高考物理二輪復習 第1部分 專題突破篇 限時集訓12 電學實驗-人教版高三物理試題

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1、專題限時集訓(十二)　電學實驗 (建議用時：40分鐘) 1.(8分) (2016·長沙一模)如圖20所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流為300 μA，內阻rg＝100 Ω，調零電阻最大阻值R＝50 kΩ，串聯的固定電阻R0＝50 Ω，電池電動勢E＝1.5 V，用它測量電阻Rx，能準確測量的阻值范圍是 (　　) 圖20 A．30～80 kΩ B．3～8 kΩ C．300～800 kΩ D．3 000～8 000 kΩ B　[多用電表指針滿偏時對應的內阻為R內＝＝5 kΩ，當Rx＝R內時表針指在中央，多用電表指針在表盤中央附近時誤差較小，所以其測量范圍是3～

2、8 kΩ，故本題答案為B.] 2．(10分) (2016·遼寧模擬)一直流電壓表，量程為1 V，內阻為1 000 Ω，現將一阻值為5 000～7 000 Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯，以擴大電壓表的量程．為求得擴大后量程的準確值，再給定一直流電源(電動勢E為6～7 V，內阻可忽略不計)，一阻值R2＝2 000 Ω的固定電阻，兩個單刀開關S1、S2及若干導線． 圖21 (1)為達到上述目的，將圖21所示的電路圖連成一個完整的實驗電路圖． (2)連線完成以后，當S1與S2均閉合時，電壓表的示數為0.90 V；當S1閉合，S2斷開時，電壓表的示數為0.70 V，由此可以計算出改裝后

3、電壓表的量程為________V，電源電動勢為________V. 【解析】　在測量時，一次將改裝電壓表接在電源上，一次將改裝電壓表與定值電阻串聯后接在電源上，分別根據閉合電路的歐姆定律列式，聯立方程組求出改裝電壓表的內阻，兩個開關都閉合時，E＝RV，當S1閉合，S2斷開時，E＝(RV＋R2)，聯立得RV＝7 000 Ω，E＝6.3 V，改裝電壓表的量程為×7 000 V＝7 V. 【答案】　(1)電路如圖所示 (2)7　6.3 3．(12分)(2015·邢臺四模)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為3 Ω，實驗室備有下列實驗器材： 【導學號：2570206

4、1】 A．電壓表V(量程3 V，內阻約為3 kΩ) B．電流表A(量程0.6 A，內阻約為1 Ω) C．滑動變阻器R(0～10 Ω，額定電流0.5 A) D．電源E(電動勢為3 V，內阻約為0.3 Ω) E．開關S，導線若干 甲　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　　　　丁 圖22 (1)為減小實驗誤差，應選用圖22中__________(選填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖． (2)現用刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm，用螺旋測微器測得其直徑示數如圖丙，則直徑為________mm.圖丁為兩電表的示數，則該金屬絲的電阻率為______Ω·m.(結

5、果保留3位有效數字) 【解析】　(1)因＝＝1 000，＝＝3， 則有>，電流表應選擇外接法，因此實驗電路應選乙． (2)螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5 mm，可動刻度讀數為0.01×10.8 mm＝0.108 mm，所以最終讀數為0.608 mm. 由圖示電壓表可知，其量程為3 V，分度值為0.1 V，示數為1.20 V，由圖示電流表可知，其量程為0.6 A，分度值為0.02 A，示數為0.50 A，電阻阻值：Rx＝＝ Ω＝2.4 Ω；由Rx＝ρ可知，電阻率：ρ＝＝ Ω·m≈1.16×10－6 Ω·m. 【答案】　(1)乙　(2)0.608(0.606～0.609均正確) 1．

6、16×10－6(1.15×10－6～1.17×10－6均正確) 4．(12分)某些固體材料受到外力后除了產生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現象稱為“壓阻效應”．現用如圖23所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實驗室中有下列器材： A．電源E(3 V，內阻約為1 Ω) B．電流表A1(0.6 A，內阻r1＝5 Ω) C．電流表A2(0.6 A，內阻r2約為1 Ω) D．開關S，定值電阻R0 (1)為了比較準確測量電阻Rx，請完成虛線框內電路圖的設計． 圖23 (2)在電阻Rx上加一個豎直向下的

7、力F(設豎直向下為正方向)，閉合開關S，記下電表讀數，A1讀數為I1，A2讀數為I2，得Rx＝________(用字母表示)； (3)改變力的大小，得到不同的Rx值．然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值，最后繪成圖象如圖24所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F增大而均勻減小外，還可得到的結論是______________．當F豎直向下時可得Rx與其所受壓力F的數值關系是Rx＝________. 圖24 【解析】　(1)測電阻阻值需要測出電阻兩端電壓與通過電阻的電流，所給實驗器材沒有電壓表，可以用已知內阻的電流表與待測電阻并聯，測出電阻兩端電壓，另一個電流表串

8、聯在電路中測電路電流，實驗電路圖如圖所示： (2)電阻兩端電壓U＝I1r1，通過電阻的電流I＝I2－I1，電阻阻值Rx＝＝. (3)由題圖所示圖象可知，圖象具有對稱性，當正反向壓力大小相等時，對應的電阻阻值相等； 由圖象可知，電阻與壓力是一次函數關系，設為Rx＝R0＋kF， 由圖象可知：R0＝16 Ω，把Rx＝14 Ω，F＝1 N代入關系式解得：k＝－2，則關系式為：Rx＝16－2F. 【答案】　見解析 5．(12分)二極管是一種半導體元件，它的符號為“”，其特點是具有單向導電性．電流從正極流入時電阻比較小，而從負極流入時電阻比較大． (1)某課外興趣小組想要描繪某種晶體二極

9、管的伏安特性曲線，因二極管外殼所印的標識模糊，為判斷該二極管的正、負極，他們用多用電表電阻擋測二極管的正、反向電阻．其步驟是：將選擇開關旋至合適倍率，進行歐姆調零．將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時，指針偏角比較?。缓髮⒓t、黑表筆位置對調后再進行測量，指針偏角比較大，由此判斷________(選填“左”或“右”)端為二極管的正極． (2)廠家提供的伏安特性曲線如圖25，為了驗證廠家提供的數據，該小組對加正向電壓時的伏安特性曲線進行了描繪，可選用的器材有： 圖25 A．直流電源E：電動勢3 V，內阻忽略不計 B．滑動變阻器R：0～20 Ω C．電壓表V1：量程5 V，內阻

10、約50 kΩ D．電壓表V2：量程3 V，內阻約20 kΩ E．電流表A：量程0.6 A，內阻約0.5 Ω F．電流表mA：量程50 mA，內阻約5 Ω G．待測二極管D H．單刀單擲開關S，導線若干 為了提高測量結果的準確度，電壓表應選用________，電流表應選用________(填序號字母)． (3)為了達到測量目的，請畫出正確的實驗電路原理圖． (4)為了保護二極管，正向電流不要超過25 mA，請你對本實驗的設計或操作提出一條合理的建議：________. 【解析】　(1)歐姆表內部有電源，電源正極接在負接線柱上，當紅表筆接觸右端時，說明紅表筆接入電源的負極；此時指

11、針偏角較小，說明電阻較大，故說明接入了反向電壓，故二極管右端應為正極． (2)電源電壓為3 V，故電壓表應選3 V量程進行測量；而由坐標可知，電路中電流較小，故電流表應選50 mA的即可． (3)為了得出完整的圖象，應采用分壓接法，同時因正向電阻較小，故可以采用外接法，原理圖如圖． (4)為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節(jié)滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25 mA. 【答案】　(1)右　(2)D　F　(3)見解析　(4)可能的答案：a.在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護作用．b.閉合開關前滑動觸頭停在最左端，向右移動滑動

12、觸頭時應緩慢進行，同時仔細觀察電流表示數變化，以防止電流超過25 mA(只要回答合理均可)． 6．(12分)一個小燈泡的額定電壓為2.0 V，額定電流約為0.5 A，選用下列實驗器材進行實驗，并利用實驗數據描繪和研究小燈泡的伏安特性圖線． 【導學號：25702062】 A．電源E：電動勢為3.0 V，內阻不計 B．電壓表V1：量程為0～3 V，內阻約為1 kΩ C．電壓表V2：量程為0～15 V，內阻約為4 kΩ D．電流表A1：量程為0～3 A，內阻約為0.1 Ω E．電流表A2：量程為0～0.6 A，內阻約為0.6 Ω F．滑動變阻器R1：最大阻值為15 Ω，額定電流為1.

13、0 A G．滑動變阻器R2：最大阻值為150 Ω，額定電流為1.0 A H．開關S，導線若干 實驗得到如下數據(I和U分別表示通過小燈泡的電流和加在小燈泡兩端的電壓)： I/A 0.00 0.16 0.25 0.30 0.34 0.40 0.45 0.50 U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.20 1.60 2.00 (1)實驗中電壓表應選用______________；電流表應選用________________；滑動變阻器應選用______________(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)． (2)不改動已連接導線，在實物連接

14、圖26甲中把還需要連接的導線補上．閉合開關前，應使滑動變阻器的滑片放在最________(選填“左”或“右”)端． (3)在坐標圖乙中畫出小燈泡的U－I曲線． 甲 乙 圖26 【解析】　(1)燈泡額定電壓是2 V，則電壓表選B；燈泡額定電流為0.5 A，則電流表選E；為方便操作，滑動變阻器選F；(2)燈泡正常發(fā)光時電阻R＝＝4 Ω，4 Ω遠小于電壓表內阻，則電流表采用外接法；由表中數據可知，電壓與電流從零開始變化，則滑動變阻器應采用分壓式接法，電路圖如圖甲所示；閉合開關前，為保護電路，應使滑動變阻器的滑片放在最左端；(3)根據表中實驗數據，在坐標系中描出對應的點，然后作出燈泡

15、的U－I圖象，如圖乙所示． 甲 乙 【答案】　(1)B　E　F (2)見解析圖　左 (3)見解析圖 7．(14分)利用如圖27所示電路，可以測量電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材有： 圖27 待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω)，電阻R0(阻值為3.0 Ω)，電阻R1(阻值為3.0 Ω)，電流表(量程為200 mA，內阻為RA＝6.0 Ω)，開關S. 實驗步驟如下： ①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S； ②多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R； ③以為縱坐標，R為橫坐標，作 －R圖線(用直線擬合)； ④求出直線的斜率k和在縱軸

16、上的截距b. 回答下列問題： (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則與R的關系式為________． (2)實驗得到的部分數據如下表所示，其中電阻R＝3.0 Ω時電流表的示數如圖28甲所示，讀出數據，完成下表．答：①________；②________. R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 /A－1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 甲 乙 圖28 (3)在圖10乙的坐標紙上將所

17、缺數據點補充完整并作圖，根據圖線求得斜率k＝____________A－1·Ω－1，截距b＝____________A－1. (4)根據圖線求得電源電動勢E＝______________V，內阻r＝________Ω. 【解題關鍵】　本題要首先利用閉合電路歐姆定律得出I與R的函數關系，然后變形成y＝kx＋b這樣的一次函數． 【解析】　本題是用伏安法測電源電動勢和內阻的實驗，可根據閉合電路歐姆定律分析． (1)根據閉合電路歐姆定律可知： E＝IRA＋(R＋R0＋r) 將R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω代入上式得＝R＋(5.0＋r)． (2)從讀數上，有效數字要一

18、致，即讀數是0.110 A，倒數是9.09 A－1. (3)由 －R關系可知k＝，截距b＝(5.0＋r)；由給出的數據作出圖象，連線時盡可能使多的點在同一直線上，不在直線上的點要均勻分布在直線兩側． 由圖象可知，k＝1.0 A－1·Ω－1，b＝6.0 A－1. (4)電源電動勢E＝3.0 V，電源內阻r＝1.0 Ω. 【答案】　(1)＝R＋(5.0＋r) (2)①0.110 A　②9.09 A－1 (3)如解析圖所示，k＝1.00(或在0.96～1.04之間)，b＝6.0(或在5.9～6.1之間) (4)E＝3.0(或在2.7～3.3之間)　r＝1.0(或在0.6～1.4之間)