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1、2022屆高考物理二輪復習 專題六 物理實驗 考點2 電學實驗限時集訓
1.(2018·武昌區(qū)調(diào)研)測量一干電池組的電動勢和內(nèi)阻所用器材如下。連線圖如圖6-2-15甲所示:
A.電流表A:量程0~100 mA、內(nèi)阻為16.0 Ω
B.電壓表V:量程0~3 V、內(nèi)阻約為30 kΩ
C.干電池組E:電動勢待測、內(nèi)阻待測
D.滑動變阻器R:0~10 Ω
E.定值電阻R0:阻值為4.0 Ω
F.單刀單擲開關(guān)S,導線若干
實驗時測量出電流表A的示數(shù)I和電壓表V的示數(shù)U,用對應的數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的U—I圖象,利用圖象可求出該干電池組的電動勢為E=________V、內(nèi)阻為r=______
2、 Ω。
圖6-2-15
小電珠L的額定電壓為3.8 V,現(xiàn)已測出其伏安特性曲線如圖丙所示,它的額定電功率P額=______W。將L接在上面所測干電池組的兩極上并接通電路,則L消耗的實際電功率P=______W。
解析 根據(jù)題圖甲中電路,電流表并聯(lián)一阻值為4.0 Ω的定值電阻,相當于把電流表量程擴大為原來的5倍。由閉合電路歐姆定律可得
E=U+5Ir,變化為U=E-5rI,對照由實驗得到的U-I,圖線可知,圖線在縱軸的截距等于電池組的電動勢,E=3.0 V,圖線斜率的絕列值10=5r,解得內(nèi)阻r=2.0 Ω。小電珠L的額定電壓為3.8 V,對應的電流為2.4 A,小電珠的額定
3、電功率P額=UI=3.8 V×2.4 A=9.12 W。在題圖丙中作出干電池組的伏安特性曲線,如圖所示,兩圖線交點的縱、橫坐標乘積即為小電珠消耗的實際電功率P=0.8×1.1 W=0.88 W。
答案 3.0 2.0 9.12 0.88
2.(2018·濟寧二模)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)電阻器(NTC),正溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而增大,負溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減小。某實驗小組選用下列器材探究某一熱敏電阻Rx的導電特性。
A.電流表A1(量程10 mA,內(nèi)阻r1=1 Ω)
B.電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻r2約為0.5 Ω)
C.
4、滑動變阻器R1(最大阻值200 Ω)
D.滑動變阻器R2(最大阻值20 Ω)
E.定值電阻R3(阻值1 499 Ω)
F.定值電阻R4(阻值149 Ω)
G.電源E(電動勢15 V,內(nèi)阻忽略)
H.開關(guān)與導線若干
(1)實驗采用的電路圖如圖甲所示,則滑動變阻器選________,定值電阻R選________。(填儀器前的字母序號)
圖6-2-16
(2)該小組根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出熱敏電阻的U-I圖象如圖乙所示,請分析說明該曲線對應的是________熱敏電阻。(選填“PTC”或“NTC”)。
(3)若將此熱敏電阻直接接到一電動勢為9 V,內(nèi)阻10 Ω的電源兩端,則此時該熱敏電
5、阻的阻值為________ Ω。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析 (1)本實驗研究熱敏電阻Rx的導電特性,測量范圍盡可能大,因此采用了分壓電路,為便于調(diào)節(jié),滑動變阻器選用R2。因電源電動勢為15 V,因此可粗略計算定值電阻阻值R=-r1=1 499 Ω。故選R3。
(2)由圖象可知該電阻元件的電阻隨電流增大而減小,因此該熱敏電阻為NTC。
(3)在乙圖中作出電源的U-I圖象,兩圖象的交點為I=0.1 A,U=8.0 V。因此熱敏電阻的阻值為Rx==80.0 Ω。
答案 (1)D E (2)NTC (3)80.0 Ω
3.為了測量某電池的電動勢E和內(nèi)阻r,采用如圖6-2-17甲所示的電路
6、,其中定值電阻R0=5.0 Ω,電壓表V1內(nèi)阻約為5.0 kΩ。實驗中,移動滑動變阻器滑片,測出電壓表V1和V2的多組U1、U2數(shù)據(jù),記錄的數(shù)據(jù)如下表所示:
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
U1/V
0.50
1.00
1.50
1.70
2.00
2.50
U2/V
8.45
7.90
7.60
7.13
6.80
6.27
圖6-2-17
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在給定圖乙的坐標紙上畫出U2-U1的圖線;
(2)根據(jù)(1)中所畫圖線可得出該電源的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω;(結(jié)果保留兩位小數(shù))
(3
7、)為提高實驗的精確度,下列做法可行的是________。
A.適當減小R0可使內(nèi)阻測量值更接近真實值
B.適當增大R0可使內(nèi)阻測量值更接近真實值
C.將縱坐標改為U1+U2可以使電動勢測量值更接近真實值
D.將縱坐標改為U1+U2不能使電動勢測量值更接近真實值
解析 (1)先描點,后連線,舍去偏離連線較遠的點。
(2)對題圖甲電路,由閉合電路歐姆定律得,E=U1+U2+r,則U2=E-U1,由U2-U1圖象在縱軸截距等于電源電動勢,可得E=9.00 V,由圖象斜率大小k==1.1,解得內(nèi)阻r=0.50 Ω。
(3)適當減小R0,可減小電壓表V1內(nèi)阻的影響,可使電源內(nèi)阻的測量值更接
8、近真實值,選項A正確,B錯誤。將縱坐標改為U1+U2,不能使電動勢測量值更接近真實值,選項D正確,C錯誤。
答案 (1)如圖所示
(2)9.00(8.95~9.05) 0.50(0.27~0.65) (3)AD
4.理想電壓表內(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
9、若干
(1)利用以上器材設計如圖甲所示測量電路,請你按圖示電路將實驗儀器連接起來;
圖6-2-18
(2)請寫出按該電路測量電壓表V1內(nèi)阻Rv的表達式,并指出表達式中各物理量的含義________________________________________________________________________;
(3)在正確連接電路后,閉合開關(guān)S,不斷地調(diào)節(jié)滑動變阻器R1滑片的位置,記錄多組電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2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。
解析 由并聯(lián)電路兩端電壓相等可知,定值電阻
10、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,圖象斜率k=1.5=1+則Rv=2 960 Ω。
答案 (1)如圖
(2)Rv=R0 U1為待測電壓表V1的示數(shù),U2為電壓表V2的示數(shù),R0為定值電阻阻值
(3)2 960
5.圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5
11、個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋。
圖6-2-19
(1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是________________(填正確答案標號)。
A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=________ Ω,R4=________
12、Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”連接的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”連接的,則讀數(shù)為 ________;若此時B端是與“5”連接的,則讀數(shù)為________。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
解析 (1)與歐姆表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。
(2)R6是可變電阻,它的作用就是歐姆表調(diào)零的作用,也就是使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。
(3)換擋開關(guān)接2時,是量程較小的電流表,所以R1+R2==160 Ω;換擋開關(guān)接4時,是量程較小的電壓表,這時表頭與R1、R2并聯(lián)組成新表頭,新表頭的
13、內(nèi)阻r==120 Ω,新表頭的量程是1 mA,所以R4= -r= Ω-120 Ω=880 Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”連接的,測量時多用表是量程為2.5 mA的電流表,則多用電表讀數(shù)為1.47 mA;若此時B端是與“3”連接的,此時多用表是歐姆×100 Ω擋,則讀數(shù)為1.10×103 Ω;若此時B端是與“5”連接的,量程為5 V電壓表,則讀數(shù)為2.95 V。
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.95 V
6.某同學利用如圖6-2-20(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 μA
14、,內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻??墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器R1,R2(其中一個阻值為20 Ω,另一個阻值為2 000 Ω):電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω);電源E(電動勢約為1.5 V);單刀雙擲開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。
圖6-2-20
(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值為________ Ω(填“20或“2 000”)
②為了保護微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中的滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。
③將電阻箱R
15、z的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。將R1的滑片置于適當位置,再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”。)
④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將R2的阻值置于2 601.0 Ω,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為________ Ω(結(jié)果保留到個位)。
(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:________。
解析 實物連線如圖:
(2)①滑動變阻器R1要接成分壓電器,則要選擇阻值較小的20 Ω的滑動變阻器;
②為了
16、保護微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的左端對應的位置;
③將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1 ;將R1的滑片置于適當位置,再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置;最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前后在BD中無電流流過,可知B與D所在位置的電勢相等;
④設滑片P兩側(cè)電阻分別為R21和R22,因B與D所在位置的電勢相等,可知:=;同理當Rz和微安表對調(diào)時,仍有:=;聯(lián)立兩式解得:RA===2 550 Ω。
(3)為了提高測量精度,調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程。
答案 (1)連線見解析圖
(2)①20?、谧蟆、巯嗟取、? 550
(3)調(diào)節(jié)R1的分壓,盡可能使微安表接近滿量程