2019届高考物理二轮复习专题六物理实验实验题题型专练二电学实验.docx

实验题题型专练(二)电学实验1请读出以下测量仪器的示数，其中游标卡尺读数为_cm，螺旋测微器读数为_mm，多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为_V，若用欧姆表100挡时的读数为_。解析根据游标卡尺读数规则，游标卡尺主尺读数为1.1 cm，游标尺第8个刻度线与主尺刻度线对齐，20分度游标尺精度为0. 05 mm，游标尺读数为80.05 mm 0.40 mm，测量值为1.1 cm0.40 mm1.140 cm。根据螺旋测微器读数规则，读数为4.5 mm0. 215 mm4. 715 mm。多用电表挡位为直流电压挡时，按照中间的刻度盘刻度读数，为30.0 V；若用欧姆表100挡时读数为10100 1 000 。答案1.1404.715301 0002某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及电源的电动势和内阻。(1)根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整。(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2 、A的读数，定值电阻R0的计算表达式是：R0_(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0的值_(填“大于”、“等于”“小于”)实际值。(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出U1I、U2I图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是_图线(填“U1I”或“U2I”)。若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是_。解析(2)定值电阻R0两端电压为UU1U2，由欧姆定律可得定值电阻R0计算表达式为：R0。由于电压表的分流，定值电阻中的实际电流大于电流表读数，所以测量值大于真实值。(3)U1I图线为电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻；U2I图线为把定值电阻视为电源内阻一部分的等效电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻与定值电阻之和；所以所作图线斜率绝对值较小的是U1I图线。若用该图线来求电源的电动势和内阻，则引起实验系统误差的主要原因是电压表V1分流。答案(1)如图(2)大于(3)U1I电压表V1分流3某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r11.0 k，电阻R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R03.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量a、a间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开：若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1I2图象得到电池的电动势E_V，内阻r_。解析用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在ab间后有示数，说明电路被接通，即ab间有断路故障，再测量aa间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到aa间，则一定是aa导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在bb间。根据闭合电路的欧姆定律：EI1(R1r1)(I1I2)(R0r)，I1I2，上式可简化为EI1(R1r1)I2(R0r)，读出两点坐标：(60,0.12)和(260,0.05)，代入方程解得：电动势E1.41 V，内阻r0.5 。答案aabb1.41(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)4实验室中有一块量程较小的电流表G，其内阻约为100 ，满偏电流为100 A，将它改装成量程为1 mA、5 mA的双量程电流表，现有器材如下：A滑动变阻器R1，最大阻值50 ；B滑动变阻器R2，最大阻值50 k；C电阻箱R，最大阻值9 999 ；D电池E1，电动势3.0 V；E电池E2，电动势4.5 V；(所有电池内阻均不计)F单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，及导线若干。(1)采用如图甲所示电路测量电流表G的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_，选用的电池为_(均填写器材前的字母序号)；采用此种方法电流表G内阻的测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。(2)如果在步骤(1)中测得电流表G的内阻为90 ，将电流表G改装成双量程电流表，设计电路如图乙所示，则在此电路中，R1_，R2_。答案(1)BE小于(2)285某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有：待测电源(电动势为E，内阻为r)；待测电阻R1；电压表V(量程1. 5 V，内阻很大)；电阻箱R(099. 99 )；开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干。(1)先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1保持电阻箱示数不变，将S2切换到b读出电压表的示数U2则电阻R1表达式为R1_。(2)该同学已经测得电阻R14.95 ，继续测量电源电动势E和内阻r做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E_V，内阻r_。(保留三位有效数字)解析(1)根据欧姆定律，电阻箱的电流I，R1的电压为U2U1，所以可求：R1R0；(2)根据闭合电路的欧姆定律：EU(R1r)，整理得，所以图象与纵轴的截距，可得电动势E1.43 V，斜率k，可求内阻r1.05 。答案(1)R0(2)1.43 V；1.05 6某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图1所示。实验器材如下：直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8 A)；待测电阻Rx(阻值约为20 )滑动变阻器R(最大阻值约为50 )；电压表V(量程15 V，内阻约为15 k)；电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.2 )；请回答下列问题。(1)实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到_处(选填“a”、“b”)，其理由是_；(3)所得实验数据如下表，请在图3所示的直角坐标系上画出UI图象。12345电流表的示数I/A0.200.300.400.500.60电压表的示数U/V13.912.110.27.606.1(4)根据所画UI图象，可求得直流恒流源输出电流I0_A，待测电阻的阻值Rx_。(结果保留两位有效数字)解析(1)连线如图(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到a处，其理由是开关S闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程；(3)图象如图(4)由图象可知，当U0时电流表示数即为恒流源电流I0.90 A；当I0时，此时电流都通过Rx，则IRx18.0 V，解得Rx20 。答案(1)如图。(2)a开关S闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程(4)0.87 A0.92 A19 22 7用伏安法测定电源的电动势和内阻，提供的实验器材有：A待测电源(电动势约18 V，内阻约2 )B电压表(内阻约几十k，量程为6 V)C电流表(内阻约为0.3 ，量程为3 A)D滑动变阻器(050 ，3 A)E电阻箱(最大阻值999 999 )F开关G导线若干(1)为完成实验，该同学将量程为6 V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：_。(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的阻值如图丙所示，示数为_：保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为_V。(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丁所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的UI图象如图戊所示，则电源的电动势为_V，内阻为_。(结果保留三位有效数字)答案(1)电路中的电流太小，电流表无法准确测量(2)50 45218(3)17.41.608某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 k)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 )；固定电阻R0(阻值1 000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。(1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。(结果均保留两位小数)解析(1)要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如图(2)由IU图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律R知，电阻率增大；(3)当滑动变阻器的阻值为9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时EUI(rR)得U410I，在图中作出该直线如图所示交点坐标约为U1.75 V，I225 mA，P1UI0.39 W；设滑动变阻器的阻值为R时，灯泡功率最大。EUI(rR)整理得：IU。当直线的斜率最大时，与灯泡的IU曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U3.67 V，I0.32 A，如图所示，最大的功率为P3UI1.17 W。答案(1)(2)增大；增大；(3)0.39 W1.17 W