高三物理二轮复习 专题限时集训 第1部分 专题突破篇 专题14 电学实验

1 专题限时集训 十四 电学实验 建议用时 40 分钟 1 8 分 2016 长沙一模 如图 21 所示为多用电表欧姆挡的原理示意图 其中电流 表的满偏电流为 300 A 内阻 rg 100 调零电阻最大阻值 R 50 k 串联的固定 电阻 R0 50 电池电动势 E 1 5 V 用它测量电阻 Rx 能准确测量的阻值范围是 图 21 A 30 80 k B 3 8 k C 300 800 k D 3 000 8 000 k B 多用电表指针满偏时对应的内阻为 R 内 5 k 当 Rx R 内 时表针指在中央 EIg 多用电表指针在表盘中央附近时误差较小 所以其测量范围是 3 8 k 故本题答案为 B 2 8 分 2016 辽宁模拟 一直流电压表 量程为 1 V 内阻为 1 000 现将一阻 值为 5 000 7 000 之间的固定电阻 R1与此电压表串联 以扩大电压表的量程 为求得 扩大后量程的准确值 再给定一直流电源 电动势 E 为 6 7 V 内阻可忽略不计 一阻值 R2 2 000 的固定电阻 两个单刀开关 S1 S 2及若干导线 1 为达到上述目的 将电路图连成一个完整的实验电路图 图 22 2 连线完成以后 当 S1与 S2均闭合时 电压表的示数为 0 90 V 当 S1闭合 S 2断开 时 电压表的示数为 0 70 V 由此可以计算出改装后电压表的量程为 V 电源电 动势为 V 解析 在测量时 一次将改装电压表接在电源上 一次将改装电压表与定值电阻 2 串联后接在电源上 分别根据闭合电路的欧姆定律列式 联立方程组求出改装电压表的内 阻 两个开关都闭合时 E RV 当 S1闭合 S 2断开时 E RV R2 U11 000 U21 000 联立得 RV 7 000 E 6 3 V 改装电压表的量程为 7 000 V 7 V 11 000 答案 1 电路如图所示 2 7 6 3 3 8 分 2015 邢台四模 在 测定金属丝的电阻率 的实验中 待测金属丝的电阻 Rx约为 3 实验室备有下列实验器材 A 电压表 V 量程 3 V 内阻约为 3 k B 电流表 A 量程 0 6 A 内阻约为 1 C 滑动变阻器 R 0 10 额定电流 0 5 A D 电源 E 电动势为 3 V 内阻约为 0 3 E 开关 S 导线若干 甲 乙 丙 丁 图 23 1 为减小实验误差 应选用图 23 中 选填 甲 或 乙 为该实验的电路 原理图 2 现用刻度尺测得金属丝长度为 60 00 cm 用螺旋测微器测得其直径示数如图 23 丙 则直径为 mm 图丁为两电表的示数 则该金属丝的电阻率为 m 结果保 留 3 位有效数字 3 解析 1 因 1 000 3 RVRx 3 0003 RxRA 31 则有 电流表应选择外接法 因此实验电路应选乙 RVRxRxRA 2 螺旋测微器的固定刻度读数为 0 5 mm 可动刻度读数为 0 01 10 8 mm 0 108 mm 所以最终读数为 0 608 mm 由图示电压表可知 其量程为 3 V 分度值为 0 1 V 示数为 1 20 V 由图示电流表 可知 其量程为 0 6 A 分度值为 0 02 A 示数为 0 50 A 电阻阻值 Rx UI 1 200 50 2 4 由 Rx 可知 电阻率 LS RxSL m 1 16 10 6 m 2 4 3 14 12 0 608 10 3 2 0 6 答案 1 乙 2 0 608 0 606 0 609 均正确 1 16 10 6 1 15 10 6 1 17 10 6 均正确 4 8 分 某些固体材料受到外力后除了产生形变 其电阻率也要发生变化 这种由于 外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为 压阻效应 现用如图 24 所示的电路研 究某长薄板电阻 Rx的压阻效应 已知 Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧 实验室中有下列 器材 A 电源 E 3 V 内阻约为 1 B 电流表 A1 0 6 A 内阻 r1 5 C 电流表 A2 0 6 A 内阻 r2约为 1 D 开关 S 定值电阻 R0 1 为了比较准确测量电阻 Rx 请完成虚线框内电路图的设计 图 24 2 在电阻 Rx上加一个竖直向下的力 F 设竖直向下为正方向 闭合开关 S 记下电表 读数 A 1读数为 I1 A 2读数为 I2 得 Rx 用字母表示 3 改变力的大小 得到不同的 Rx值 然后让力反向从下向上挤压电阻 并改变力的 大小 得到不同的 Rx值 最后绘成图象如图 25 所示 除观察到电阻 Rx的阻值随压力 F 增 4 大而均匀减小外 还可得到的结论是 当 F 竖直向下时可得 Rx与其所受 压力 F 的数值关系是 Rx 图 25 解析 1 测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流 所给实验器材没 有电压表 可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联 测出电阻两端电压 另一个电流表 串联在电路中测电路电流 实验电路图如图所示 2 电阻两端电压 U I1r1 通过电阻的电流 I I2 I1 电阻阻值 Rx UI I1r1I2 I1 3 由题图所示图象可知 图象具有对称性 当正反向压力大小相等时 对应的电阻阻 值相等 由图象可知 电阻与压力是一次函数关系 设为 Rx R0 kF 由图象可知 R0 16 把 Rx 14 F 1 N 代入关系式解得 k 2 则关系式 为 Rx 16 2 F 答案 见解析 5 8 分 二极管是一种半导体元件 它的符号为 其特点是具有单向导电 性 电流从正极流入时电阻比较小 而从负极流入时电阻比较大 1 某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线 因二极管外壳所印的标 识模糊 为判断该二极管的正 负极 他们用多用电表电阻挡测二极管的正 反向电 阻 其步骤是 将选择开关旋至合适倍率 进行欧姆调零 将黑表笔接触二极管的左端 红表笔接触右端时 指针偏角比较小 然后将红 黑表笔位置对调后再进行测量 指针偏 角比较大 由此判断 选填 左 或 右 端为二极管的正极 2 厂家提供的伏安特性曲线如图 26 为了验证厂家提供的数据 该小组对加正向电 5 压时的伏安特性曲线进行了描绘 可选用的器材有 图 26 A 直流电源 E 电动势 3 V 内阻忽略不计 B 滑动变阻器 R 0 20 C 电压表 V1 量程 5 V 内阻约 50 k D 电压表 V2 量程 3 V 内阻约 20 k E 电流表 A 量程 0 6 A 内阻约 0 5 F 电流表 mA 量程 50 mA 内阻约 5 G 待测二极管 D H 单刀单掷开关 S 导线若干 为了提高测量结果的准确度 电压表应选用 电流表应选用 填序号 字母 3 为了达到测量目的 请画出正确的实验电路原理图 4 为了保护二极管 正向电流不要超过 25 mA 请你对本实验的设计或操作提出一条 合理的建议 导学号 37162082 解析 1 欧姆表内部有电源 电源正极接在负接线柱上 当红表笔接触右端时 说明红表笔接入电源的负极 此时指针偏角较小 说明电阻较大 故说明接入了反向电压 故二极管右端应为正极 2 电源电压为 3 V 故电压表应选 3 V 量程进行测量 而由坐标可知 电路中电流较 小 故电流表应选 50 mA 的即可 3 为了得出完整的图象 应采用分压接法 同时因正向电阻较小 故 可以采用外接法 原理图如图 4 为了防止超过最大电流 可以在电路中串接保护电阻 同时也可以 通过实验方法 即慢慢调节滑动触片 注视电流表 使电流表示数不得超 过 25 mA 答案 1 右 2 D F 3 见解析 4 可能的答案 a 在二极管支路串入一阻 值合适的限流电阻起保护作用 b 闭合开关前滑动触头停在最左端 向右移动滑动触头时 应缓慢进行 同时仔细观察电流表示数变化 以防止电流超过 25 mA 只要回答合理均可 6 6 8 分 一个小灯泡的额定电压为 2 0 V 额定电流约为 0 5 A 选用下列实验器材 进行实验 并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性图线 A 电源 E 电动势为 3 0 V 内阻不计 B 电压表 V1 量程为 0 3 V 内阻约为 1 k C 电压表 V2 量程为 0 15 V 内阻约为 4 k D 电流表 A1 量程为 0 3 A 内阻约为 0 1 E 电流表 A2 量程为 0 0 6 A 内阻约为 0 6 F 滑动变阻器 R1 最大阻值为 15 额定电流为 1 0 A G 滑动变阻器 R2 最大阻值为 150 额定电流为 1 0 A H 开关 S 导线若干 实验得到如下数据 I 和 U 分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压 I A 0 00 0 16 0 25 0 30 0 34 0 40 0 45 0 50 U V 0 00 0 20 0 40 0 60 0 80 1 20 1 60 2 00 1 实验中电压表应选用 电流表应选用 滑动变阻器应选用 请填写选项前对应的字母 2 不改动已连接导线 在实物连接图 27 甲中把还需要连接的导线补上 闭合开关前 应使滑动变阻器的滑片放在最 选填 左 或 右 端 3 在坐标图乙中画出小灯泡的 U I 曲线 甲 乙 图 27 解析 1 灯泡额定电压是 2 V 则电压表选 B 灯泡额定电流为 0 5 A 则电流 7 表选 E 为方便操作 滑动变阻器选 F 2 灯泡正常发光时电阻 R 4 4 远小于 UI 电压表内阻 则电流表采用外接法 由表中数据可知 电压与电流从零开始变化 则滑动 变阻器应采用分压式接法 电路图如图甲所示 闭合开关前 为保护电路 应使滑动变阻 器的滑片放在最左端 3 根据表中实验数据 在坐标系中描出对应的点 然后作出灯泡的 U I 图象 如图乙所示 甲 乙 答案 1 B E F 2 见解析图 左 3 见解析图 7 14 分 小明利用如图 28 所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻 图 28 1 图中电流表的示数为 A 2 调节滑动变阻器 电压表和电流表的示数记录如下 U V 1 45 1 36 1 27 1 16 1 06 8 I A 0 12 0 20 0 28 0 36 0 44 请根据表中的数据 在方格纸上作出 U I 图线 由图线求得 电动势 E V 内阻 r 3 实验时 小明进行了多次测量 花费了较长时间 测量期间一直保持电路闭合 其 实 从实验误差考虑 这样的操作不妥 因为 解析 1 由题中电路图知 电流表使用 0 6 A 量程 所以读数为 0 44 A 2 描 点画图 如图所示 根据 U E Ir 可得 电动势为 E 1 60 V 图线斜率的绝对值等于内 阻 r 1 22 3 干电池长时间使用后 电动势和内阻会发生变化 导致实验误差增 大 答案 1 0 44 2 U I 图象见解析 1 60 1 58 1 62 都算对 1 22 1 18 1 26 都算对 3 干电池长时间使用后 电动势和内阻会发生变化 导致实 验误差增大