāo)明圖乙中兩個(gè)坐標(biāo)軸所表示的物理量，橫坐標(biāo)________，縱坐標(biāo)________。 (2)根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E為_(kāi)_______V，內(nèi)電阻r為_(kāi)_______Ω。 解析　(1)a.由閉合電路歐姆定律E＝(r＋R0＋R)，經(jīng)變換得＝＋。 b.自變量為，因變量。 (2)由＝＋及題圖乙知，縱截距為＝0.1，所以E＝10 V；斜率為＝≈4.6，所以r＝46 Ω。 答案　(1)a.＝＋　b.　 (2)10　46(44～48) 4.LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測(cè)定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，已知該燈正常工作時(shí)電阻大約為500 Ω，電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。 實(shí)驗(yàn)室提供的器材有 A.電流表A1(量程為50 mA，內(nèi)阻RA1約為3 Ω) B.電流表A2(量程為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(dòng)變阻器R(0～20 Ω) F.電壓表V(量程0～12 V，內(nèi)阻RV＝1 kΩ) G.蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻很小) H.開(kāi)關(guān)S (1)部分電路原理圖如圖6所示，請(qǐng)選擇合適的器材，電表1為_(kāi)_______，電表2為_(kāi)_______，定值電阻為_(kāi)_______。(填寫(xiě)器材前的字母編號(hào)) 圖6 (2)將電路圖(圖6)補(bǔ)充完整。 (3)寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx＝________(用已知量和測(cè)量量表示)，當(dāng)表達(dá)式中的________(填字母)達(dá)到________，記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式，其結(jié)果為L(zhǎng)ED燈正常工作時(shí)的電阻。 解析　(1)電表2與定值電阻串聯(lián)，應(yīng)是電流表，根據(jù)電流表示數(shù)可得LED兩端的電壓，由于電流表A1阻值未知，所以電表2選用A2，定值電阻R1阻值太小，因此定值電阻應(yīng)選用R2；電流表A1量程太大，電壓表內(nèi)阻已知，可以當(dāng)電流表使用，所以電表1選用電壓表。 (3)電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I2，＝I2＋，可得Rx＝；當(dāng)I2(R2＋RA2)＝3 V，即I2＝1.5 mA時(shí)LED燈正常工作，Rx的值為L(zhǎng)ED燈正常工作時(shí)的電阻。 答案　(1)F；B；D　(2)如圖所示　(3)；I2；1.5 mA 5.(xx安徽理綜，21，Ⅱ)某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿偏電流為100 μA、內(nèi)阻為2 500 Ω的表頭，一個(gè)開(kāi)關(guān)，兩個(gè)電阻箱(0～999.9 Ω)和若干導(dǎo)線。 (1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為_(kāi)_______Ω。 (2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路如圖7所示，通過(guò)改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。 圖7 1 2 3 4 5 6 R(Ω) 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0 I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0 IR(V) 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20 ①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖8中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖8中，并畫(huà)出IR－I圖線； 圖8 ②根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是________V，內(nèi)阻r是________Ω。 解析　(1)要將電流表量程擴(kuò)大，需要并聯(lián)電阻，由并聯(lián)電路特點(diǎn)：IgRg＝(I－Ig)R并，將I＝50 mA，Ig＝100 μA，Rg＝2 500 Ω代入解得R并＝5.0 Ω。 (2)①作IR－I圖線，如圖所示。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路知，IR表示電源的路端電壓，I表示電路的電流，故IR－I圖線的縱軸截距即為電池的電動(dòng)勢(shì)，則E＝1.53 V，圖線斜率的絕對(duì)值即為電池的內(nèi)阻，則r＝||＝2.0 Ω。 答案　(1)并聯(lián)　5.0 (2)①如解析圖所示　②1.53　2.0 6.為測(cè)量某金屬絲的電阻率，現(xiàn)截取了其中的一段，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D，用多用電表粗測(cè)其電阻約為R。 (1)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對(duì)齊，圖9甲中讀出其長(zhǎng)度L＝________mm； (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑，圖乙中讀出其直徑D＝________mm； (3)選擇多用電表“10”擋粗測(cè)金屬絲的電阻，圖丙中讀出其電阻R＝________Ω。 圖9 (4)接著，該同學(xué)用伏安法盡可能精確地測(cè)出該金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬絲的電阻率。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有： A.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻不計(jì)) B.電流表A1(量程0～3 mA，內(nèi)阻約50 Ω) C.電流表A2(量程0～15 mA，內(nèi)阻約30 Ω) D.電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻10 kΩ) E.電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻25 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～15 Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0 A) G.滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～2 kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5 A) H.待測(cè)電阻絲Rx，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。(填題首字母) (5)在如圖10所示的實(shí)物上畫(huà)出連線(部分線已畫(huà)出)。 圖10 解析　(1)由刻度尺讀出長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝191.2 mm；(2)由螺旋測(cè)微器讀出其直徑為D＝0.5 mm＋18.00.01 mm＝0.680 mm；(3)由歐姆表讀出其阻值為R＝2210 Ω＝220 Ω；(4)最大電流約為 A＝18 mA，電流表選量程為0～15 mA的A2；由于最大電壓為4 V，電壓表選量程為0～3 V的V1；由于盡可能精確測(cè)量其阻值，要求電流、電壓值分布范圍大，滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接，選阻值較小的R1；(5)將待測(cè)電阻的阻值與所選電流表和電壓表的內(nèi)阻進(jìn)行比較可知，待測(cè)電阻為阻值較小的電阻，電流表外接，滑動(dòng)變阻器分壓式連接，實(shí)物連線圖如答圖所示。 答案　(1)191.2(191.1～191.6均可)　(2)0.680 (3)220 Ω　(4)C　D　F　(5)如圖所示