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2019-2020年高考物理二轮复习 第一阶段专题六第2讲 专题特辑 课下 针对高考押题训练1某学生实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验时。(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图1所示。读数为_ mm。 (2)用伏安法测金属丝的电阻时,测出了包括(0,0)在内的6组电流I和电压U的值,并已经标在了如图2所示的坐标纸上,请用铅笔和直尺在 图1坐标纸上画出合理的图线,并求出该段金属丝的电阻Rx_。图2(3)测该金属丝电阻时,可供该实验小组选择的器材如下:A量程0.6 A,内阻约0.5 的电流表A1B量程3 A,内阻约0.01 的电流表A2C量程10 mA,内阻rA50 的电流表A3D量程15 V,内阻约30 k的电压表VE阻值为010 的滑动变阻器F阻值为01 000 的电阻箱G两节干电池H开关一个、导线若干如图3所示,试补画出该小组同学测金属丝电阻Rx采用的电路图,并标明所选用电表的符号,如A1或A2等。图3解析:(2)连线时注意让多数点在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。UI图线的斜率表示电阻Rx5 。(3)电路中的最大电流I A0.6 A,电流表选用A1;电压表V量程太大,不能用,应考虑将A3与电阻箱R2串联改装成电压表;因为电压测量值是从0开始的,故滑动变压器应采用分压式接法。答案:(1)2.000(2)5连线如图甲所示(3)电路图如图乙所示2(xx安徽高考)图4为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 V。图4 (1)完成下列实验步骤:闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,_;闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,_;断开开关,根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。解析:(1)滑动变阻器在最左端时,小灯泡电压最小,为了保护小灯泡不被烧坏,因此在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在最左端。在调节滑动变阻器时,应注意电压表的示数,不能超过小灯泡的额定电压。答案:(1)使它靠近变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压(2)如图所示3实验室中现有器材有:电池E,电动势约10 V,内阻约1 ;电流表A1,量程约10 A,内阻r1约0.2 ;电流表A2,量程300 mA,内阻r2约5 ;电流表A3,量程250 mA,内阻r3约5 ;电阻箱R1,最大阻值999.9 ,最小值改变量为0.1 ;滑动变阻器R2,最大值100 ;开关S;导线若干。要求用图乙所示的电路测量图中电流表A的内阻。图5(1)在所给的3个电流表中,哪几个可以用此电路精确测出其内阻?答:_。(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象,在实物图甲上连成测量电路。(3)你要读出的物理量是_,用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_。解析:(1)电流表A1不能精确测出其内阻,因这时图中的电流表A应为A2、A3中的一只,这使得电流表A1中的电流不能超过300 mA,其指针的偏转极其微小,误差很大,而A2、A3可用此电路精确测出其内阻。(2)若测电流表A3的内阻,则需将电流表A3和电阻箱R1并联,再与电流表A2串联,实物连线如图所示。实物图连线时要注意电流从电表的正接线柱流入,从电表的负接线柱流出。(3)根据前面的分析,要读出的物理量是A、A两电流表的示数I、I和电阻箱的阻值R1。待测电流表和电阻箱并联,电压相等,即IRA(II)R1,所以待测内阻的计算公式是RAR1。答案:(1)A2A3(2)实物连线图见解析(3)A、A两电流表的示数I、I和电阻箱的阻值R1RAR14(xx江苏高考)如图6甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。图6(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的_(选填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。两表笔接的接点多用电表的示数a,b_a,c10.0 b,c15.0 解析:(1)使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A,使指针指到左边的“0”刻度线处。(2)为保护多用电表的内部元件,在测量黑箱中是否存在电源时,应短暂接触接点b。(3)欧姆表的读数为51 5 ;每对接点间正反向电阻均相同,说明黑箱中没有二极管元件,根据表格中两接点间电阻的数值,可设计的电路图如图所示。答案:(1)A(2)短暂(3)5.0见解析图5(xx常州模拟)如图7所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2 的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:图7U/(V)1.21.00.80.6I/(A)0.100.170.230.30(1)R0的作用是_。(2)用作图法在图8坐标系内作出UI图线。(3)利用图线,测得电动势E_V,内阻r_ 。图8(4)某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图9所示。由所得图线可知,被测电池组电动势E_V,电池组的内阻r_。图9解析:(1)R0的作用是防止电路短路,起到保护电源、电表的作用。(2)UI图线如图所示。(3)由图可知E1.5 V,rkR01.0 (4)当rR5 时电源输出功率最大,此时Pm()2R,可解得:E30 V。答案:(1)保护电源、电表,防止短路(2)见解析(3)1.51.0(4)305押题训练(二)1(xx江苏四市联考)某同学要测量一电阻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(量程00.6 A,内阻约0.5 );电压表(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,应采用下面给出的_所示电路进行测量。图10(2)下表中记录了电阻箱阻值R及对应电流表、电压表的测量数据I、U,请在图11坐标纸上作出图象,根据图象得出电阻Rx的测量值为_。图11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(3)此实验中电阻R x的测量值与真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”)。解析:(1)由于待测电阻阻值较小,采用电流表外接;由于电流表量程太大,需要给待测电阻并联一可读出电阻值的分流电阻,所以选择电路A。(2)利用描点法作出图象,根据电路图A,利用欧姆定律和并联电路规律,U/RU/RxI,解得。对照图象,图象在纵轴截距的倒数为待测电阻阻值,即Rx1/0.061 16.4 。(3)因电压表的分流作用,图象在纵轴上的截距应为,因此测得的Rx值偏小。答案:(1)A(2)图象见解析16.4(3)偏小2使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至1 挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空: (1)仪器连线如图12所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为_(填“红”或“黑”)色;(2)若适当调节电阻箱后,图12中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图13(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为_, 图12电流表的读数为_mA,电阻箱的读数为_;图13(3)将图12中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为_mA;(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为_V。(保留3位有效数字)解析:(1)根据所有电器“红进黑出”的一般原则,对多用电表有,电流从红表笔进入多用电表,电流从黑表笔流出多用电表,由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极,故电流经过多用电表从a表笔流出,故a表笔为多用电表的黑表笔。(2)欧姆表读数为R14.0 ;电流表读数为I53.0 mA;电阻箱读数为41 60.1 4.6 。(3)多用电表接外电路时,考虑到多用电表表头的电流刻度是均匀的,其表头偏转的格数与表盘总格数之比为2650,而多用电表接外电路时,外电路电流表示数为I53.0 mA,设两表笔短接时通过多用电表的电流为I0,则,解得I0102 mA。(4)设多用电表内阻为r,已知外电路电阻为R14 ,多用电表接外电路时:EI(rR),多用电表两表笔短接时:EI0r,联立解得多用电表内的电池电动势E1.54 V.答案:(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.543(xx福建高考)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。(1)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,多用电表表盘示数如图12所示,其示数为_V。图12(2)然后,用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势。根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。图13闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表相应示数U。该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的与的值。请用表中数据在坐标纸上描点,并作出图线。图14R/()166.771.450.033.325.020.0U/(V)8.35.94.84.23.22.9/ (1021)0.601.402.003.004.005.00/(V1)0.120.170.210.240.310.34从图线中可求得E_V。解析:(1)多用电表使用10 V电压挡,刻度盘上每小格对应的示数为0.2 V,所以读数为9.4 V。(2)由电路图可知EU(R0r),所以,故轴上的截距为,由图线可求得E的值。答案:(1)9.4(2)连线如图所示所作图象如图所示10.0(9.511.1 V均正确)4在“描绘小灯泡伏安特性曲线的实验”中(1)为减小实验误差,方便调节,请在给定图17甲的A、B、C、D四个电路图和E、F、G三个滑动变阻器中选取适当的电路图和器材,并将它们的编号填在横线上。应选取的电路图是_,滑动变阻器应选取_。E总阻值15 ,允许通过的最大电流为2 A的滑动变阻器F总阻值200 ,允许通过的最大电流为2 A的滑动变阻器G总阻值1 000 , 允许通过的最大电流为1 A的滑动变阻器(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙中b线。将该小灯泡与一干电池组成闭合回路,该电池两极间的电压随电路中电流的变化关系图线如图8中a线所示,则小灯泡与电池连接后的实际功率为_ W;若再将一阻值为0.75 的电阻串联在电路中,则小灯泡的实际功率为_ W。图17图18解析:(1)由小灯泡的伏安特性曲线(图中b线)可知,小灯泡电阻很小,不超过1 ,且电表示数从零开始读数,因此电流表采用外接法,滑动变阻器应该采用分压式接法,C图正确;滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,应采用总阻值较小的,故应选择E。(2)两图线的交点坐标即为小灯泡的电压和电流,实际功率PUI0.72 W;根据电池的UI图线可知,电池的内阻为0.75 ,若再将一阻值为0.75 的电阻串联在电路中,相当于小灯泡与等效内阻为1.5 的电源连接,在UI坐标系内,连接(0,1.5 V)和(1.0 A,0)两个点,作出等效电源的UI图线,读出该图线与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标为(0.80 A,0.30 V),此即为小灯泡的电流和电压值,故灯泡的实际功率为0.24 W。答案:(1)CE(2)0.720.245(xx北京高考)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图15所示,其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)。图15(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图16中的_图(选填“甲”或“乙”)。图16(3)图17是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。图17(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图18所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图18中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx_(保留两位有效数字)。图18(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)。A1102mB1103mC1106m D1108m(6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)。A用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析:(1)螺旋测微器的读数为0 mm39.80.01 mm0.398 mm(2)通过给定的数据发现电压接近从0开始,故滑动变阻器采用的是分压式接法。(3)对滑动变阻器的分压式接法,连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0。(4)图线应过原点,且使大多数点在一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧。图线的斜率反映了金属丝的电阻,所以Rx4.5 。(5)由Rl/S,S(d/2)2,取d4104m、l0.5 m、R4.5 ,解出1106m。(6)由于读数引起的误差属于偶然误差,选项A错误;由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差,若将电流表和电压表的内阻计算在内,则可以消除系统误差,选项B错误,选项C正确;利用UI图象处理数据,相当于多次测量取平均值,可以减小偶然误差,选项D正确。答案:(1)0.397(0.3950.399均可)(2)甲(3)如图(a)所示(4)如图(b)所示4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD
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