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2019-2020年高考物理二輪復習 專題整合突破五 物理實驗 第13講 電學實驗效果自評 1．[xx四川高考]用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6 V，電池內阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V(量程0～6 V)； 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關S一個，導線若干條。 某同學的實驗過程如下： Ⅰ.設計如圖1所示的電路圖，正確連接電路。 Ⅱ.將R的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄。以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖2所示的圖線。 Ⅲ.斷開開關，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變。重復Ⅱ的步驟，得到另一條UI圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0)，與縱軸U的交點坐標為(0，U0)。 回答下列問題： ①電流表應選用________，滑動變阻器應選用________； ②由圖2的圖線，得電源內阻r＝________Ω； ③用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx＝________，代入數(shù)值可得Rx； ④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________。(選填“相同”或“不同”) 答案?、貯2　R2?、?5?、郏璻?、芟嗤〔煌? 解析　①電路總電阻可能的最小值約為數(shù)十歐，則回路中可能的最大電流大于30 mA，可見，電流表應選用A2。 若選用滑動變阻器R1，電路中電流變化范圍太窄，并且當R1連入電路阻值最大時，電路中電流仍可能會超過電流表A2的量程，故應選用R2。 ②圖2中，U－I圖線的斜率的絕對值等于電源內阻，由圖象可知：r＝25 Ω。 ③由題意可知，Rx＋R＝，則Rx＝－r。 ④若電表為理想電表，Rx接在B、C或A、B之間，對干路中電流無影響，故電流表示數(shù)變化范圍相同，很顯然，電壓表示數(shù)變化范圍不相同。 2．[xx福建高考]某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導線的連接。 ①實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接； ②某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為________A； ③該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為________W(保留兩位小數(shù))。 答案?、偃鐖D所示?、?.44?、? 2．25(2.22～2.28均對) 解析?、俑鶕?jù)題意，實驗電路為分壓電路，電流表外接，按照電流流向即可完成連線，在連線時要注意電表的極性，并注意接線要連到接線柱上。 ②因為電流表的最小分度值是0.02 A，所以讀數(shù)為220.02 A＝0.44 A。 ③當電源的內阻與外阻相同時，小電珠的總功率最大，即當總電流I＝＝1.5 A，路端電壓為U＝1.5 V時，小電珠的總功率最大，從題圖中可知U＝1.5 V時，通過每個小電珠的電流為I0＝0.38 A，所以有n＝＝4，總功率約為P＝IU＝1.51.5 W＝2.25 W。 3．[xx天津高考]用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V，內電阻約1 Ω)的電動勢和內電阻，除待測電池組、電鍵、導線外，還有下列器材供選用： A．電流表：量程0.6 A，內電阻約1 Ω B．電流表：量程3 A，內電阻約0.2 Ω C．電壓表：量程3 V，內電阻約30 kΩ D．電壓表：量程6 V，內電阻約60 kΩ E．滑動變阻器：0～1000 Ω，額定電流0.5 A F．滑動變阻器：0～20 Ω，額定電流2 A ①為了使測量結果盡量準確，電流表應選用________，電壓表應選用________，滑動變阻器應選用________。(均填儀器的字母代號) ②如圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導線將________和________相連、________和________相連、________和________相連。(均填儀器上接線柱的字母代號) ③實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以________為縱坐標，以________為橫坐標。 答案?、貯　D　F?、赼　d　c　g　f　h(3條連線必須全對)　③　或U　，或　R(橫縱坐標互換亦可) 解析?、儆捎诒粶y電池組的電動勢約4.5 V，因此電壓表應選用D，由于電池允許通過的電流一般不超過0.5 A，因此電流表選用A，滑動變阻器起限流作用，為了方便調節(jié)，因此阻值不宜太大，選用F。②考慮到電流表內電阻與電池組的內電阻相差不大，而電壓表內電阻特別大，為了使測量誤差盡可能小，需用電壓表測量電流表和滑動變阻器的總電壓，故還需在電路中用導線將a與d相連接，c與g相連接，f與h相連接，電路連接如圖。③若用電阻箱與電壓表以伏阻法測電源電動勢和內電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋r，變形得＝＋，以為縱坐標，為橫坐標，作出的圖象是一條直線。 4．[xx課標全國卷Ⅱ]電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下： 待測電壓表(量程3 V，內阻約為3000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內阻不計)，開關2個，導線若干。 (1)虛線框內為該同學設計的測量電壓表內阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。 (2)根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟：______________________ ___________________________________________________________ (3)將這種方法測出的電壓表內阻記為R′V，與電壓表內阻的真實值RV相比，R′V________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)實驗電路圖如圖所示 (2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最?。婚]合開關S1、S2，調節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內阻 (3)> 斷開S2，調節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法同樣給分) 解析　(1)由于R1的總阻值遠小于測量電路總電阻，故控制電路采用分壓式接法，電路圖見答案。 (2)(3)見答案。 5．[xx課標全國卷Ⅰ]圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖，其中虛線框內是毫安表的改裝電路。 (1)已知毫安表表頭的內阻為100 Ω，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內阻為150 Ω的標準電流表對改裝電表的3 mA擋進行校準，校準時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V，內阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1000 Ω：滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3000 Ω。則R0應選用阻值為________Ω的電阻，R應選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護電阻，虛線框內未畫出的電路即為圖(a)虛線框內的電路。則圖中的d點應和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：_____________________。 答案　(1)15 35 (2)300 3000 (3)c 閉合開關時，若電表指針偏轉，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2 解析　(1)由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等有：使用a和b兩個接線柱時1 mA100 Ω＝(3－1) mA(R1＋R2)；使用a和c兩個接線柱時1 mA(100 Ω＋R2)＝(10－1)mAR1，聯(lián)立可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。(2)由題意知校準時電路中電流的范圍為0.5 mA≤I≤3.0 mA，則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總＝滿足500 Ω≤R總≤3000 Ω，而兩電表的總電阻RA＝150 Ω＋＝183 Ω，故R0＋R應滿足317 Ω≤R0＋R≤2817 Ω，可知R0只能選用300 Ω的，R只能選用3000 Ω的。(3)在圖(b)電路中，當d接c時，若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數(shù)，若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數(shù)，故可由毫安表有無示數(shù)來判斷損壞的電阻；當d接b時，無論R1還是R2損壞，對毫安表示數(shù)的影響相同，從而不能進行判定。