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2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 高考題型研究 課時(shí)作業(yè)四 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)命題點(diǎn)(含解析)

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1、課時(shí)作業(yè)四 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)命題點(diǎn) 1.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表.可選用的器材有:微安表頭(量程100 μA,內(nèi)阻900 Ω);電阻箱R1(阻值范圍0~999.9 Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~99 999.9 Ω);導(dǎo)線若干. 要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表.組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋. 圖1 回答下列問題: (1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱. (2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1=________Ω,R2

2、=________Ω.(保留到個(gè)位) 解析:(1)微安表頭改裝成毫安電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻,再把電流表改裝成電壓表,需要串聯(lián)一個(gè)大電阻,電路如圖2所示. 圖2 (2)接a時(shí)改裝成量程為1 mA的電流表,有 IgRg=(I-Ig)R1 解得R1=100 Ω 接b時(shí)改裝成量程為3 V的電壓表,有 U=IgRg+I(xiàn)R2 解得R2=2 910 Ω. 答案:(1)見解析圖 (2)100 2 910 2.(2019年山東一模)某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為2 V的小燈泡正常工作時(shí)的電阻,已知該小燈泡正常工作時(shí)的電阻大約為500 Ω.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有: A.電流表A1(量程為2

3、0 mA,內(nèi)阻r1約為3 Ω,讀數(shù)記為I1) B.電流表A2(量程為3 mA,內(nèi)阻r2=15 Ω,讀數(shù)記為I2) C.定值電阻R1=985 Ω D.定值電阻R2=1 985 Ω E.滑動(dòng)變阻器R(0~20 Ω) F.電壓表V(量程為6 V,內(nèi)阻RV=1 kΩ,讀數(shù)記為U) G.蓄電池E(電動(dòng)勢為10 V,內(nèi)阻很小) H.開關(guān)S一個(gè) (1)如圖3所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,請你幫他選擇合適的器材,電表1應(yīng)選________,電表2應(yīng)選________,定值電阻應(yīng)選________.(這三空均填寫器材前的字母代號) 圖3 (2)測量小燈泡電阻的表達(dá)式為Rx=_______

4、_(用字母表示).實(shí)驗(yàn)時(shí),不斷改變滑動(dòng)變阻器的阻值,當(dāng)電表2的示數(shù)達(dá)到________時(shí),其對應(yīng)的結(jié)果為小燈泡正常工作時(shí)的電阻. 解析:(1)由于小燈泡額定電壓為2V,而已知電壓表的量程較大,測量誤差較大,不能用此電壓表測量小燈泡兩端的電壓,可以將電流表A2與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓,故電表2為B;改裝成3 V量程的電壓表的內(nèi)阻:RV′== Ω=1 000 Ω,A2的內(nèi)阻為15 Ω,則定值電阻應(yīng)選C;小燈泡正常工作時(shí)的電流約為I== A=4 mA左右,電流表的量程較大,電流表不能精確測量電流;電壓表內(nèi)阻已知,對應(yīng)滿偏電流為:Im= A=0.006 A=6 mA,故用電壓表測量電流更為

5、準(zhǔn)確,因此電表1應(yīng)選用電壓表F. (2)測量小燈泡電阻的表達(dá)式為Rx==,因?yàn)楦难b后的電壓表內(nèi)阻為RV′=1 000 Ω,則當(dāng)I2=2 mA時(shí),小燈泡兩端的電壓為2 V,達(dá)到額定電壓,測出來的電阻為正常工作時(shí)的電阻. 答案:(1)F B C (2) 2 mA 3.(2019年安順監(jiān)測)某同學(xué)測量一只標(biāo)識模糊的電阻Rx的伏安特性,步驟如下: 圖4 (1)用多用表“×10”倍率的電阻擋測量該元件的電阻時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏角過小,該同學(xué)換用“×100”倍率的電阻擋,并重新進(jìn)行________后再測量,表盤的示數(shù)如圖4甲所示,則Rx的測量值為________kΩ. (2)若用伏安法測量Rx的

6、阻值,用到的器材和規(guī)格如下: 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0~50 Ω,允許通過的最大電流為0.5 A) 電流表A(量程0~10 mA,內(nèi)阻約為50 Ω) 電壓表V(量程0~15 V,內(nèi)阻約為5 kΩ) 直流電源E(電動(dòng)勢15 V,內(nèi)阻不計(jì)) 開關(guān)S,導(dǎo)線若干 圖4乙是該同學(xué)連接好的部分實(shí)驗(yàn)電路,請你用筆畫線將電壓表接入圖乙所示的實(shí)物電路,并盡可能多測幾組數(shù)據(jù),使測量結(jié)果更精確. (3)若測量值與真實(shí)值相比偏大,請你說明導(dǎo)致測量值偏大的主要原因(不考慮實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差)____________________________. 解析:(1)歐姆表偏角過小,說明用×10擋測出電阻較大

7、,此時(shí)需換用“×100”倍率的電阻擋,并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,表盤的示數(shù)如題圖所示,則該電阻的阻值Rx=22×100 Ω=2 200 Ω=2.2 kΩ. (2)因?yàn)橐鄿y數(shù)據(jù),所以滑動(dòng)變阻器用分壓式接法,而Rx2>RA·RV,故電流表采用內(nèi)接法,實(shí)物連接如圖5所示. 圖5 (3)由圖可知,電流表采用內(nèi)接法,由于電流表的分壓,實(shí)驗(yàn)所測電壓偏大,故電阻的測量值偏大. 答案:(1)歐姆調(diào)零 2.2 (2)見解析圖 (3)引起誤差的原因是因?yàn)殡娏鞅淼姆謮? 4.(2019年高三聊城模擬)某同學(xué)用一個(gè)滿偏電流為10 mA、內(nèi)阻為30 Ω的電流表,一只滑動(dòng)變阻器和一節(jié)電動(dòng)勢為1.5 V的干電池組

8、裝成一個(gè)歐姆表,如圖6甲所示. 圖6 (1)甲、乙測試筆中,甲表筆應(yīng)是________(選填“紅”或“黑”)表筆. (2)電流表5 mA刻度處應(yīng)標(biāo)的電阻刻度為________Ω. (3)經(jīng)調(diào)零后,將甲、乙兩表筆分別接圖6乙中的a、b兩點(diǎn),指針指在電流表刻度的4 mA處,則電阻Rx=________Ω. (4)若誤將甲、乙兩表筆分別接在了圖6乙中的a、c兩點(diǎn),則Rx的測量結(jié)果________(選填“偏大”或“偏小”). (5)再給電流表并聯(lián)一個(gè)合適的定值電阻R0,就可組裝成一個(gè)中間刻度值為15 Ω的歐姆表,則R0=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 解析:(1)為了保證電

9、流由正接線柱流入表頭,紅表筆應(yīng)接內(nèi)部電源的負(fù)極,則甲應(yīng)為紅表筆. (2)設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,當(dāng)電流表滿偏時(shí),則有:10×10-3 A=,解得:R=150 Ω,當(dāng)電流表的示數(shù)為5 mA時(shí),則有:5×10-3 A=,解得:Rx′=150 Ω. (3)當(dāng)電流表示數(shù)為4 mA時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律有:4×10-3 A=,解得:Rx=225 Ω. (4)若誤將甲、乙兩表筆分別接在了題圖乙中的a、c兩點(diǎn),則回路中的兩個(gè)電源串聯(lián),電流增大,指針偏轉(zhuǎn)更大,故Rx的測量結(jié)果偏?。? (5)歐姆表的中間刻度值為15 Ω,說明歐姆表的內(nèi)阻為15 Ω,此時(shí)回路中的最大電流為I==

10、 A=0.1 A,根據(jù)電流表的改裝原理,有:I=Ig+, 解得:R0== Ω≈3.3 Ω. 答案:(1)紅 (2)150 (3)225 (4)偏小 (5)3.3 5.(2019年武漢質(zhì)檢)某同學(xué)用如圖7甲所示的電路測量恒壓源的輸出電壓Ux和定值電阻Rx的阻值.實(shí)驗(yàn)室提供器材如下. 直流電源E(輸出電壓為5 V);待測電阻Rx(阻值約為100 Ω);直流電壓表V(量程0~5 V,內(nèi)阻約為15 kΩ);電阻箱R(阻值范圍0~999.9 Ω);開關(guān)S,導(dǎo)線若干. 圖7 實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記錄多組電阻箱、電壓表的示數(shù),得到如圖7乙所示的-R關(guān)系圖線.回答下列問題.(計(jì)算結(jié)果保留兩

11、位有效數(shù)字) (1)由圖7乙可知直線在縱軸上的截距b=________V-1,在橫軸上的截距a=________Ω. (2)若不考慮電壓表的影響,恒壓源輸出電壓Ux的測量值U1=______V,定值電阻Rx的測量值R1=______Ω. (3)若考慮電壓表的影響,恒壓源輸出電壓Ux的測量值為U2,定值電阻Rx的測量值為R2.則U1________U2,R1________R2(選填“大于”“等于”或“小于”). 解析:(1)由題圖乙可知直線在縱軸上的截距b=0.20 V-1,在橫軸上的截距a=-1.0×102 Ω. (2)由歐姆定律可知:Ux=U+R,解得=+R;則=0.2,=,

12、解得Ux=5.0 V;Rx=1.0×102 Ω. (3)若考慮電壓表的影響,則可將電壓表的內(nèi)阻與Rx并聯(lián),等效為Rx′,則由并聯(lián)電阻的關(guān)系可知Rx′

13、0 V,內(nèi)阻RV2=9 kΩ) 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約50 Ω) 電源E(電動(dòng)勢為12 V,內(nèi)阻不計(jì)) 開關(guān)S一個(gè)、導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)過程如下: (1)利用多用電表歐姆擋測量電壓表V1的內(nèi)阻,將紅、黑表筆短接調(diào)零后,選用圖8甲中________(選填“A”或“B”)方式連接. 圖8 (2)實(shí)驗(yàn)中,兩表的示數(shù)如圖8乙所示,多用電表歐姆擋的讀數(shù)為________Ω,電壓表的讀數(shù)為________V,通過計(jì)算可得出歐姆擋電池的電動(dòng)勢為________V.(以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (3)利用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1對電壓表V2進(jìn)行校對,請?jiān)谙旅娣娇蛑挟嫵鲭娐穲D. K (4)校對中

14、發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1示數(shù)為9.00 V時(shí),電壓表V2的示數(shù)為10.00 V,為使V2示數(shù)準(zhǔn)確,應(yīng)給V2表串聯(lián)________ Ω的電阻. 解析:(1)根據(jù)多用電表中兩表筆電流的流向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”,可知A圖正確. (2)因?yàn)殡妷罕鞻1的內(nèi)阻為幾十千歐,所以多用電表歐姆擋的讀數(shù)為30.0×103 Ω=3.00×104 Ω;電壓表V1的量程為10 V,所以分度值為0.2 V,故讀數(shù)為5.8 V;根據(jù)題意中值電阻為15 kΩ,即歐姆表內(nèi)阻為15 kΩ,所以根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=5.8 V,解得E=8.70 V. (3)因?yàn)椴⒙?lián)電路電壓相等,所以要校對電壓表,可將兩電壓表并聯(lián)

15、,由于電壓表電阻過大,而滑動(dòng)變阻器最大阻值只有50 Ω,所以為了讀數(shù)變化明顯,采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法,電路圖如圖9所示. 圖9 (4)根據(jù)歐姆定律可得×10 V=9 V,解得R=1 kΩ=1 000 Ω. 答案:(1)A (2)3.00×104 5.8 8.70 (3)見解析圖 (4)1 000 7.(2019年太原一模)在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測量儀器均已校準(zhǔn).待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖10甲所示,其讀數(shù)應(yīng)為________ cm(該值接近多次測量的平均值). (2)用伏安法測金屬絲

16、的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢3 V,內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,記錄數(shù)據(jù)如下: 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0 0.02 0.06 0.16 0.22 0.34 0.46 0.52 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用圖10乙中的________圖(選填“A”或“B”).

17、 圖10 (3)如圖10丙是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖丙中實(shí)物間的連線. (4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖10丁所示,圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請?jiān)趫D中標(biāo)出第3、5、7次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________Ω(保留兩位有效數(shù)字). (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字). 解析:(1)固定刻度讀數(shù)為0,可動(dòng)刻度讀數(shù)為39.7,所測長度為0+39.7×0.01

18、 mm=0.397 mm=0.039 7 cm. (2)由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻Rx約為5 Ω,則有Rx<,屬于小電阻,用外接法測量誤差小,由記錄的數(shù)據(jù)可知電壓、電流從接近0開始調(diào)節(jié),所以應(yīng)該采用分壓接法,故選A. (3)實(shí)物圖如圖11所示. (4)描繪出第3、5、7三個(gè)點(diǎn)后可見第7次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去,然后畫出U-I圖線,如圖12所示.由畫出的圖線可知:Rx= Ω=4.4 Ω. 圖11 圖12 (5)根據(jù)電阻定律R=ρ,得ρ=R=R,代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出ρ=1.1×10-6 Ω·m. 答案:(1)0.039 7(0.039 5~0.039 9均可) (2)A (3)見解析圖 (4)見解析圖 4.4(4.3~4.7均可)  (5)1.1×10-6 - 10 -

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