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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題7 處理電學(xué)設(shè)計性實驗的思路與方法練習(xí)(含解析)
1.如圖甲所示為某一型號二極管,其兩端分別記為A和B.圖乙為它的伏安特性曲線,其外表所標(biāo)示的極性已看不清,為確定該二極管的極性,用多用電表的電阻擋進(jìn)行測量.
(1)首先對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,然后將紅、黑表筆正確插入插孔后,選用×100擋進(jìn)行測量,在測量前要進(jìn)行的操作步驟為________________________________________.
(2)將多用電表的紅表筆與二極管的A端、黑表筆與二極管的B端相連時,表的指針偏轉(zhuǎn)角度很大;調(diào)換表筆的連接后,表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小,由上述測量可知該二
2、極管的正極為________(填“A”或“B”)端.
(3)當(dāng)給該二極管加上反向30 V電壓時,用伏安法測量其電阻值,提供的器材有:
①電動勢40 V電源;
②電流表A1,量程0.6 A,內(nèi)阻約10 Ω;
③電流表A2量程50 μA,內(nèi)阻約100 Ω;
④電壓表V,量程為50 V,內(nèi)阻約100 kΩ;
⑤滑動變阻器,總電阻100 Ω;
⑥開關(guān)、導(dǎo)線若干.
在提供的兩塊電流表中應(yīng)選用________(填“②”或“③”),在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖(二極管的符號已畫在圖中).
答案:(1)將紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指到電阻的零刻度處 (2)B (3)③ 電路如圖所示
3、
解析:(1)歐姆調(diào)零的具體步驟為:將紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指到電阻的零刻度處.(2)二極管正向電阻很小,反向電阻極大,多用電表的電流方向是“紅進(jìn)黑出”,可知該二極管的正極為B端.(3)根據(jù)圖乙,當(dāng)反向電壓為30 V時,反向電流不超過50 μA,故電流表選③;二極管反向電阻極大,電流表應(yīng)該采用內(nèi)接法,為了多測幾組數(shù)據(jù),滑動變阻器采用分壓接法.
2.實驗室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管,課外活動小組的同學(xué)設(shè)計了一個實驗來測算螺線管的電阻.他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線和學(xué)生電源等.
(1)他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻,操作過程分以下三個步驟:
4、①將紅表筆插入多用電表的________(填“正”或“負(fù)”)插孔、黑表筆插入多用電表的另一個插孔;選擇電阻擋“×1”;
②________________________________________________________________________;
③把紅、黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相連,多用電表的示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為________ Ω.
(2)根據(jù)多用電表示數(shù),為了減小實驗誤差,并在實驗中獲得
較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,應(yīng)從下圖中的A、B、C、D四個電路中選擇________電路來測量金屬絲電阻.
(3)他們正確連接電路,連通電源后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,
5、發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù).請設(shè)計一種方案,利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據(jù).(只需寫出簡要步驟)
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
答案:(1)正 將紅、黑表筆短接,調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零 4
(2)D (3)①使用多用電表的電壓擋位,接通電源,逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電壓,若電壓等于電源電壓,說明該元件或?qū)Ь€出現(xiàn)斷路故障?、谑?/p>
6、用多用電表的電阻擋位,斷開電路或拆下元件、導(dǎo)線,逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電阻,若電阻為無窮大,說明該元件或?qū)Ь€出現(xiàn)斷路故障
解析:(1)①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔;選擇電阻擋“×1”;②將紅、黑表筆短接,調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零;③讀數(shù)為4 Ω.(2)選擇D電路,被測螺線管電阻為4 Ω,電流表采用外接法誤差較小,要獲得較大電壓變化范圍,滑動變阻器采用分壓式接法.
3.有一量程為0~5 V的電壓表V,某同學(xué)為了知道它的內(nèi)阻,采用了下列測量方法:
(1)該同學(xué)利用歐姆表通過圖甲的方式進(jìn)行測量.測量時歐姆表的黑表筆應(yīng)該與電壓表的________(填“正”或“負(fù)”)極接線柱相連,
7、紅表筆與另一接線柱相連.在歐姆表的擋位位于“×1 k”擋時,歐姆表的示數(shù)如圖乙所示,則電壓表的內(nèi)阻RV約為________kΩ.
(2)為了更準(zhǔn)確地測出這塊電壓表V的內(nèi)阻,該同學(xué)在實驗室找到了下列器材:
電壓表V1:量程0~10 V
定值電阻R0:阻值5 000 Ω
滑動變阻器R1:0~50 Ω
滑動變阻器R2:0~10 kΩ
電源E:電動勢12 V,內(nèi)阻很小
開關(guān)S、導(dǎo)線若干
該同學(xué)設(shè)計了圖丙所示的電路,其中甲為________,乙為________(填“V”或“V1”).滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”).該同學(xué)通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,得到電壓表V
8、、V1的多組讀數(shù)U、U1,以U為縱坐標(biāo)、U1為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系并畫出相應(yīng)圖象,如圖丁所示.若圖象的斜率為k,則電壓表V的內(nèi)阻RV=________(用k和R0表示).
答案:(1)正 4.5(或4.50) (2)V1 V R1
解析:由串聯(lián)電路電壓的關(guān)系:
U1=U+R0,U=U1
所以,斜率k=
解得RV=
4.(xx·吉林市復(fù)習(xí)檢測)待測電阻Rx的阻值為20 Ω,現(xiàn)要測量其阻值,實驗室提供器材如下:
A.電流表A1(量程150 mA,內(nèi)阻約為10 Ω)
B.電流表A2(量程20 mA,內(nèi)阻r2=30 Ω)
C.電壓表V(量程15 V,內(nèi)阻約為3 000 Ω)
D.
9、定值電阻R0=100 Ω
E.滑動變阻器R1,最大阻值為5 Ω,額定電流為1.0 A.
F.滑動變阻器R2,最大阻值為50 Ω,額定電流為0.5 A.
G.電源E,電動勢E=4 V(內(nèi)阻不計)
H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干
(1)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大,測量準(zhǔn)確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,請從所給的器材中選擇合適的實驗器材______________(均用器材前對應(yīng)的序號字母填空);
(2)根據(jù)你選擇的實驗器材,請你在虛線框內(nèi)畫出測量R的最佳實驗電路圖并標(biāo)明元件符號;
(3)待測電阻的表達(dá)式為Rx=________,式中各符號的物理意義為___________________
10、__________________.
答案:(1)ABDEGH (2)如圖所示
(3) 其中I1、I2分別為A1和A2表示數(shù),R0與r2分別為定值電阻和A2內(nèi)阻的阻值.
解析:本題的基本思路是伏安法測電阻.電源電動勢為4 V,15 V的電壓表顯然量程太大,電流表A2量程20 mA,且內(nèi)阻已知,可以改裝為電壓表,題目要求電表調(diào)節(jié)范圍較大,所以變阻器用分壓電路,選小電阻.
5.在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實物電路.
(1)實驗時,應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值
11、”).
(2)改變電阻箱的阻值R,分別測出阻值R0=10 Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是________(填“1”或“2”).
方案編號
電阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點,繪出的 -R圖象是一條直線,若直線的斜率為k,在坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動勢E=________,內(nèi)阻r=________.(用k、b和R0表示)
答案:(1)最大值 (2)2 (3)?。璕0
解析:(1)實驗時,應(yīng)使電路中的電阻阻值最大,所以應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到最大.
(2)方案1中R的阻值與R0相差較大,則R0兩端的電壓過小,電壓表的示數(shù)過小,不能準(zhǔn)確測量R0兩端的電壓,所以方案1不合理;方案2中R的阻值與R0相差較小,R0兩端的電壓較大,電壓表的示數(shù)較大,所以方案2比較合理.
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有:E=(R0+R+r)
則=R+
由k=得E=
由b=得r=-R0.