高考物理通用版二輪復(fù)習(xí)專題檢測：二十五 “分門別類”重溫基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)——系統(tǒng)方法 Word版含解析

專題檢測（二十五） “分門別類”重溫基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方法1(2018·全國卷)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表。可選用的器材有：微安表頭(量程100 A，內(nèi)阻900 )；電阻箱R1(阻值范圍0999.9 )；電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 )；導(dǎo)線若干。要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)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(nèi)畫出電路圖并標(biāo)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(yīng)取R1_，R2_。(保留到個(gè)位)解析：(1)微安表頭改裝成毫安電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻，再把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)大電阻，電路如圖所示。(2)接a時(shí)改裝成量程為1 mA的電流表，有IgRg(IIg)R1，解得R1100 ；接b時(shí)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(biāo)有“3.6 V，0.3 A”，某同學(xué)想研究它的燈絲電阻與溫度的關(guān)系。 (1)該同學(xué)先用多用電表的電阻擋“×1”倍率調(diào)零后，初測小燈泡冷態(tài)時(shí)的電阻，如圖所示，則冷態(tài)電阻為_。(2)實(shí)驗(yàn)室提供導(dǎo)線和開關(guān)及下列器材：A電源E(電動(dòng)勢為6.0 V) B電壓表V1(量程3 V，內(nèi)阻約為2 k)C電壓表V2(量程5 V，內(nèi)阻約為4 k)D電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 )E電流表A2(量程100 mA，內(nèi)阻約為2 )F滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10 ，額定電流2 A)G滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為100 ，額定電流1 A)為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器分別應(yīng)選_(填所選儀器前的字母序號(hào))，并在虛線框內(nèi)畫出電路圖。 (3)根據(jù)正確設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)勢為3 V、內(nèi)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(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(nèi)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(diǎn)坐標(biāo)值是小燈泡的實(shí)際電壓與實(shí)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(shí)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(jì)寧模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來測量電源電動(dòng)勢E、內(nèi)阻r和電阻R1的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源(電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r)；待測電阻R1；電壓表V(量程1.5 V，內(nèi)阻很大)；電阻箱R(099.99 )；開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導(dǎo)線若干。(1)先測量電阻R1的阻值，請將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整。閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R0和對應(yīng)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(dá)式為R1_。(2)該同學(xué)已經(jīng)測得電阻R14.95 ，繼續(xù)測量電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)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(dòng)勢E_V，內(nèi)阻r_(結(jié)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(dòng)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(nèi)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(zhì)檢)為測定待測電阻Rx的阻值(約為200 )，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電池組E：電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表A1：量程15 mA，內(nèi)阻約為100 ；電流表A2：量程300 A，內(nèi)阻為1 000 ；滑動(dòng)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(guān)S、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)中要求準(zhǔn)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(nèi)畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明所選器材的符號(hào)。(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。(3)僅從實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的角度分析，Rx的測量值_(選填“>”“”或“<”)真實(shí)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(yīng)為3 V，則定值電阻阻值R9 000 ，故選定值電阻R2；滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)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(nèi)阻為RV1 000 9 000 10 000 ，故電流表應(yīng)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(shí)驗(yàn)中能同時(shí)準(zhǔn)確地測量出Rx兩端的電壓和通過Rx的電流，所以僅從實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的角度分析，Rx的測量值真實(shí)值。答案：(1)見解析圖(2)8.0150191.1(3)5(2018·江蘇高考)一同學(xué)測量某干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。(1)圖1所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處。(2)實(shí)驗(yàn)測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)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(guān)系圖像。由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢為_V；內(nèi)阻為_。(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如圖3所示，則該干電池的電動(dòng)勢應(yīng)為_V；內(nèi)阻應(yīng)為_。解析：(1)在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，連接電路時(shí)應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，以確保實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(dòng)勢E，在R­圖像上取兩點(diǎn)(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(nèi)阻rA 0.2 ，由EI(RrrA)得RE·(rrA)，R­ 圖像的斜率仍為電動(dòng)勢E，即E1.38 V，而干電池的內(nèi)阻應(yīng)為rrrA1.0 。答案：(1)開關(guān)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(shí)驗(yàn)中：(1)為了測量金屬絲的電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下實(shí)驗(yàn)器材：A待測金屬絲Rx(約100 )B電動(dòng)勢E6 V，內(nèi)阻很小的直流電源C量程50 mA，內(nèi)阻約為50 的電流表D量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 的電流表E量程6 V，內(nèi)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(dòng)變阻器G最大阻值15 k，最大允許電流0.5 A的滑動(dòng)變阻器H開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)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(dòng)變阻器選用_(填寫選用器材前的字母代號(hào))；根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出測量電阻的甲、乙兩種電路，為盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采用圖_(選填“甲”或“乙”)；實(shí)驗(yàn)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(dá)式為_。(2)若另有一只待測電阻，用電流表內(nèi)接和外接的測量結(jié)果不一致，有一位同學(xué)為了消除因電表內(nèi)阻所帶來的系統(tǒng)誤差，他用兩只相同的電壓表，設(shè)計(jì)了如圖所示的測量電路。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材；閉合S1，斷開S2，讀出此時(shí)電壓表V1的示數(shù)U，電流表的示數(shù)I；再閉合S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電流表的示數(shù)仍為I，此時(shí)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(yīng)選用C；當(dāng)滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，電路中需要的最大電阻為Rmax 360 ，顯然滑動(dòng)變阻器應(yīng)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(yīng)采用分壓接法。由上述分析可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以應(yīng)采用題圖甲。根據(jù)R及R，可得。(2)當(dāng)S2斷開時(shí)應(yīng)有UI(RARx)，當(dāng)S2閉合時(shí)應(yīng)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(jìn)而導(dǎo)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(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，其中電源電動(dòng)勢為3 V、內(nèi)阻約為1 ，兩個(gè)電流表量程相同均為0.6 A，一個(gè)電流表內(nèi)阻r已知，另外一個(gè)電流表內(nèi)阻較小但阻值未知。(1)電路圖甲中哪個(gè)電流表的內(nèi)阻r已知_(填“A1”或“A2”)。(2)在某一個(gè)壓力測試下，兩個(gè)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(guān)系如圖乙所示，以豎直向下為正方向，則阻值和壓力的關(guān)系式是_。解析：(1)沒有電壓表，但內(nèi)阻已知的電流表不僅可以測出通過自身的電流，還可當(dāng)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(nèi)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(xué)知識(shí)可得Rx162F。答案：(1)A1(2)(3)Rx162F