【三維設計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測28 電學實驗綜合訓練

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1、 課時跟蹤檢測(二十八)　電學實驗綜合訓練 高考?？碱}型：實驗題 1．(2012·濰坊模擬)某同學用螺旋測微器測金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1甲所示，讀數(shù)是________ mm；用多用電表“×1”擋測該金屬絲的電阻，如圖乙所示，讀數(shù)是________ Ω。 圖1 2.在用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗，讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標于坐標圖上，如圖2所示。 (1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出I－U圖線，由此求得該電阻的阻值Rx＝________ Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 (2)畫出“伏安法”測量該

2、電阻的部分電路圖。 圖2 3．某同學想要了解導線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積的關系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導線，進行了如下實驗： (1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如圖3所示。 圖3 讀得直徑d＝________ mm。 (2)該同學經(jīng)實驗測量及相關計算得到如下數(shù)據(jù)： 電阻R(Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 導線直徑d(mm) 0.801 0.999 1.201 1.494 1.998 導線截面積S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135

3、 請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關系？ 若滿足反比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應滿足的關系。 ________________________________________________________________________ (3)若導線的電阻率ρ＝5.1×10－7 Ω·m，則表中阻值為3.1 Ω的導線長度l＝________ m(結果保留兩位有效數(shù)字)。 4．(2011·四川高考)為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻 (1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 V的電壓表 A．量程為1、內(nèi)阻大約為1 kΩ的電壓表 B．量程

4、為2、內(nèi)阻大約為2 kΩ的電壓表 C．量程為3、內(nèi)阻為3 kΩ的電壓表 選擇電壓表________串聯(lián)________kΩ的電阻可以改裝成量程為9 V的電壓表。 (2)利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改裝好的電壓表(此表用符號或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖。 (3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50 V時，電阻箱的阻值為15.0 Ω；電壓表示數(shù)為2.00 V時，電阻箱的阻值為40.0 Ω，則電源的電動勢E＝________V、內(nèi)阻r＝________Ω。 5．(2013·

5、廣東調(diào)研)2010年廣州亞運盛會堪稱是LED綠色照明技術、節(jié)能照明產(chǎn)品得到全面應用的照明科技博覽會。無論是海心沙、廣州塔、廣州中軸線城市景觀照明等重點工程項目，還是亞運城、大學城等數(shù)十個場館和設施，處處都閃耀著國產(chǎn)LED綠色照明、節(jié)能照明產(chǎn)品的光芒。某實驗小組要精確測定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約500 Ω左右，電學符號與小燈泡電學符號相同。 實驗室提供的器材有： 電流表A1(量程為0至50 mA，內(nèi)阻RA1約為3 Ω) 電流表A2(量程為0至3 mA，內(nèi)阻RA2＝15 Ω) 定值電阻R1＝697 Ω 定值電阻R2＝1 985 Ω 滑動變阻

6、器R(0至20 Ω)一只 電壓表V(量程為0至12 V，內(nèi)阻RV＝1 kΩ) 蓄電池E(電動勢為12 V，內(nèi)阻很小) 電鍵S一只 (1)在下邊方框中畫出應采用的電路圖 (2)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx＝________，當表達式中的________(填字母)達到________，記下另一電表的讀數(shù)帶入表達式，其結果為正常工作時電阻。 6．某電壓表的內(nèi)阻在20～50 kΩ之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材： 待測電壓表V(量程3 V)； 電流表A1(量程200 μA)； 電流表A2(量程5 mA)； 電流表A3(量程0

7、.6 A)； 滑動變阻器R(最大阻值1 kΩ)； 電源E(電動勢4 V)； 電鍵K，導線若干。 (1)所提供的電流表中，應選用________(填寫字母代號)。 (2)為了盡量減少誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖。(其中電源和電鍵及其連線已畫出) 圖4 7．(2012·濰坊模擬)為了測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，某同學設計了如圖5甲所示的電路。閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，同時記錄電阻箱的阻值R，電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I，分別描繪了a、b兩條U－I圖線，如圖乙所示

8、。請回答下列問題： 　　 圖5 (1)寫出流過電阻箱的電流I的表達式：________； (2)小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是________(選填“a”或“b”)； (3)根據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E＝________ V，內(nèi)電阻r＝________ Ω，該電路中小燈泡消耗的最大功率為________ W。 8．(2012·深圳模擬)在測定一根粗細均勻的合金絲Rx的電阻率的實驗中。 (1)利用螺旋測微器測定合金絲的直徑，示數(shù)如圖6所示，則可讀得合金絲的直徑為________ mm。

9、 圖6 (2)待測合金絲Rx的電阻約為5 Ω。提供的儀器有： A．電壓表V(內(nèi)阻約為10 kΩ，量程為3 V) B．電流表A1(內(nèi)阻約為3 Ω，量程為0.6 A) C．電流表A2(內(nèi)阻約為0.1 Ω，量程為3 A) D．滑動變阻器R(阻值為0～5 Ω，額定電流為2 A) E．電源E(電動勢為5 V，內(nèi)電阻為1 Ω) F．一個開關、若干導線 ①要求較準確地測出其阻值，電流表應選________。(選填序號) ②某同學根據(jù)以上儀器，按圖7連接實驗線路，在實驗中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化范圍較窄，現(xiàn)請你用筆在圖乙中畫一條線對電路進行修改，使電流表示數(shù)的變化范圍變寬。 ③修改后的電路其測量

10、結果比真實值偏________(選填“大”或“小”)。 圖7 9．(2012·南京模擬)某學習小組在研究小燈泡燈絲電阻和溫度的關系時，描繪了一只小燈泡(3.6 V　0.3 A)的伏安特性曲線。實驗中除紅外測溫儀、導線和開關外，還有以下器材可供選擇： A．電源E(電動勢為6.0 V) B．電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ) C．電壓表V2(量程為0～5 V，內(nèi)阻約為4 kΩ) D．電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω) E．電流表A2(量程為0～100 mA，內(nèi)

11、阻約為2 Ω) F．滑動變阻器R1(最大阻值10 Ω，額定電流1 A) G．滑動變阻器R2(最大阻值2 kΩ，額定電流100 mA) (1)為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，請你選擇合適的電壓表、電流表和滑動變阻器________(填所選儀器前的字母序號)，并為該小組設計電路圖，畫在虛線框內(nèi)。 (2)根據(jù)正確設計的實驗電路圖，學習小組測得電壓、電流、燈絲溫度，并求得對應電阻值，如下表： 電壓/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 電流/A 0 0.051 0.105 0.165

12、 0.205 0.235 0.260 0.280 0.300 電阻/Ω 3.9 4.8 6.1 7.3 8.5 9.6 10.7 12.0 溫度/℃ 12.0 66.1 144.1 216.3 288.3 354.4 420.4 498.5 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，學習小組的同學在圖8中畫出了小燈泡的伏安特性曲線?，F(xiàn)要知道圖線上P點對應的電阻RP，有同學認為可以作出曲線在P點的切線，而RP就等于該切線的斜率的倒數(shù)，這樣做是否正確？ 答：________。(選填“正確”或“不正確”) 圖8 (3)請你根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖9中畫出燈絲

13、的電阻值隨溫度變化的關系圖線。根據(jù)圖中的R－t圖線可知，燈絲的電阻值與溫度的關系是：________；0 ℃時燈絲的電阻值約為________ Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 圖9 答 案 課時跟蹤檢測(二十八) 電學實驗綜合訓練 1．解析：螺旋測微器讀數(shù)時，先讀出固定刻度線的分度值，再讀出可動刻度上的分度值，讀數(shù)時應估讀到最小刻度的十分之一，即0.001 mm。本題中的讀數(shù)為0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；歐姆表測電阻本身就不是很精確，只能近似測出電阻值，所以對其讀數(shù)要求不是很嚴格，小數(shù)點后保留幾位是沒有多大意義的，到底保留多少，就中學考試來講，看

14、題目中已知數(shù)據(jù)的位數(shù)而定，但應注意“×擋位”，該題中7.0也是可以的。 答案：0.900　7 2．解析：(1)圖線如圖所示。 Rx＝＝2.4×103 Ω(2.3×103～2.5×103 Ω) (2)因滿足Rx2>RARV，故采用電流表內(nèi)接法。 答案：見解析 3．解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)要嚴格按步驟讀取，讀數(shù)為(1＋20.0×0.01) mm＝1.200 mm。 (2)由數(shù)據(jù)可得：R與S不成反比，R與S2成反比(或RS2＝恒量)。 (3)根據(jù)電阻定律公式R＝ρ，所以 l＝＝ m＝19 m。 答案：(1)1.200　(2)不滿足，R與S2成反比(或RS2＝恒量)　(3

15、)19 4．解析：電壓表的改裝，須已知待改裝電表的內(nèi)阻，故電壓表選擇；電壓表滿偏時，串聯(lián)電阻兩端電壓為6 V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，串聯(lián)電阻應為待改裝電表內(nèi)阻的2倍，即6 kΩ，改裝后電壓表所測電壓為其示數(shù)的3倍，由閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋r，代入已知數(shù)據(jù)解得：E＝2.5 V，r＝10 Ω。實際電動勢E0＝3E＝7.5 V。 答案：(1) 或C　6　(2)如圖所示 (3)7.5　10 5．解析：(1)滑動變阻器比待測電阻阻值小很多，故供電電路采用分壓式；可估算LED燈正常工作時的電流為：I＝＝6 mA，故電流表A1不能用來測其電流，要精確測定其電阻就要排除電壓表與電流表內(nèi)阻的

16、分流與分壓，所以不能用電壓表V測其電壓與電流表A2測其電流的比值求電阻。由于電流表A2內(nèi)阻已知，與定值電阻串聯(lián)可當做量程為0～6 V的電壓表與燈泡并聯(lián)測電壓；電壓表V內(nèi)阻已知，可知電流表在干路中測得的電流與電流表A2示數(shù)的差值即為通過燈泡的真實電流。 (2)由于燈泡的額定電壓為3 V，所以當I2(R2＋RA2)＝3 V，燈泡達到額定電壓，此時電流的值為：I2＝1.5 mA。 答案：(1)如圖所示 (2)　I2　1.5 mA 6．解析：伏安法測電阻需要兩塊表：電壓表和電流表。本題測量的是一個電壓表的內(nèi)阻，和普通定值電阻不同的是，電壓表本身兩端的電壓UV可以通過自身表的示數(shù)讀取，故不再

17、需要其他的電壓表來測其兩端電壓了，故本題只需一個量程合適的電流表與之串聯(lián)測出其電流IV即可。經(jīng)計算，流經(jīng)待測電壓表的最大電流為Imax＝＝150 μA，考慮安全性及準確性，電流表應選A1。 對于本題，因為待測電阻RV>R(待測電壓表阻值是滑動變阻器最大阻值的20倍以上)，故滑動變阻器應采用分壓式接法，滿足題目多測幾組數(shù)據(jù)的要求。 答案：(1)A1 (2)電路圖如圖所示 7．解析：(1)首先要明白電路的組成：電源、開關、電阻箱、燈泡串聯(lián)成閉合回路，電壓表V1測燈泡兩端電壓，電壓表V2測路端電壓。電阻箱兩端電壓為U＝U2－U1，電阻箱阻值為R，所以流過電阻箱的電流I＝； (2)小燈泡

18、兩端電壓隨電流的增大而增大，所以選圖線b；圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變化的關系圖線； (3)圖線a與縱軸的交點為電源的電動勢3.0 V，圖線a的斜率為電源的內(nèi)阻r＝2.0 Ω，圖線a、b的交點表示U1＝U2即電阻箱的阻值為0，此時小燈泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0 W。 答案：(1)I＝　(2)b　(3)3.0　2.0　1.0 8．解析：(1)由螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則知該合金絲的直徑＝0.5 mm＋10.9×0.01 mm＝0.609 mm。 (2)①由于被測電阻約為5 Ω，電源電動勢為5 V，內(nèi)阻為1 Ω，則電路中出現(xiàn)的最大電流約為0.8 A，如果選擇量程為3 A的電流表，誤

19、差太大，故電流表應選擇量程為0.6 A的。②原電路圖中滑動變阻器是限流作用，電路的電流變化范圍小，加一條導線連接，讓滑動變阻器起分壓作用。被測電路中電流變化范圍變大。③被測電阻值Rx＝，由于電壓表分流，故I>I真，即電阻的測量值比真實值偏小。 答案：(1)0.609(0.607～0.609均對) (2)①B?、谌鐖D所示　③小 9．解析：(1)小燈泡的額定電壓為3.6 V，要描繪其完整的伏安特性曲線，電壓表應選“C”；小燈泡的額定電流為0.3 A，故電流表應選“D”；要求小燈泡兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器應采用分壓式接法，在不超滑動變阻器額定電流的情況下，為操作方便，滑動變阻器應選擇阻值較小的“F”。 (2)不正確，小燈泡的阻值為非線性關系，圖中的橫軸表示小燈泡兩端的電壓U，縱軸表示流經(jīng)它的電流I，圖線上P點對應的阻值為RP＝。 (3)從作出的R－t圖可知，0 ℃時燈絲的電阻值約為3.7 Ω(3.6～3.8 Ω都正確)。 答案：(1)CDF　電路如圖所示 (2)不正確 (3)如圖所示　一次函數(shù)關系　3.7 10