《2016屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破五 物理實驗 第13講 電學(xué)實驗效果自評》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2016屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破五 物理實驗 第13講 電學(xué)實驗效果自評(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電學(xué)實驗
1.[2015·四川高考]用實驗測一電池的內(nèi)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(nèi)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(guān)S一個,導(dǎo)線若干條。
某同學(xué)的實驗過程如下:
Ⅰ.設(shè)計如圖1所示的電路圖,正確連接電路。
Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)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.
2、斷開開關(guān),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(fù)Ⅱ的步驟,得到另一條U-I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(yīng)選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________;
②由圖2的圖線,得電源內(nèi)阻r=________Ω;
③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)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(diào)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
3、“相同”或“不同”)
答案?、貯2 R2?、?5 ③-r?、芟嗤〔煌?
解析?、匐娐房傠娮杩赡艿淖钚≈导s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(yīng)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(dāng)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(yīng)選用R2。
②圖2中,U-I圖線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)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.[2015·福建高考]某
4、學(xué)習(xí)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(dǎo)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(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接;
②某次測量,電流表指針偏轉(zhuǎn)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(nèi)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 ③4
2.25(2.
5、22~2.28均對)
解析 ①根據(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22×0.02 A=0.44 A。
③當(dāng)電源的內(nèi)阻與外阻相同時,小電珠的總功率最大,即當(dāng)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=1.5×1.5 W=2.25 W。
3.[2015·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
6、約4.5 V,內(nèi)電阻約1 Ω)的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:
A.電流表:量程0.6 A,內(nèi)電阻約1 Ω
B.電流表:量程3 A,內(nèi)電阻約0.2 Ω
C.電壓表:量程3 V,內(nèi)電阻約30 kΩ
D.電壓表:量程6 V,內(nèi)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(jié)果盡量準確,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用________,滑動變阻器應(yīng)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
7、需在電路中用導(dǎo)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(yīng)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 ①由于被測電池
8、組的電動勢約4.5 V,因此電壓表應(yīng)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(diào)節(jié),因此阻值不宜太大,選用F。②考慮到電流表內(nèi)電阻與電池組的內(nèi)電阻相差不大,而電壓表內(nèi)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(dǎo)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(nèi)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.[2015·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
9、表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實驗室提供的器材如下:
待測電壓表(量程3 V,內(nèi)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(nèi)阻不計),開關(guān)2個,導(dǎo)線若干。
(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補充完整。
(2)根據(jù)設(shè)計的電路,寫出實驗步驟:______________________
___________________________________________________________
(3)將這種方法測
10、出的電壓表內(nèi)阻記為R′V,與電壓表內(nèi)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小;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)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(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所
11、示的電阻值,此即為測得的電壓表內(nèi)阻
(3)> 斷開S2,調(diào)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.[2015·課標全國卷Ⅰ]圖(a)為某同學(xué)改裝和校準毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。
(1)已知毫安表表頭的內(nèi)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
12、,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(nèi)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(nèi)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(yīng)選用阻值為________Ω的電阻,R應(yīng)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
13、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(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點應(yīng)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(guān)時,若電表指針偏轉(zhuǎn),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 mA×100 Ω=(3-1) mA×(R1+R2);使用a和c兩個接線柱時1 mA×(100 Ω+R2)=(10-1)mA×R1,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(yīng)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(dāng)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(dāng)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。