（通用版）2022年高考物理二輪復習 專題檢測（二十五）“分門別類”重溫基礎實驗——系統(tǒng)方法（含解析）

（通用版）2022年高考物理二輪復習 專題檢測（二十五）“分門別類”重溫基礎實驗系統(tǒng)方法（含解析）1(2018·全國卷)某同學組裝一個多用電表。可選用的器材有：微安表頭(量程100 A，內阻900 )；電阻箱R1(阻值范圍0999.9 )；電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 )；導線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋?；卮鹣铝袉栴}：(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值應取R1_，R2_。(保留到個位)解析：(1)微安表頭改裝成毫安電流表需要并聯(lián)一個小電阻，再把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個大電阻，電路如圖所示。(2)接a時改裝成量程為1 mA的電流表，有IgRg(IIg)R1，解得R1100 ；接b時改裝成量程為3 V的電壓表，有UIgRgIR2，解得R22 910 。答案：(1)見解析圖(2)1002 9102一只小燈泡標有“3.6 V，0.3 A”，某同學想研究它的燈絲電阻與溫度的關系。 (1)該同學先用多用電表的電阻擋“×1”倍率調零后，初測小燈泡冷態(tài)時的電阻，如圖所示，則冷態(tài)電阻為_。(2)實驗室提供導線和開關及下列器材：A電源E(電動勢為6.0 V) B電壓表V1(量程3 V，內阻約為2 k)C電壓表V2(量程5 V，內阻約為4 k)D電流表A1(量程0.6 A，內阻約為0.2 )E電流表A2(量程100 mA，內阻約為2 )F滑動變阻器R1(最大阻值為10 ，額定電流2 A)G滑動變阻器R2(最大阻值為100 ，額定電流1 A)為了便于調節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，電壓表、電流表和滑動變阻器分別應選_(填所選儀器前的字母序號)，并在虛線框內畫出電路圖。 (3)根據(jù)正確設計的實驗電路圖，測得電壓、電流，如表所示：電壓/V00.200.501.001.502.002.503.003.50電流/A00.0510.1050.1650.2050.2350.2600.2800.300實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而_(選填“增大”“減小”或“不變”)。若將此小燈泡與電動勢為3 V、內阻為1 的電源及阻值為9 的電阻串聯(lián)，則小燈泡的功率約為_W(保留兩位小數(shù))。解析：(1)冷態(tài)電阻由多用電表讀數(shù)可得：7×1 7 。(2)小燈泡額定電壓為3.6 V，故電壓表選擇量程為5 V的C；額定電流為0.3 A，則電流表選擇0.6 A量程的D；為了便于調節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻即可，故選擇F；被測電阻阻值較小，故采用電流表外接，電路圖如圖所示。(3)實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而增大。把定值電阻等效為電源內阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EUI(rR0)，U310I，作出電源的I­U圖像，如圖所示，電源圖像與小燈泡伏安特性曲線的交點坐標值是小燈泡的實際電壓與實際電流，由圖像可知，小燈泡兩端電壓為1.2 V，電流為0.18 A，小燈泡實際功率為PUI1.2×0.18 W0.22 W。答案：(1)7 (或7.0 )(2)C、D、F見解析圖 (3)增大0.223(2019屆高三·濟寧模擬)某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E、內阻r和電阻R1的阻值。實驗器材有：待測電源(電動勢為E，內阻為r)；待測電阻R1；電壓表V(量程1.5 V，內阻很大)；電阻箱R(099.99 )；開關S1；單刀雙擲開關S2；導線若干。(1)先測量電阻R1的阻值，請將該同學的操作補充完整。閉合S1，將S2切換到a，調節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R0和對應的電壓表示數(shù)U1；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b讀出電壓表的示數(shù)U2；電阻R1的表達式為R1_。(2)該同學已經(jīng)測得電阻R14.95 ，繼續(xù)測量電源電動勢E和內阻r的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的 ­圖線，則電源電動勢E_V，內阻r_(結果均保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知，R1兩端的電壓UU2U1，電流I，則由歐姆定律可知，R1R0。(2)在閉合電路中，電源電動勢：EUI(rR1)U(rR1)，變形可得：·，由題圖乙可知，縱軸截距為0.7 V1，即0.7 V1，解得：E1.43 V；圖像斜率k4.2，電源內阻rkER1(4.2×1.434.95)1.06 。答案：(1)R0(2)1.431.06(或1.05)4(2018·南平質檢)為測定待測電阻Rx的阻值(約為200 )，實驗室提供如下器材：電池組E：電動勢3 V，內阻不計；電流表A1：量程15 mA，內阻約為100 ；電流表A2：量程300 A，內阻為1 000 ；滑動變阻器R1：阻值范圍020 ，額定電流2 A；定值電阻R2：阻值為9 000 ，額定電流10 mA；定值電阻R3：阻值為200 ，額定電流0.1 A；開關S、導線若干。實驗中要求準確地測量Rx的阻值，請回答下列問題：(1)正確選取器材，在方框內畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標明所選器材的符號。(2)調節(jié)滑動變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是_mA，電流表A2的示數(shù)是_A，則待測電阻Rx的阻值是_(計算結果保留一位小數(shù))。(3)僅從實驗原理產生系統(tǒng)誤差的角度分析，Rx的測量值_(選填“>”“”或“<”)真實值。解析：(1)為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻串聯(lián)組成電壓表；改裝后電壓表量程應為3 V，則定值電阻阻值R9 000 ，故選定值電阻R2；滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法；由前述電流表A2的改裝方法，可求出改裝后的電壓表內阻為RV1 000 9 000 10 000 ，故電流表應采用外接法，電路圖如圖所示。(2)由題圖可知，電流表A1的示數(shù)為8.0 mA，電流表A2的示數(shù)是150 A；待測電阻兩端電壓UI2RV150×106×10 000 V1.5 V，測得待測電阻Rx 191.1 。(3)實驗中能同時準確地測量出Rx兩端的電壓和通過Rx的電流，所以僅從實驗原理產生系統(tǒng)誤差的角度分析，Rx的測量值真實值。答案：(1)見解析圖(2)8.0150191.1(3)5(2018·江蘇高考)一同學測量某干電池的電動勢和內阻。(1)圖1所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的數(shù)據(jù)見下表：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.75.95.34.53.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2方格紙上作出R­關系圖像。由圖像可計算出該干電池的電動勢為_V；內阻為_。(3)為了得到更準確的測量結果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調節(jié)電阻箱，當電流表的示數(shù)為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖3所示，則該干電池的電動勢應為_V；內阻應為_。解析：(1)在電學實驗中，連接電路時應將開關斷開，電阻箱的阻值調為最大，以確保實驗儀器、儀表的安全。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)，整理可得RrE·r，即R­圖像為直線。描點連線后圖像如圖所示。根據(jù)圖像可知r1.2 ，圖像的斜率為電動勢E，在R­圖像上取兩點(2,1.58)、(5,5.71)，則E V1.38 V。(3)題圖3的讀數(shù)為66×103 V，根據(jù)歐姆定律，得電流表的內阻rA 0.2 ，由EI(RrrA)得RE·(rrA)，R­ 圖像的斜率仍為電動勢E，即E1.38 V，而干電池的內阻應為rrrA1.0 。答案：(1)開關未斷開；電阻箱阻值為零。(2)見解析圖1.381.2(3)1.381.06在“測定金屬的電阻率”實驗中：(1)為了測量金屬絲的電阻Rx的阻值，實驗室提供如下實驗器材：A待測金屬絲Rx(約100 )B電動勢E6 V，內阻很小的直流電源C量程50 mA，內阻約為50 的電流表D量程0.6 A，內阻約為0.2 的電流表E量程6 V，內阻約為15 k的電壓表F最大阻值15 ，最大允許電流1 A的滑動變阻器G最大阻值15 k，最大允許電流0.5 A的滑動變阻器H開關一個，導線若干為了操作方便，且能比較精確地測量金屬絲的電阻值，電流表選用_，滑動變阻器選用_(填寫選用器材前的字母代號)；根據(jù)所選用的實驗器材，設計出測量電阻的甲、乙兩種電路，為盡可能減少實驗誤差，應采用圖_(選填“甲”或“乙”)；實驗中測得該金屬絲直徑為d，長度為L，接入電路后，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲的電阻率的表達式為_。(2)若另有一只待測電阻，用電流表內接和外接的測量結果不一致，有一位同學為了消除因電表內阻所帶來的系統(tǒng)誤差，他用兩只相同的電壓表，設計了如圖所示的測量電路。實驗操作步驟如下：按電路圖連接好實驗器材；閉合S1，斷開S2，讀出此時電壓表V1的示數(shù)U，電流表的示數(shù)I；再閉合S2，調節(jié)滑動變阻器R，使電流表的示數(shù)仍為I，此時讀出電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2。用測得的物理量表示待測電阻的阻值Rx_。解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過待測金屬絲的最大電流為Imax A60 mA，所以電流表應選用C；當滑動變阻器采用限流接法時，電路中需要的最大電阻為Rmax 360 ，顯然滑動變阻器應選用F，由于F的最大阻值比待測金屬絲的阻值小得多，所以應采用分壓接法。由上述分析可知，滑動變阻器應采用分壓接法，所以應采用題圖甲。根據(jù)R及R，可得。(2)當S2斷開時應有UI(RARx)，當S2閉合時應有U1IRAU2，解得Rx。答案：(1)CF甲(2)7.壓敏電阻由在壓力作用下發(fā)生形變進而導致電阻率發(fā)生變化的材料組成，為了探究某壓敏材料的特性，有人設計了如圖甲所示的電路，其中電源電動勢為3 V、內阻約為1 ，兩個電流表量程相同均為0.6 A，一個電流表內阻r已知，另外一個電流表內阻較小但阻值未知。(1)電路圖甲中哪個電流表的內阻r已知_(填“A1”或“A2”)。(2)在某一個壓力測試下，兩個電流表A1和A2的讀數(shù)分別為I1和I2，則壓敏電阻的阻值Rx_。(3)經(jīng)過測試獲得壓敏電阻的阻值和壓力的關系如圖乙所示，以豎直向下為正方向，則阻值和壓力的關系式是_。解析：(1)沒有電壓表，但內阻已知的電流表不僅可以測出通過自身的電流，還可當作電壓表使用，根據(jù)題圖甲判斷A1可作為電壓表測量壓敏電阻兩端的電壓，所以A1的內阻r已知。(2)壓敏電阻兩端的電壓為I1r，電流為I2I1，所以壓敏電阻的阻值Rx。(3)由題圖乙知圖像為一次函數(shù)圖像，根據(jù)數(shù)學知識可得Rx162F。答案：(1)A1(2)(3)Rx162F