2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破五 物理實(shí)驗(yàn) 第13講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)素能特訓(xùn)

電學(xué)實(shí)驗(yàn) 12020·南昌一模某同學(xué)在測(cè)量一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，其主要實(shí)驗(yàn)步驟為：用多用電表測(cè)量該合金絲的電阻用刻度尺測(cè)出合金絲的長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)出其直徑再用伏安法測(cè)合金絲的電阻回答下列問題：.用多用電表測(cè)量合金絲的電阻(1)開始選用“×10”倍率的電阻擋測(cè)量發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大，為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)撥至_倍率的電阻擋。(填“×1”或“×100”)(2)每次換擋后，需重新_，再進(jìn)行測(cè)量。(3)測(cè)量合金絲的電阻表的指針位置如圖1所示，則該合金絲的電阻測(cè)量值是_。.用伏安法測(cè)合金絲的電阻并得出電阻率(1)現(xiàn)有電源(4 V，內(nèi)阻可不計(jì))，滑動(dòng)變阻器(050 )，電流表(00.6 A，內(nèi)阻約0.125 )，電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k)，開關(guān)和導(dǎo)線若干。為了減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖2中的_。(選填“甲”或“乙”)(2)實(shí)驗(yàn)得到的合金絲電阻率測(cè)_合金絲的真實(shí)電阻率真。(選填“大于”“小于”或“等于”)答案.(1)×1(2)歐姆調(diào)零(3)7.0.(1)甲(2)小于解析.用×10擋，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明電阻阻值較小，應(yīng)該換用×1擋，換擋之后需要?dú)W姆調(diào)零，讀數(shù)為7.0 。.為了減小電流表的分壓作用，要選用甲。甲的電阻測(cè)量值偏小，由電阻定律公式可知，測(cè)<真。2. 2020·太原一模為測(cè)量電阻Rx(約600 )的阻值，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材有：A電流表(03 mA，內(nèi)阻Rg100 )B電流表(010 mA，內(nèi)阻未知)C定值電阻R1(300 )D定值電阻R2(30 )E滑動(dòng)變阻器R(020 )F直流電源(E3 V，內(nèi)阻不計(jì))G開關(guān)S及導(dǎo)線若干某同學(xué)用圖(a)的電路進(jìn)行測(cè)量，回答下列問題：(1)定值電阻應(yīng)選擇_(選填“R1”或“R2”)。(2)按圖(a)的電路將圖(b)的實(shí)物連成實(shí)驗(yàn)電路(圖中已畫出部分電路)。(3)實(shí)驗(yàn)中，正確接入定值電阻后，閉合開關(guān)S，多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，分別記錄電流表、電流表的示數(shù)I1、I2如下表：I1/mA0.921.261.752.122.522.98I2/mA3.004.025.606.808.049.60在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k_。(保留兩位有效數(shù)字)(4)根據(jù)圖線求得Rx_。(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)R1(2)如圖(b)所示(3)如圖(c)所示；3.2(4)5.6×102解析(1)按圖(a)可知，電流表G滿偏時(shí)并聯(lián)部分的電壓為UIg(RgRx)3×103(100600) V2.1 V，而R定300 ，因此定值電阻應(yīng)選擇R1；(2)連接電路實(shí)物圖時(shí)注意電流由電流表正接線柱流入，負(fù)接線柱流出。電流表A的負(fù)接線柱連接滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端接線柱；(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖線中找出兩點(diǎn)，計(jì)算出斜率k3.2；(4)由串并聯(lián)規(guī)律可知：I2(1)I1，由(3)得：13.2Rx560 。32020·廊坊質(zhì)監(jiān)某同學(xué)要用電阻箱和電壓表測(cè)量某水果電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，考慮到水果電池組的內(nèi)阻較大，為了提高實(shí)驗(yàn)的精度，需要測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)室中恰好有一塊零刻度在中央的雙向電壓表，該同學(xué)便充分利用這塊表，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)該電壓表的內(nèi)阻的測(cè)量，又能利用該表完成水果電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量。他用到的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)水果電池組(電動(dòng)勢(shì)約4 V，內(nèi)阻約50 )、雙向電壓表(量程為2 V，內(nèi)阻約為2 k)、電阻箱(09999 )、滑動(dòng)變阻器(0200 )、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)及若干導(dǎo)線。(1)該同學(xué)按如圖所示電路圖連線后，首先利用半偏法測(cè)出了電壓表的內(nèi)阻。請(qǐng)完善測(cè)量電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：將R2的滑片滑至最左端，將S撥向1位置，將電阻箱R1阻值調(diào)為0；調(diào)節(jié)R2的滑片，使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏；保持_不變，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)達(dá)到_；讀出電阻箱的阻值，記為R1，則電壓表的內(nèi)阻RV_。(2)若測(cè)得電壓表內(nèi)阻為2 k，可分析此測(cè)量值應(yīng)_真實(shí)值。(填“大于”“等于”或“小于”)(3)接下來測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：將開關(guān)S撥至_(填“1”或者“2”)位置，將R2的滑片移到最_端，不再移動(dòng)；調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)達(dá)到一合適值，記錄電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值；重復(fù)第二步，記錄多組電壓表的示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值。(4)若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R，作出圖象。則可消除系統(tǒng)誤差，如圖所示，其中橫軸截距為b，斜率為k，則電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：_，內(nèi)阻的表達(dá)式為：_。答案(1)R2半偏(或1 V)R1(2)大于(3)2左(4)解析(1)開關(guān)擲向1，電阻箱調(diào)零，調(diào)節(jié)滑片位置使電壓表滿偏2 V；然后保持滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表半偏即1 V，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律確定電壓表內(nèi)阻RVR1。(2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值由零開始增大到R1時(shí)，電路總電阻增大，路端電壓增大，即電壓表所在支路兩端電壓大于2 V；而電壓表兩端電壓為1 V，則電阻箱兩端電壓大于1 V，由串聯(lián)分壓原理可知，電壓表內(nèi)阻測(cè)量值(電阻箱示數(shù))大于電壓表實(shí)際內(nèi)阻，故測(cè)量值偏大。(3)用電阻箱和電壓表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中，電壓表測(cè)量電源的路端電壓，故開關(guān)應(yīng)擲于2位置，滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端。(4)由閉合電路歐姆定律可知，路端電壓U·R··()，由題意知，k，b，解得：E，r。42020·衡水一調(diào)二極管是一種半導(dǎo)體元件，它的符號(hào)為“”，其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦?。電流從正極流入時(shí)電阻比較小。而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大。(1)某課外興趣小組想要描繪某種晶體二極管的伏安特性曲線，因二極管外殼所印的標(biāo)識(shí)模糊，為判斷該二極管的正、負(fù)極，他們用多用電表電阻擋測(cè)二極管的正、反向電阻。其步驟是：將選擇開關(guān)旋至合適倍率，進(jìn)行歐姆調(diào)零。將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí)，指針偏角比較小。然后將紅、黑表筆位置對(duì)調(diào)后再進(jìn)行測(cè)量，指針偏角比較大，由此判斷_ (填“左”或“右”)端為二極管的正極。(2)廠家提供的伏安特性曲線如圖，為了驗(yàn)證廠家提供的數(shù)據(jù)，該小組對(duì)加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了描繪，可選用的器材有：A直流電源E：電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)B滑動(dòng)變阻器R：020 C電壓表V1：量程5 V，內(nèi)阻約50 kD電壓表V2：量程3 V，內(nèi)阻約20 kE電流表A：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.5 F電流表mA：量程50 mA，內(nèi)阻約5 G待測(cè)二極管DH單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_。(填寫各器材前的字母代號(hào))(3)為了達(dá)到測(cè)量目的，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。答案(1)右(2)DF(3)如圖解析(1)電流從紅表筆流入，黑表筆流出，由于歐姆擋的電源在表內(nèi)，因此，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極。當(dāng)黑表筆接觸二極管左端，紅表筆接右端時(shí)，指針偏角較小，讀數(shù)很大，將紅、黑表筆對(duì)調(diào)后，再測(cè)，指針偏角較大，讀數(shù)很小，正向?qū)?，所以右端為二極管的正極。(2)對(duì)加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行描繪，由于電源電動(dòng)勢(shì)3 V，因此電壓表應(yīng)選用V2，應(yīng)選D。從廠家提供的伏安特性曲線圖可知，正向電流最大30 mA左右，因此電流表應(yīng)選F。(3)為達(dá)到測(cè)量二極管伏安特性曲線的目的，滑動(dòng)變阻器必須用分壓式，由廠家提供的伏安特性曲線可知，R50 ，與電壓表V2電阻20 k比較是小電阻，應(yīng)用電流表的外接。52020·廈門質(zhì)監(jiān)某物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)過程中，用伏安法研究某種小燈泡L1(6 V2.5 W)的伏安特性曲線，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，要求多次測(cè)量，盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，備有下列器材：A直流電源B電壓表VC電流表AD滑動(dòng)變阻器R1(020 ，5 A)E滑動(dòng)變阻器R2(0200 ，1 A)F開關(guān)與導(dǎo)線若干請(qǐng)回答以下問題：(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_(填選項(xiàng)前的字母)。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物圖連接完整。(3)開關(guān)S閉合之前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于_。(選填“A端”、“B端”或“AB中間”)(4)如圖丙所示為該種小燈泡的U­I圖象，現(xiàn)將兩個(gè)這種小燈泡L1、L2與一個(gè)阻值為5 的定值電阻R連成如圖丁所示的電路，電源的內(nèi)阻為r2.5 ，開關(guān)S閉合后，小燈泡L1與定值電阻R的電功率恰好均為P，則P_W，電源的電動(dòng)勢(shì)E_V。答案(1)D(2)如圖所示(3)A端(4)0.26解析(1)繪制伏安特性曲線，要求小燈泡兩端電壓由零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式電路，因此選擇阻值較小的滑動(dòng)變阻器，選D。(2)小燈泡電阻較小，測(cè)量電路采用電流表外接。(3)為確保閉合開關(guān)時(shí)，小燈泡兩端電壓最小，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于A端。(4) L1與電阻R并聯(lián)，電壓相等、功率相等，故此時(shí)小燈泡L1的電阻為5 ，由伏安特性曲線可知，此時(shí)小燈泡L1兩端電壓為1 V，通過的電流為0.2 A，所以功率PUI0.2 W；由并聯(lián)電路知識(shí)可知，通過L2的電流為0.4 A，由伏安特性曲線可知，L2兩端電壓為4 V；故電路的路端電壓為5 V；由閉合電路歐姆定律UEIr可知，EUIr5 V0.4×2.5 V6 V。62020·江西質(zhì)檢(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，指針在刻度盤上停留的位置如圖甲所示，則所測(cè)量的值為_。(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 )D電阻箱(最大電阻999.9 )E電源(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻1 )F單刀單擲開關(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)：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；調(diào)節(jié)電阻箱，保持開關(guān)S1閉合，閉合開關(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 A1，則電流表內(nèi)阻RA_。答案(1)歐姆調(diào)零18.0(2)ADR2R1(3)2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 。(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)步驟可得：EI(rR1Rx)；對(duì)步驟可得：EI(rR2)，聯(lián)立可得：RxR2R1。(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)和閉合電路歐姆定律，EI(rRRA)，可得：R，即1 A，RA2 。72020·鄭州質(zhì)監(jiān)為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制。光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)。(1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。由圖象可求出照度為1.0 lx時(shí)的電阻約為_k。照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/k5.83.72.82.31.8(2)如圖所示是街道路燈自動(dòng)控制模擬電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在_(填“AB”或“BC”)之間，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接電路元件。(3)用多用電表“×10 ”擋，按正確步驟測(cè)量圖中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針示數(shù)如圖所示，則線圈的電阻為_。已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2 mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合。圖中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格可供選擇：R1(010 ，2 A)、R2(0200 ，1 A)、R3(01750 ，1 A)。要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_(填R1、R2、R3)。為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)豞(填“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器的電阻。答案(1)2.0(誤差允許范圍內(nèi)均對(duì))(2)AB如圖(3)140R3減小解析(1)由描點(diǎn)繪測(cè)的圖象可以找出照度為1.0 lx時(shí)光敏電阻的阻值為2.0 k；(2)電源與開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、光敏電阻和電磁鐵串聯(lián)起來。當(dāng)受光照作用較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值較小，通過電磁鐵的電流較大，對(duì)銜鐵磁力增大，與觸點(diǎn)C接通，此時(shí)應(yīng)使路燈不亮，故路燈應(yīng)接在AB之間；(3)多用電表讀數(shù)為14，乘以倍數(shù)“×10”，故線圈電阻為140 。由閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻達(dá)到3 k時(shí)，電路接通，故滑動(dòng)變阻器電阻應(yīng)與光敏電阻同一數(shù)量級(jí)，故滑動(dòng)變阻器選擇R3。天色更暗，光敏電阻阻值增大，為使路燈此時(shí)點(diǎn)亮，則滑動(dòng)變阻器電阻應(yīng)減小。82020·石家莊模擬如圖甲所示是測(cè)量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，R1是電阻箱(099.9 )，R是滑動(dòng)變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻忽略不計(jì))。在保證安全和滿足要求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：閉合S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和電阻箱R1，使A2示數(shù)I20.20 A，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A1的示數(shù)I1；重復(fù)步驟且使A2示數(shù)仍為I20.20 A，測(cè)量多組R1和I1值；將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖乙所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問題：(1)現(xiàn)有四只供選用的電流表：A電流表(03 mA，內(nèi)阻為2.0 )B電流表(03 mA，內(nèi)阻未知)C電流表(00.3 A，內(nèi)阻為10 )D電流表(00.3 A，內(nèi)阻未知)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程判斷A1應(yīng)選用_，A2應(yīng)選用_(填寫選項(xiàng)字母)。(2)在圖乙中的坐標(biāo)紙上畫出R1與的關(guān)系圖。(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出Rx_。答案(1)DC(2)如圖所示(3)40解析(1)根據(jù)所給數(shù)據(jù)以及Rx和R1的電阻值差距不大，在保證安全和滿足要求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大，兩電流表均選用量程為0.3 A的電流表；由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知：(RxRA2)I2(R1RA1)I1，可得：R1(RxRA2)I2RA1，在R1­圖象中，圖線的斜率k(RxRA2)I2，因此需要知道RA2的阻值，故電流表A1選用D，電流表A2選用C。(3)由k(RxRA2)I2，可得：RxRA240 。