2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時作業(yè)十三 電學(xué)實(shí)驗(含解析)

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1、課時作業(yè)十三 電學(xué)實(shí)驗 填空題 1.(2019年吉林省實(shí)驗中學(xué)高三模擬)實(shí)驗室中有一塊量程較小的電流表G,其內(nèi)阻約為1 000 Ω,滿偏電流為100 μA,將它改裝成量程為1 mA、10 mA雙量程電流表.現(xiàn)有器材如下: A.滑動變阻器R1,最大阻值50 Ω B.滑動變阻器R2,最大阻值50 kΩ C.電阻箱,最大阻值9 999 Ω D.電池E1,電動勢3.0 V E.電池E2,電動勢4.5 V(所有電池內(nèi)阻均不計) F.單刀單擲開關(guān)S1和S2,單刀雙擲開關(guān)S3及導(dǎo)線若干 圖1 ] 圖2 (1)采用圖1所示電路測量電流表G的內(nèi)阻,為提高測量精確度,選用的滑動變阻器為

2、__________,選用的電池為________(填器材前的字母序號);采用此種方法得到表頭內(nèi)阻的測量值________表頭內(nèi)阻的真實(shí)值(填“>”“=”或“<”). (2)如在步驟(1)中測得電流表G的內(nèi)阻為900 Ω,將電流表G改裝成雙量程電流表.現(xiàn)有兩種備選電路,如圖2(a)和圖2(b).則圖2________(填“a”或“b”)為合理電路,則在合理電路中R1=________Ω,R2=________Ω. 解析:(1)“半偏電流法”測定電流表G的內(nèi)電阻Rg,本實(shí)驗在要求R?R′的條件下,使得電流表兩端的電壓很小,則要用大的滑動變阻器故選B;本實(shí)驗要求滑動變阻器的分壓盡量大于電流表的

3、電壓,則要選電動勢大一點(diǎn)的電源,故選E;當(dāng)S2接通時,R′有電流流過,R′和Rg并聯(lián),并聯(lián)后的電阻減小,總電流增加,當(dāng)電流表示數(shù)從滿偏電流I1調(diào)到半偏電流時,R′中電流稍大于,則R′

4、電壓”的實(shí)驗中: (1)用多用表測電流或電阻的過程中________. A.在測量電阻時,更換倍率后必須重新進(jìn)行調(diào)零 B.在測量電流時,更換量程后必須重新進(jìn)行調(diào)零 C.在測量未知電阻時,必須先選擇倍率最大擋進(jìn)行試測 D.在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進(jìn)行試測 (2)測量時多用表指針指在如圖3所示位置.若選擇開關(guān)處于“10 V”擋,其讀數(shù)為________V;若選擇開關(guān)處于“×10”擋,其讀數(shù)________(選填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω. 圖3 解析:(1)多用電表測量電阻時,更換倍率后都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,選項A正確;測量電流前需要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,

5、更換量程時不需要進(jìn)行再次調(diào)零,選項B錯誤;在測量未知電阻時,要先用中等倍率的擋位試測,看指針偏角情況后再換用恰當(dāng)倍率擋測量,故選項C錯誤;在測量未知電流時,必須選擇電流最大量程進(jìn)行試測,避免電表燒壞,故選項D正確.(2)若選擇開關(guān)處于“10 V”擋,則電表的最小刻度為0.2 V,此時讀數(shù)為5.4 V;若選擇開關(guān)處于“×10”擋,根據(jù)表盤刻盤“左密右疏”可知,指針指示小于15,所以讀數(shù)應(yīng)該小于150 Ω,故小于200 Ω. 答案:(1)AD (2)5.4 小于 3.某同學(xué)制作了一個簡單的多用電表,圖4甲為多用電表的內(nèi)部電路圖.已知選用的電流表的內(nèi)阻Rg=5 Ω、滿偏電流Ig=25 mA,當(dāng)選

6、擇開關(guān)接3時為量程為0~100 V的電壓表.該多用電表表盤如圖4乙所示,下排刻度均勻,C為上排刻度線的中間刻度,由于該同學(xué)粗心,上排刻度線對應(yīng)數(shù)據(jù)沒有標(biāo)出. 圖4 (1)若指針指在圖4乙所示位置,選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為________;選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為________. (2)為了測該多用電表歐姆擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動勢,這位同學(xué)在實(shí)驗室找到了一個電阻箱,設(shè)計了如下實(shí)驗: ①將選擇開關(guān)接2,紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器R1使電表指針滿偏; ②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指在C處,此時電阻箱的示數(shù)如圖4丙所示,則C處刻度應(yīng)為________Ω. ③

7、計算得到多用電表內(nèi)電源的電動勢為________V.(保留兩位有效數(shù)字) (3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連,若指針在圖4乙所示位置,則待測電阻的阻值為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 解析:(1)選擇開關(guān)接1時測電流,多用電表為量程是0~25 mA的電流表,其分度值為0.5 mA,示數(shù)為17.0 mA.選擇開關(guān)接3時測電壓,多用電表為量程是0~100 V的電壓表,其分度值為2 V,其示數(shù)為68 V. (2)②由圖丙所示的電阻箱可知,電阻箱示數(shù)為0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω. ③指針指在C處時,電流表示數(shù)為12.5 mA=

8、1.25×10-2 A,C處電阻為中值電阻,則電表內(nèi)阻為150 Ω,電源電動勢E=I×2R=1.25×10-2×2×150 V=3.8 V. (3)根據(jù)第(1)問可知,調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連,此時電路中的電流值為17.0 mA,而表內(nèi)電源的電動勢為E=3.8 V,表內(nèi)總電阻等于中值電阻,為150 Ω,所以待測電阻的阻值約為R= Ω-150 Ω=74 Ω. 答案:(1)17.0 mA 68 V (2)②150?、?.8 (3)74 4.某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行抽查,檢驗負(fù)責(zé)人說:“十幾個不合格產(chǎn)品中,大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題,主要是銅材質(zhì)量不合格

9、,使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅,電阻率達(dá)不到要求……”. (1)欲測量某捆電線的電阻率是否合格,經(jīng)查閱,純銅的電阻率為1.7×10-8 Ω·m,取長度為100 m(真實(shí)長度)的電線,橫截面積取1 mm2,可供選用的器材有: A.電源(電動勢約為6 V,內(nèi)阻不計); B.待測長度為100 m的電線一捆; C.電壓表V1(量程為0~3 V,內(nèi)阻為6 kΩ); D.電壓表V2(量程為0~15 V,內(nèi)阻為20 kΩ); E.電流表A1(量程為0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.125 Ω); F.電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻約為0.025 Ω); H.定值電阻R1=1 kΩ; G.定值

10、電阻R2=6 kΩ; K.滑動變阻器(最大阻值為5 Ω,允許通過的最大電流為3 A). 為使實(shí)驗盡可能準(zhǔn)確,電表的示數(shù)均要達(dá)到滿偏的以上,請你根據(jù)實(shí)驗要求在圖5甲中完成實(shí)物圖的連線,注意閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞. 圖5 (2)請你選擇合適的器材,電壓表為________,電流表為________,定值電阻為________.(填儀器前的序號) (3)某次測量得電壓表示數(shù)為2.50 V,電流表讀數(shù)如圖5乙所示,為________A. (4)經(jīng)分析計算,這捆電線電阻率是否達(dá)標(biāo)________.(選填“是”或“否”) 解析:(1)該捆電線的電阻約為Rx=ρ=1.7

11、 Ω,小于滑動變阻器的最大電阻,故滑動變阻器采用限流式接法;電路中的最大電流大于0.6 A,故電流表選量程較大的A2;閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大端,電壓表V1的量程太小,而電壓表V2的量程又太大,示數(shù)達(dá)不到滿偏量程的以上,故應(yīng)把R2與V1串聯(lián)起來,擴(kuò)大V1的量程;電流表采用外接法.測量電路如圖6所示. 圖6 (2)由(1)中分析可知電壓表選C,電流表選F,定值電阻選G. (3)電流表的讀數(shù)I=2.50 A. (4)被測電線的電阻R== Ω=2.0 Ω,電阻率ρ==Ω·m=2.0×10-8 Ω·m>1.7×10-8 Ω·m,故該電線電阻率不達(dá)標(biāo). 答案:(1)圖見

12、解析 (2)C F G (3)2.50 (4)否 5.實(shí)驗小組要測定一個電池組的電動勢E和內(nèi)阻r,并測量保護(hù)電阻的阻值Rx.已知電池組的電動勢約為6 V,電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐,可選用的實(shí)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V1和電壓表V2(量程均為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(guān)S一個,導(dǎo)線若干 圖7 某同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗過程如下: ①實(shí)驗電路圖如圖7甲所示,正確連接電路;將滑動變阻器R接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S; ②逐漸減小滑動變阻器R

13、的阻值,測量并記錄多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)U1、U2、I. 根據(jù)上面信息,回答下列問題: (1)實(shí)驗中電流表應(yīng)選用__________,滑動變阻器應(yīng)選用________. (2)如圖7乙所示是根據(jù)步驟②的測量數(shù)據(jù)作出的U1-I圖象,由圖象可知,電源電動勢E=________ V,電源內(nèi)阻r=________ Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (3)用U1、U2、I表示待測保護(hù)電阻的阻值Rx=______,考慮到電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響,實(shí)驗中待測電阻的測量值與真實(shí)值相比__________(選填“偏小”“偏大”或“相等”). 解析:(1)由題意可知,電動勢約為6 V,而電池內(nèi)阻和待測電

14、阻的阻值均約為幾十歐,電流表應(yīng)該選取A2,由電路圖可知,滑動變阻器采用限流式接法,應(yīng)比Rx與內(nèi)阻之和或差不多,故應(yīng)選R2.(2)由圖象可知,圖線在縱軸上的截距表示電動勢大小,可知E=5.9 V,圖線的斜率的絕對值表示內(nèi)阻,故r=||=25 Ω.(3)由部分電路的歐姆定律得Rx=,由于電壓表的分流作用,電流表的示數(shù)小于實(shí)際通過待測電阻Rx的電流I1,Rx的真實(shí)值為Rx0=,其中I

15、可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流電源E(電動勢3 V),開關(guān)1個,導(dǎo)線若干.實(shí)驗步驟如下: ①按電路原理圖8(a)連接線路; ②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖7(a)中最左端所對應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S; ③調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏; ④保持滑動變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00 V,記下電阻箱的阻值. 回答下列問題: (1)實(shí)驗中應(yīng)選擇滑動變阻器________(填“R1”或“R2”). (2)根據(jù)圖8(a)所示電路將圖8(b

16、)中實(shí)物圖連線. (3)實(shí)驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位). (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標(biāo)號). A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA 解析:(1)滑動變阻器R1的阻值較小,在分壓電路中便于調(diào)節(jié),故實(shí)驗中應(yīng)選擇滑動變阻器R1. (2)實(shí)物圖連線如圖9所示. 圖9 (3)電阻箱阻值為0時,電壓表滿偏電壓Ug=2.5 V,電阻箱阻值R=630.0 Ω時,電壓表的示數(shù)UV=2.00 V,此時電阻箱兩端的電壓UR=Ug-UV=0.5 V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得=, 故Rg=R=×630.0 Ω=2 520 Ω. (4)電壓表的滿偏電流為Ig,則IgRg=Ug, 故Ig== A≈1 mA,選項D正確. 答案:(1)R1 (2)圖見解析 (3)2 520 (4)D - 8 -

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