高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题5 物理实验 第2讲 电学实验特训-人教版高三全册物理试题

第2讲 电学实验1(2016广州综合练习二)测电池的电动势E和内阻r.(1)首先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表盘面如图甲所示，其示数为_1.55_V.(2)然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻(R05 )、开关S、若干导线和该电池连成电路，进一步测定该电池电动势和内阻在图乙中，根据电路图，用笔画线代替导线，完成实物图连接丙闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U.记录多组R、U数据，并计算出相应的与的值，作出图线如图丙所示分析该图线斜率k的物理意义知k.(用E、r、R0表示)从图线中可求得待测电池电动势E_1.59(1.541.67)_V，内阻r_0.55(0.440.80)_(计算结果均保留到小数点后两位)若考虑电压表为非理想表，则电池电动势E测量值相对真实值_偏小_(填“偏大”“偏小”或“不变”)解析：(1)多用电表的转换开关指在直流电压“2.5 V”挡，应使用第二排刻度读数先应用“250 V”量程读数，为155 V，故“2.5 V”挡的读数为1.55 V；(2)连线如图所示；根据闭合电路欧姆定律得EUI(R0r)U(R0r)，解得，故该图线纵坐标的截距为，斜率k；根据图线，纵坐标的截距为0.62左右，即0.62，解得电池电动势E1.61 V(1.541.67 V均可)，k3.5，解得R0r5.64 ，故电池内阻r0.64 (0.440.80 均可)2(2016武汉4月调研)某实验小组用下列器材设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过调控开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“1”“10”两种倍率A干电池：电动势E1.5 V，内阻r0.5 B电流表：满偏电流Ig1 mA，内阻Rg150 C定值电阻R11 200 D电阻箱R2：最大阻值999.99 E电阻箱R3：最大阻值999.99 F电阻箱R4：最大阻值9 999 G开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)该实验小组按图甲正确连接好电路当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R内，则R内_1500_，欧姆表的倍率是_10_(填“1”或“10”)(2)闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2_14.5_且R3_150_时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_50_.解析：由闭合电路欧姆定律得，R内1500 ，欧姆表的倍率为10.(2)欧姆表的倍率为“1”时，即当电流表的电流达到满偏时欧姆表的内阻为R内150 ，由欧姆定律得，干路电流I20.01 A，通过电流表的电流I10.001 A，在并联电路中干路电流等于支路电流之和，通过R3的电流I3I2I10.01 A0.001 A0.009 A，由并联电路的电压相等得，R3两端的电压U3I1(R2Rg)0.001 A(1200 150 )1.35 V，由欧姆定律得R3150 ，R2r15 ，则R215 r15 0.5 14.5 .当通过电流表的电流为1 mA时，通过干路中的电流为10 mA，由图乙可知，电流表的示数为0.75 mA，则通过干路中的电流为7.5 mA，由闭合电路欧姆定律得，电路的总电阻R200 ，被测电阻RxRR内200 150 50 .3(2016长沙二模)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图乙所示的两条UI直线回答下列问题：(1)根据两位同学描绘的直线，可知图线_甲_(填“甲”或“乙”)是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的(2)根据图乙，可以求出：电源电动势E_1.50_V，内电阻r_1.0_.图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为_0.5_W.解析：电压表V1和电流表A测量的是路端电压U和干路中的电流I，由公式UEIr可知路端电压随着电流I的增大而减小，因此甲图线是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的(2)甲图线在纵轴的截距为电源的电动势E1.5 V，内电阻r在数值上等于甲图线的斜率r1 ，图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为PUI0.5 W.4(2016江苏南通调研二)描绘“6 V3 W”灯泡的伏安特性曲线，提供了下列器材：A电压表V(3 V，内阻约3 k)B电流表A(0.6 A，内阻约0.3 )C电阻箱R(099 999.9 )D滑动变阻器R1(020 )E滑动变阻器R2(0100 )F待测灯泡L“6 V3 W”G电源E(电动势约8 V、内阻较小)H开关、导线苦干(1)按照实验需要，将电压表的量程由3 V扩大至6 V首先测量电压表内阻，某同学采用了如图甲所示的电路，闭合开关S，调节电阻箱阻值Ra4 870 时，电压表指针刚好满偏；再调节电阻箱阻值Rb12 720 时，电压表指针在满刻度的一半，则电压表的内阻RV_2980_；从理论上分析，实验测得电压表内阻值_大于_(填“大于”“小于”或“等于”)真实值(2)图乙是测量灯泡电流随电压变化的实物电路，请你用笔画线代替导线完成电路连接(要求在闭合开关前，滑动变阻器滑动头置于最左端)如图所示(3)实验中，滑动变阻器应选择_R1_(填“R1”或“R2”)(4)某同学根据实验测得数据，描点作出灯泡伏安特性曲线如图丙所示，根据图线可求得灯泡在工作电压是0.5 V时的电阻值为_2.5_；你认为该同学实验选择的测量点分布不均匀是_合理_(填“合理”或“不合理”)的解析：(1)设电源电动势为E，当电压表指针满偏时，则I，当电压表指针半偏时，则，由此两式解得RV2 980 上面的解答，没有考虑到电源的内阻，若电源内阻为r，则有I，可解得电压表的真实值RV(2 980r) ，所以实验测得的电压表的内阻值大于真实值(3)因要描绘灯泡伏安特性曲线，电压要从零开始调节，故变阻器要采用分压式的接法，为了使调节滑动变阻器时灯泡的电压、电流变化较平稳，变化范围大，以便取多组数据，故滑动变阻器选用阻值较小的R1.(4)由图线知灯泡的电压为0.5 V时，通过灯泡的电流为0.2 A，所以此时灯泡的电阻为R 2.5 .灯泡两端的电压增大后，由于灯泡的灯丝电阻变大，增加相同的电压，电流的增加量小，所以该同学选择的测量点分布不均匀是合理的5(2016山东青岛统一质检)发光二极管(LED)的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(LED)，并因此带来的新型节能光源某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.U/V0.00.400.801.201.602.002.402.80I/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0实验室提供了以下器材：A电压表(量程03 V，内阻约20 k)B电压表(量程015 V，内阻约100 k)C电流表(量程050 mA，内阻约40 )D电流表(量程00.6 A，内阻约2 )E滑动变阻器(阻值范围020 ，允许最大电流2 A)F电源(电动势6 V，内阻不计)G开关，导线(1)该同学做实验时，电压表选用的是_A_，电流表选用的是_C_.(填选项前字母)(2)如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整如图甲所示(不考虑量程)(3)根据表中数据，请在图乙中的坐标纸中画出该二极管的IU图线如图乙所示(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA，现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R_53(5056之间均可)_的电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字)解析：(1)根据表格中的数据，电压表应该选A，电流表应该选C(2)电流表、电压表要从零开始取值，滑动变阻器用分压接法；因为，电流表用外接法(3)根据表格中的数据描点连线(4)从图象中找出当电流为15 mA时图线上的点，将该点与点(3 V,0)连接，该图线的斜率倒数的绝对值等于R，即R53 6(2016东北三省四市联考二)在测量电阻的实验中，电流表和电压表必须匹配，如果不匹配可以进行一些改装或转换某兴趣小组要精确测定额定电压为3 V的节能灯正常工作时的电阻已知该灯正常工作时电阻约500 .实验室提供的器材有：A电流表A(量程03 mA，内阻RA15 )B定值电阻R11 985 C滑动变阻器R(010 )D电压表V(量程012 V，内阻RV1 k)E蓄电池E(电动势为12 V，内阻r很小)F开关S一只G导线若干(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的_C_.(2)若电压表V的示数用U表示，电流表A的示数用I表示，写出测量节能灯正常工作时的电阻表达式Rx(用U、I、R1、RA、RV表示)当表达式中的电流I_1.5_mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其结果即为节能灯正常工作时的电阻解析：(1)电流表A的量程为03 mA，则定值电阻R1和电流表A串联的总电压的最大值UIA(RAR1)3103A(15 1985 )6 V，若电压表V与节能灯串联，则由并联电阻两端电压相等可知，电压表与节能灯两端的总电压的最大值为6 V，再根据串联电路的分压关系知，节能灯两端电压的最大值为2 V，因此节能灯不能正常发光，也就无法测出其正常发光时的电阻，选项AD错误；因滑动变阻器的总电阻远小于节能灯的电阻，所以滑动变阻器的连接方式采用分压式，选项B错误，选项C正确. (2)由并联电路两端电压相等得UxI(R1RA)，由并联电路中干路电流等于支路电流之和得IxI，由欧姆定律得Rx；节能灯正常工作时两端的电压为3 V，由欧姆定律可得，通过电流表A的电流I1.5 mA，记下此时电压表的示数，由表达式即可求节能灯正常工作时的电阻7(2016南昌模拟二)小华所在的实验小组设计了一个测量河水电阻率的实验他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L，其间充满待测的河水安装前他用如图乙的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如图丙所示他还选用了以下仪器：量程15 V、内阻约为300 k的电压表，量程3 mA、内阻为2 k的电流表，最大阻值约为50 的滑动变阻器，电动势E约为12 V、内阻r约为2 的电池组，开关等各一个，以及导线若干图丁坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值实验中要求尽可能准确地测出该河水的电阻. 根据以上材料完成以下问题：(1)测量玻璃管内径时，应将图乙中的游标尺中的A、B、C三部分中的_A_(填“A”“B”或“C”)与玻璃管内壁接触(2)玻璃管的内径d_6.70_mm.(3)图戊中的仪器实物部分已连线，将其他部分连接成能测出图丁数据的实物连接图如图所示(4)在图丁中作出该电阻的UI图线，并可求得该段水的电阻R_8.0(7.09.0均正确)_k(要求保留两位有效数字)，若已知R、d、L，则该段水的电阻率(用符号表达式表示)解析：(1)测玻璃管内径应该使用游标卡尺的内测量爪，也就是A(2)根据游标卡尺的读数原理，玻璃管内径d6 mm0.0235 mm6.70 mm.(3)因为电流表内阻已知，又由于R2RARV应该用内接法，要测多组数据，滑动变阻器应采用分压式接法，实物图连接如图所示(4)在坐标图上画出UI图线，算出水柱的电阻RRA8.0 K.根据电阻定律R，解得.