2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十六）專題五 物理實(shí)驗(yàn) 第三講 電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（通用）

考點(diǎn)一多用電表的使用與讀數(shù)1.(2020·全國卷)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖1(a)所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有：圖1多用電表；電壓表：量程5 v，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 k；導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調(diào)零點(diǎn)。(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和_(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖(c)所示，多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_v。(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 k和4.00 v。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_k。(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖2所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為_v，電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_k。圖22(2020·江門模擬)某同學(xué)想測量電壓表03 v擋的內(nèi)阻，他從實(shí)驗(yàn)室拿來一個多用電表、3節(jié)干電池、50 的滑動變阻器1個、開關(guān)和若干導(dǎo)線。圖3(1)先用多用表粗測其內(nèi)阻，把選擇開關(guān)旋到歐姆擋的“×100”倍率，將_(填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“”接線柱，另一只表筆接“3 v”的接線柱，多用表的指針位置如圖3甲所示，則電壓表的內(nèi)阻為_ 。(2)再用伏安法測量其內(nèi)阻，把多用表的選擇開關(guān)旋到直流電流的_(填“100”“10”或“1”)mA擋，請?jiān)趫D乙完成其余的連線。(3)實(shí)驗(yàn)中多用表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，則電壓表的內(nèi)阻為Rv_?？键c(diǎn)二以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)3.考查小電珠的伏安特性曲線(2020·福建高考)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4甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。(1)實(shí)驗(yàn)要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；圖4(2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_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，直接與電動勢為3 v、內(nèi)阻為1 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_W(保留兩位小數(shù))。4考查電表改裝問題(2020·全國卷)圖5(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。圖5(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 ，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1_，R2_。(2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 v，內(nèi)阻忽略不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 和1 000 ；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 和3 000 。則R0應(yīng)選用阻值為_ 的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為_ 的滑動變阻器。(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱_(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：_ _?？键c(diǎn)三以測電源電動勢為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)5. (2020·全國卷)利用如圖6所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 )，電阻R0(阻值為3.0 )，電阻R1(阻值為3.0 )，電流表(量程為200 mA，內(nèi)阻為RA6.0 )，開關(guān)S。圖6實(shí)驗(yàn)步驟如下：將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作 ­R圖線(用直線擬合)；求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則與R的關(guān)系式為_。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R3.0 時(shí)電流表的示數(shù)如圖7甲所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：_；_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0乙圖7(3)在圖乙的坐標(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_ A1·1，截距b_ A1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E_v，內(nèi)阻r_。6(2020·安徽高考)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為2 500 的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱(0999.9 )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050 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_。圖8(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)電路如圖8所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。123456R/93.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/v1.421.401.361.331.261.20根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖9中已描繪出四個點(diǎn)，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中，并畫出IR­I圖線。圖9根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是_v，內(nèi)阻r是_。答 案1解析：(1)使用多用電表測電阻時(shí)，換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故應(yīng)將兩表筆短接進(jìn)行調(diào)零。(2)電流應(yīng)從多用電表的紅表筆流入、黑表筆流出，故紅表筆應(yīng)接“1”。(3)從圖(b)可以看出指針指向歐姆擋15.0位置，電阻擋為“×1 k”，故讀數(shù)為15.0 k；由于電壓表量程為5 V，指針?biāo)肝恢脼?.60，故讀數(shù)為3.60 V。(4)當(dāng)滑動變阻器連入電路中的電阻為零時(shí)，多用電表讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻，所以電壓表內(nèi)阻為12.0 k。(5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動勢為E、多用電表內(nèi)阻為R，由第(3)、(4)問可知，兩式聯(lián)立解得：E9.00 V，R15.0 k。答案：(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.02解析：(1)由于多用電表的黑色表筆是流出電流的，故它應(yīng)該與電壓表的正接線柱連接，紅色表筆應(yīng)該與電壓表的負(fù)接線柱連接；電壓表的內(nèi)阻為R30×100 3 000 。(2)由于電路中的最大電流約為I1.5 mA，若選擇“10 mA”和“100 mA”量程，則指針偏轉(zhuǎn)的角度會很小，誤差較大，如果通過變阻器的調(diào)壓作用，可以讓電壓表中的電流在1 mA以內(nèi)，故多用表的直流電流擋選擇“1 mA”量程。(3)由于電壓表測量的就是電壓表的電壓，電流表測量的就是電壓表的電流，故電壓表的電阻為R。答案：(1)紅3.0×103(或3 000)(2)1如圖所示(3)3解析：(1)電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖甲所示。甲(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r1 ，I A1.5 A，U外1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖像可知每只小電珠的電流為I00.38 A，n4(只)；通過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：UnI0rE，而U4I03 V，U4I03 V，如圖乙所示，圖線的交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)分別為U1.5 V，I00.38 A，PUI00.57 W，P總nP0.57×4 W2.28 W。答案：(1)如解析圖甲所示(2)0.44(3)42.284解析：(1)設(shè)使用a和b兩接線柱時(shí)，電表量程為I1，使用a和c兩接線柱時(shí)，電表量程為I2，則使用a和b時(shí)：IgI1使用a和c時(shí)：IgI2由兩式得R115 ，R235 。(2)校準(zhǔn)時(shí)電路中的總電阻的最小值為R小 500 ，總電阻的最大值為R大 3 000 ，故R0選300 的，R選用最大阻值為3 000 的滑動變阻器。(3)d接b時(shí)，R1和R2串聯(lián)，不論是R1還是R2損壞，電表都有示數(shù)且示數(shù)相同，故應(yīng)將d接c。根據(jù)d接c時(shí)的電路連接情況可知：閉合開關(guān)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2。答案：(1)1535(2)3003 000(3)c閉合開關(guān)時(shí)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R25解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得E，可得RR0r。(2)根據(jù)電流表讀數(shù)原理可得：其讀數(shù)為0.110 A，其倒數(shù)為9.09 A1。(3)根據(jù)圖線可知，斜率k1.0 A1·1，截距b6.0 A1。(4)根據(jù)圖線，1.0 A1·1，電動勢E3.0 V，6.0 A1，內(nèi)阻r1.0 。答案：(1)R或?qū)懗蒖(5.0r)(2)0.1109.09(3)如圖所示1.06.0(4)3.01.06解析：(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個電阻，由并聯(lián)知識可知，R(50×103100×106)100×106×2 500，解得R5.0 (2)描點(diǎn)連線后由圖線縱軸截距得到電池的電動勢為1.53 V，由圖線斜率求得的電阻值減去改裝后的電流表阻值可得到電池內(nèi)阻為2.0 。答案：(1)并聯(lián)5.0(2)如圖所示1.532.0