【文档说明】【高考复习】高考物理 热点冲刺练习16 电学实验(含答案解析).doc,共(11)页,336.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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2020版高考物理热点冲刺练习16电学实验1.把一满偏电流为Ig的电流表改装成双量程的电流表,电路如图甲所示,接A、C时的量程为10Ig,接A、B时的量程为100Igg.(1)定值电阻R1∶R2=_____
___.(2)若Ig=3mA,Rg=100Ω,将A、C接入电路,则R1=________Ω(结果保留三位有效数字).(3)若将(2)问中改装后的电流表的A、C端与一个阻值为990Ω的定值电阻串联后测量电压,当电流表G的指针指示表盘如图乙所示位置时,电压为________V.(
4)若将(2)问中改装后的电流表的A、C端与一个滑动变阻器和电动势为3V的两节干电池相连,改装成一个简易的欧姆表,进行欧姆调零后测量一个未知电阻,当电流表G的指针如图乙所示时,被测量电阻的阻值为________Ω(结果保
留三位有效数字).2.某同学欲将电流表改装成中央刻度为15的“×1”挡的欧姆表,现有的器材有:A.一节5号干电池B.电流表A1(量程0~300μA,内阻约100Ω)C.电流表A2(量程0~100mA,内阻约2.5Ω)D.电
流表A3(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω)E.滑动变阻器R1(0~5kΩ)F.滑动变阻器R2(0~50Ω)G.一对表笔及若干导线(1)请在虚线框内补充完成欧姆表的电路原理图.(2)电流表应选用_______
_(选填“A1”、“A2”或“A3”),滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”).(3)在正确选用器材并正确连接好实验电路的情况下,若电流表满偏电流为Ig,请回答下列问题:①指针指在13Ig处应标上“________”,指针指在Ig处应标上“___
_____”(填写具体刻度值);②将两表笔短接,调节滑动变阻器使电流表指针指在零欧姆处,此时回路中的总电阻为________Ω,然后利用标准电阻箱进行校准,当电阻箱的示数为10.0Ω时,指针所指的位置应标上“________”(填写具体
刻度值).3.某实验小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,所用小灯泡上标有“2.5V0.6W”的字样.(1)实验时采用如图甲所示的电路图,由于电表内阻的影响,小灯泡电阻的测量值________(选填“大于”、“等于”或“小于”)准确值.(2)现有直流电源E(电动势约4
V,内阻约0.5Ω)、电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电流表(量程0~300mA,内阻约0.4Ω)B.电流表(量程0~100mA,内阻4Ω)C.电流表A(量程0~0.6A内阻约为10Ω)D.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1.0A)
实验中,电流表应选用________;滑动变阻器应选用________.(填相应器材前的字母)(3)在开关闭合后,滑片移动过程中,电压表示数如图乙所示,此时电压表读数为________.(4)组内某同学根据记录的实验数据作出
如图丙所示的I-U图线,则小灯泡电阻的阻值随温度的升高而________.(选填“不变”、“减小”或“增大”)(5)组内另一同学将上述小灯泡与电动势E=3V、内阻r=1Ω的电源及定值电阻R0=7Ω串联组成闭合回路,此时该小灯泡的电功率约为________W(保留两位有效数字)
.(6)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象,在图丁所给出的图象中可能正确的是________.4.某研究性学习小组想测量某电源的电动势E及内阻r,实验室提供的器材有:A.待测电源新、旧两种B.一量程为3V、内阻为3kΩ的电压表VC.定值电阻R1=3.
0kΩD.定值电阻R2=6.0kΩE.定值电阻R3=9.0kΩF.一电阻箱R,阻值范围为0~9999.9ΩG.一只开关S、若干导线(1)为了有较好的实验效果,应选择________(选填“新”或“旧”)电源;能否用
多用电表直接测量电源的内阻?________(选填“能”或“不能”).(2)若待测电源电动势约9V,内阻约2Ω,允许通过的最大电流为2.5A,在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图,并在图中标明相关
器材的字母符号.(3)某同学根据记录的电压表和电阻箱的多组数据,以1U为纵轴,以1R为横轴作出了1U-1R图象,并得到该图象的斜率为k,纵轴截距为b,则该电源电动势E=________,内阻r=________.(用k、b表示)(4)因为电压表的分流作用,则电源电动势的
测量值________真实值,电源内阻的测量值________真实值.(选填“大于”、“等于”或“小于”)5.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头○G的满偏电流为250μA,内阻为480Ω.虚线方框内为
换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡.(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接.(2)关于R6的使用,下列说法正确的是________(填正确答案标号).A.
在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根
据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”连接的,则读数为________;若此时B端是与“5”连接的,则读
数为________.(结果均保留3位有效数字)6.用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.A.电压表V1(量程6V,内阻很大)B.电压表V2(量程4V,内阻很大)C.电流表A(量程3A,内阻很小)D.滑动变阻器R
(最大阻值10Ω,额定电流4A)E.小灯泡(2A,7W)F.电池组(电动势E,内阻r)G.开关一只,导线若干实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测理后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.(1)请将
设计的实验电路图在图甲中补充完整.(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I,U1)、(I,U2),标到U-I坐标系中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则
电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω,电池组的效率为________.7.某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内
阻,实验室准备了下列器材:A.待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)B.电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为100Ω)C.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A)D.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为
2A)E.滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流为1A)F.定值电阻R0(阻值为900Ω)G.开关一个,导线若干(1)为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选________.(2)根据题意在图甲中画出该实验所需要的电路
图.(3)根据电路图,将图乙中实物图连接起来,组成完整的电路.(4)如图丙所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图丙可知,被测干电池的
电动势为________V,内电阻为________Ω(保留两位有效数字).8.某学习小组进行精确测量巾阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用A.待测电阻R(约300Ω)B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额炷电流0.5A)G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)H.开关、导线若干(1)甲同学根据以上器材设计成用伏
安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压能从0开始变化进行多次测量.则电流表应选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”);并请在虚线框中帮甲同学完成实验原理电路图
________.(2)乙同学绎过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:①按图连接好实验电峂,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电
流表A2的示数的一半③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;④待测电阻的阻值Rx=________.比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪种方法更
有利于减小系统误差?答________同学(填“甲”或“乙”).答案解析1.答案:(1)1∶9;(2)1.11;(3)11.0;(4)173;解析:(1)接A、C时有:10Ig=Ig+IgRgR1+R2,接A、B时有:100Ig=Ig+Igg+R2R1,解得R1∶R2=1
∶9.(2)接A、C时,改装后电流表量程为30mA,满偏电压为IgRg=300mV,R1+R2=IgRg10Ig-Ig,R2=9R1,则解得R1=1.11Ω.(3)改装后电流表接A、C时内阻为RA=IgRg10Ig=10Ω,量程为30mA,串联990Ω的定值电阻后,改装为量
程为30V的电压表,由题图乙可知电压为11.0V.(4)欧姆调零时,改装成的欧姆表的内阻为R内=3V30mA=100Ω,改装后电流表读数为I=11.0mA,由闭合电路欧姆定律得I=ER内+Rx,解得Rx=173Ω.2.答案:(1)如图所示;(2)A2R2;(3)①30,0;②1
5,10;解析:(1)通过电流表的电流应从正接线柱流向负接线柱,电流表的正接线柱应接干电池的正极.(2)一节5号干电池的电动势E=1.5V,对于中央刻度为15的“×1”挡的欧姆表,两表笔短接时调节滑动变阻器使指针
指在欧姆零刻度处,此时电流为满偏电流Ig,设回路中的总电阻为r,则E=Igr,当两表笔接阻值为15Ω的电阻时,电流表半偏,则E=12Ig(r+15Ω),解得r=15Ω,Ig=100mA,应选用电流表A2,滑动变阻器应选用R2.(3)①由E=13Ig(r+R),得R=30Ω,
指针指在13Ig处应标上“30”,指针指在Ig处应标上“0”;②欧姆调零时回路中的总电阻r=15Ω,指针所指的示数为被测电阻的阻值,即当电阻箱的示数为10.0Ω时,指针所指的位置应标上“10”.3.答案:(1)小于;(2)A,D;(3)2.40V;(4)增大;(5)0
.28(0.26~0.30);(6)C;解析:(1)由于实验电路采用的是电流表外接法,故测得的电流会偏大,故计算的小灯泡电阻会偏小.(2)由于灯泡的规格为“2.5V0.6W”,故额定电流为I=PU=0.
62.5A=240mA,故电流表选用量程为0~300mA的A;滑动变阻器如果选C的话,通过变阻器的电流会大于0.5A,从而烧坏滑动变阻器,故选D.(3)电流表、电压表(包括刻度尺、弹簧秤等)最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估
读一位(估读的这位是不可靠数字,却是有效数字不可缺少的组成部分),则电压表读数为2.40V.(4)通过小灯泡的电流增大,则小灯泡的温度升高,在I-U图线中斜率的倒数表示小灯泡的电阻,由题图丙中图线知小灯泡电阻的阻值随温度的升高而增大.(5)在题
图丙中小灯泡的I-U图线中作出电动势为3V、内阻为1Ω+7Ω=8Ω的电源的I-U图线如图所示,两图线的交点坐标为I=0.184A,U=1.54V,此时该小灯泡的电功率为P=IU=0.182×1.54W=0.28W.(
6)已知I与U的关系图象,显然A、B错误,则UI与U2的图象与之形状相同,故选C.4.答案:(1)旧,不能;(2)如图所示;(3)3b,kb;(4)小于,小于解析:(1)由U=E-Ir可知,电源内阻r越大,电路中的电流变化时,路端电
压U变化越大,电压表示数变化越明显,实验误差越小,因此用稍旧的电源比全新的电源效果好;多用电表测电源内阻,受到电源电动势的影响,电流不只与内阻有关,还与电动势有关,所以无法准确测量电源内阻,甚至可能烧坏多用电表.(2)因为提供的器材中没有电流表
,故要采用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻,但所给电压表量程太小,所以将电压表与定值电阻R2串联,量程扩大为9V的电压表.(3)根据闭合电路欧姆定律可得E=3U+3URr,变形得1U=3E+3rE·1R,所以以1U为纵轴,1R为横轴作出的1U-1R图象的纵截距为b=3E
,斜率k=3rE,解得E=3b,r=kb.(4)因为电压表的分流作用,所以有E=3U+3UR+URVr,整理得1U=3E+rERV+3rE·1R,对比1U=3E+3rE·1R,可知测量得到的电源电动势和内阻均偏小.5.答案:(1)黑;(2)B;(3
)160,880;(4)1.47mA,1.10kΩ,2.95V;解析:(1)当B端与“3”连接时,内部电源与外部电路形成闭合回路,电流从A端流出,故A端与黑色表笔相连接.(2)在使用多用电表之前,调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,选项A错误;使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调
整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,选项B正确;使用电流挡时,电阻R6不在闭合电路中,调节无效,选项C错误.(3)根据题给条件可知:当B端与“2”连接时,表头与R1、R2组成的串联电路并联,此时为量程1mA的电流挡,由并联电路两支路电流与电阻成反比知,RgR1
+R2=1-0.250.25=31,解得R1+R2=160Ω.当B端与“4”连接时,表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联,此时为量程1V的电压挡,表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120Ω,两端电压为0.12V,由串联电路中电压与电阻成正比知:R
4两端电压为0.88V,则R4电阻为880Ω.(4)若此时B端是与“1”连接的,多用电表作为直流电流表使用,量程2.5mA,读数为1.47mA.若此时B端是与“3”连接的,多用电表作为欧姆表使用,读数为11×100Ω=1.10kΩ.
若此时B端是与“5”连接的,多用电表作为直流电压表使用,量程为5V,读数为2.95V.6.答案:(1)见解析图;(2)5.5,10;(3)0.0,64%;解析:(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中,电压表测路端电压,电压表示数
随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表测流过小灯泡的电流,小灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小;由题意知,电压表V1的示数增大,电压表V2的示数减小,则V1测路端电压,V2测小灯泡两端电压,电路图如图所示.(2)电池
组的U-I图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电池组电动势E=5.5V,电源内阻r=ΔUΔI=5.5-2.03.5Ω=1.0Ω.(3)由图乙所示图象可知,两图线的交点纵坐标即小灯泡电压UL=3.5V,此时电路电流I=2.0A,电
源的路端电压也为3.5V,则R滑=0电池组的效率η=P出P总=UIEI=ULE=3.55.5≈64%.7.答案:(1)D;(2)见解析图;(3)见解析图;(4)1.4,0.67(0.66~0.68均可);解析:(1)电源电动势为1.5V,较小,电源的内阻
较小,为多测几组实验数据,方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器,因此滑动变阻器应选D.(2)上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,将电流表G与定值电阻R0串联,改装成了电压表,用电流表A测电路电流,滑动变阻器R1串联接入电路,实验电路图如图1所示.(3)完整的电路如
图2所示;(4)根据欧姆定律和吕联电路的知识得电源两端电压为:U=I1(900+100)=1000I1,根据图象与纵轴的交点得电动势为E=1.4mA×1000Ω=1.4V,与横轴的交点可得出路端电压为
1.0V时电流是0.6A,由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得,电源内阻r=E-UI=1.4V-1.0V0.6A≈0.67Ω.8.答案:(1)A1R1(2)③UI;④乙;解析:根据通过待测电阻的最大电流选择电流表,根据题意
确定滑动变阻器的接法,为方便实验操作选择最大阻值较小的滑动变阻器,根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表接法,然后作出电路图.根据实验步骤应用欧姆定律求出电阻阻值;根据实验步骤与实验原理分析实验误差,然后作出解答.(
1)要满足Rx两端电压能从0开始变化进行多次测量,滑动变阻器一定采用分压式接法,为调节的方便,滑动变阻器应选小一些的R1,通过Rx的电流最大值I=ERx=10mA,所以电流表应选A1,因Rx>rArV.是大电阻,故采用电流表内接法,电路图如图所示;(2)闭合开关S1,断开
开关S2时,当I1=12I2,此时Rx=r1+R2;闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片的位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I,r1+R2=UI所,以Rx=UI,甲同学因电压的测量偏大,所以电阻的测量值偏大,乙同学的没有误差,所
以乙同学的方法更好.