高考物理第一轮复习专题5　电学实验专题（含解析）

专题(五)专题5电学实验专题12012松江期末太阳能是一种清洁、绿色能源在上海举办的2010年世博会上，大量使用了太阳能电池太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池、电源E、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关S及导线若干甲乙图Z51(1)为了描绘出完整的IU特性曲线，在图Z51甲中A处接_表，B处接_表，并将图甲连成完整的实验电路图(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的IU图象，图中PQ为过P点的切线由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻_(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为_.22012杨浦测试实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联，测量实际电流表G内阻Rg的电路如图Z52所示所用电流表G的满偏电流Ig为200 A，内阻Rg估计在400600 之间图Z52(1)按图Z52测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：A滑动变阻器(阻值范围0200 )B滑动变阻器(阻值范围0175 )C电阻箱(阻值范围0999 )D电阻箱(阻值范围099999 )E电源(电动势6 V，内阻0.3 )F电源(电动势12 V，内阻0.6 )按实验要求，R最好选用_，R最好选用_，E最好选用_(填入选用器材的字母代号)(2)请将以下各实验步骤填写完整依照电路原理图将实物连接成实验线路，开始时两个开关均断开将R阻值调至最大，闭合开关_，调节_的阻值，使电流表达到满刻度闭合_，调节R的阻值使电流表达到_读出R的读数，即为电流表的内阻(3)这种方法测出的电流表的内阻Rg比它的真实值_(选填“偏大”“偏小”或“相等”)32012中山期末为了测量某一未知阻值的电阻Rx，实验小组找来以下器材：电压表(03 V，内阻约3 k)、电流表(00.6 A，内阻约1 )、滑动变阻器(015 ，2 A)、电源(3 V，内阻很小)、开关与导线，该小组同学实验操作如下，请你按要求填写：断开开关，请按图Z53甲所示的电路图在图乙中连接实物图；甲乙图Z53 如图乙所示，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于_端闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，建立合适的坐标系作出IU图如图Z54所示；图Z54整理仪器(1)根据IU图可得，该未知电阻的阻值为Rx_(保留两位有效数字)(2)由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值_ Rx的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)(3)利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，你给该实验小组的建议是：_.42012贵州五校联考测量一量程已知的电压表的内阻，器材如下：A待测电压表(量程3 V，内阻约3 k)B电流表(量程3 A，内阻为0.01 )C定值电阻(R3 k，额定电流0.5 A)D电池组(电动势略小于3 V，内阻不计)E开关两只F导线若干(1)为了能更准确地测出该电压表内阻的大小，请将你设计的实验电路图画在方框内(2)用你设计的电路进行实验时，需要直接测量的物理量有 _和_；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为RV_52012株洲检测中国机器人农民发明家吴玉禄只有小学文化，为了给他的机器人找一个可充电电池，他在废品站找到了一个像电池一样有两个电极的装置，上面标有“TNT”字样，他高兴地拿回去充电，结果差点丢了性命如果你是他的儿女，为了安全起见，你能给他提出一些建议或帮助吗？(1)经上网查找，这是只工业电雷管，在充电时电能转化成热能会引发爆炸给你一个多用电表你会选择_(填“直流电流”“直流电压”或“电阻”)挡来判断它是否为电池，可保证既安全又方便(2)经核实该电雷管全电阻值为6 ，其中电热丝阻值为5 ，引脚线长2 m，阻值为1 ，当通以0.45 A电流时约6 s爆炸，若吴玉禄用5.4 V的电压给它充电，理论上约_s爆炸(3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神，用伏安法设计了一实际测量上述单只电雷管电阻的电路准备了以下实验器材：待测电雷管Rx，炸药桶(保护作用，防爆破)电流表A1：量程0.5 A 、内阻约0.5 电流表A2：量程30 mA、内阻约30 电压表V1：量程30 V、内阻约10 k电压表V2：量程2 V、内阻约3 k滑动变阻器R：010 电阻箱R0：0999.9 ，0.1 A干电池E：电动势1.5 V，内阻约0.1 开关S及导线若干请设计一个较合理的电路原理图，画在方框内，要求通过电雷管的电流不超过27 mA，电压能从零调节，尽可能减小误差写出Rx的计算公式Rx_；说明公式中各物理量的意义：_.62012苏北四市二模某同学要测量电阻Rx(阻值约18 )的阻值，实验室提供如下器材：电池组E(电动势3 V，内阻约1 )；电流表A(量程00.6 A，内阻约0.5 )；电压表V(量程03 V，内阻约5 k)；电阻箱R(阻值范围099.99 ，额定电流1 A)；开关S，导线若干(1)为使测量尽可能准确，应采用图Z55_所示的电路进行测量ABCD图Z55(2)下表中记录了电阻箱阻值R及对应电流表A、电压表V的测量数据I、U，请在图Z56上作出图象，根据图象得出电阻Rx的测量值为_.次数12345R/812162024I/A0.440.360.320.290.25U/V2.302.402.562.602.70/10.190.150.120.110.09/10.130.080.060.050.04图Z56(3)此实验中电阻Rx的测量值与真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”)专题(五)1(1)电压电流如图所示(2)很大1.0103解析 (1)在图甲中并联元件A为电压表，串联元件B为电流表，因为电流和电压从0开始可调，所以滑动变阻器选择分压式接法(2)当电压小于2.0 V时，电流趋近0，太阳能电池的电阻很大；当电压为2.80 V时，电流约为2.8 mA，太阳能电池的电阻约为1000 .2(1)DCF(2)S1RS2半偏(3)偏小解析 (1)为保证闭合S2前后干路的电流几乎不变，R应选大电阻，即R最好选用D；R的最大阻值要比电流表内阻略大，最好选用C；应使RR，R的电阻越大，测量电路的系统误差越小，电源E最好选用F；(2)本题属半偏法测电阻，关键的实验步骤是先满偏，再半偏，即中将R阻值调至最大，闭合开关S1，调节R的阻值，使电流表达到满刻度；中闭合S2，调节R的阻值使电流表达到半偏(3) 当表头半偏时干路电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流，所以电阻箱的阻值略小于表头内阻3如图所示a(1)5.0 (2)大于(3)电流表外接解析 闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处于电阻最大的位置，即置于a端；IU图线的斜率为该电阻的阻值：Rx5.0 ；实验中使用的电流表串联分压，电压表的读数大于Rx两端的实际电压，实验测出的电阻值大于Rx的真实值；由于待测电阻Rx，电流表采用外接法4(1)如图所示(2)S1闭合，S2断开时电压表的读数U1S1、S2均闭合时电压表的读数U2解析 当S1闭合，S2断开时，电压表读数U1EUR；当S1、S2均闭合后，电压表读数U2E，由串联电路中电流相等，有 ，则RV.5(1) 直流电压(2)1.5(3)如图所示R0U为电压表读数，I为电流表读数，R0 电阻箱读数解析 (1)判断它是否为电池，应选用多用电表的直流电压档；(2)爆炸需要的热量QI2Rt0.45256 J6.1 J，若用5.4 V的电压充电，则QRt5t6.1 J，则t1.5 s.(3)电压能从零调节，滑动变阻器用分压式连接；要求通过电雷管的电流不超过27 mA，电流表选A2，最大电压UmImR162 mV，要求用伏安法测量，电压表选V2足够，还需要与待测电雷管Rx串联电阻分压保证电压表读数有效串联电阻最小阻值R0 6 68 ，又R0Rx，电流表选用外接法，电路图如图所示；对Rx和R0部分电路，R0Rx，则RxR0.6(1)A(2) 如图所示16.7(3)偏小解析 (1)用电压表测量Rx两端的电压时，通过Rx的最大电流约0.17 A，若用电流表直接测量此电流，电流表指针偏转角度过小，故应把电阻箱R与待测电阻Rx并联；(2)对电阻Rx和R并联的部分电路，有I，则，图象的纵轴截距0.06，测量值Rx16.7 .(3)考虑电压表的并联分流，则 ，图象的纵轴截距为，此实验中电阻Rx的测量值与真实值相比偏小