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2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷(十六)專題五 物理實(shí)驗(yàn) 第三講 電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(通用)

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2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷(十六)專題五 物理實(shí)驗(yàn) 第三講 電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(通用)_第1頁
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1、 考點(diǎn)一 多用電表的使用與讀數(shù) 1.(2020·全國卷Ⅰ)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖1(a)所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有:    圖1 多用電表; 電壓表:量程5 v,內(nèi)阻十幾千歐; 滑動(dòng)變阻器:最大阻值5 kΩ; 導(dǎo)線若干。 回答下列問題: (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k”擋,再將紅表筆和黑表筆________,調(diào)零點(diǎn)。 (2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。 (3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示,這時(shí)電壓表的

2、示數(shù)如圖(c)所示,多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為______kΩ和______v。 (4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 v。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為________kΩ。 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路,如圖2所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為________v,電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為______kΩ。 圖2 2.(2020·江門模擬)某同學(xué)想測量電壓表0~3 v擋的內(nèi)阻,他從實(shí)驗(yàn)室拿來一個(gè)多用電表、

3、3節(jié)干電池、50 Ω的滑動(dòng)變阻器1個(gè)、開關(guān)和若干導(dǎo)線。 圖3 (1)先用多用表粗測其內(nèi)阻,把選擇開關(guān)旋到歐姆擋的“×100”倍率,將________(填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“-”接線柱,另一只表筆接“3 v”的接線柱,多用表的指針位置如圖3甲所示,則電壓表的內(nèi)阻為________ Ω。 (2)再用伏安法測量其內(nèi)阻,把多用表的選擇開關(guān)旋到直流電流的________(填“100”“10”或“1”)mA擋,請?jiān)趫D乙完成其余的連線。 (3)實(shí)驗(yàn)中多用表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,則電壓表的內(nèi)阻為Rv=________。 考點(diǎn)二 以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 3.[考查

4、小電珠的伏安特性曲線] (2020·福建高考)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小,實(shí)驗(yàn)器材如圖4甲所示,現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。 (1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)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(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接; 圖4 (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(dòng)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________

5、____W(保留兩位小數(shù))。 4.[考查電表改裝問題] (2020·全國卷Ⅰ)圖5(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。   圖5 (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(gè)接線柱,電表量程為3 mA;若使用a和c兩個(gè)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(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.

6、5 mA、3.0 mA。電池的電動(dòng)勢為1.5 v,內(nèi)阻忽略不計(jì);定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300 Ω和1 000 Ω;滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 Ω和3 000 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(dòng)變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個(gè)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(hù)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(diǎn)應(yīng)和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:______________________ _______

7、___________________________________________。 考點(diǎn)三 以測電源電動(dòng)勢為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 5. (2020·全國卷Ⅰ)利用如圖6所示電路,可以測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有: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(nèi)阻為RA=6.0 Ω),開關(guān)S。 圖6 實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S; ②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R; ③以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作 -R圖線(用直線擬合);

8、④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題: (1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為________。 (2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0 Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖7甲所示,讀出數(shù)據(jù),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 乙 圖7 (3)在圖

9、乙的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=________ A-1·Ω-1,截距b=________ A-1。 (4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E=________v,內(nèi)阻r=________Ω。 6.(2020·安徽高考)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材:一個(gè)滿偏電流為100 μA、內(nèi)阻為2 500 Ω的表頭,一個(gè)開關(guān),兩個(gè)電阻箱(0~999.9 Ω)和若干導(dǎo)線。 (1)由于表頭量程偏小,該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為0~50 mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱阻值調(diào)為______Ω。 圖

10、8 (2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動(dòng)勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量,實(shí)驗(yàn)電路如圖8所示,通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I,且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。 1 2 3 4 5 6 R/Ω 93.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0 I/mA 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0 IR/v 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20 ①根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖9中已描繪出四個(gè)點(diǎn),請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中,并畫出IR-I圖線。 圖9 ②根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢E是_______

11、_v,內(nèi)阻r是________Ω。 答 案 1.解析:(1)使用多用電表測電阻時(shí),換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,故應(yīng)將兩表筆短接進(jìn)行調(diào)零。 (2)電流應(yīng)從多用電表的紅表筆流入、黑表筆流出,故紅表筆應(yīng)接“1”。 (3)從圖(b)可以看出指針指向歐姆擋15.0位置,電阻擋為“×1 k”,故讀數(shù)為15.0 kΩ;由于電壓表量程為5 V,指針?biāo)肝恢脼?.60,故讀數(shù)為3.60 V。 (4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為零時(shí),多用電表讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻,所以電壓表內(nèi)阻為12.0 kΩ。 (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為E、多用電表內(nèi)阻為R,由第(3)、(4)問可知=,=,兩式聯(lián)立解

12、得:E=9.00 V,R=15.0 kΩ。 答案:(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0 2.解析:(1)由于多用電表的黑色表筆是流出電流的,故它應(yīng)該與電壓表的正接線柱連接,紅色表筆應(yīng)該與電壓表的負(fù)接線柱連接;電壓表的內(nèi)阻為R=30×100 Ω=3 000 Ω。 (2)由于電路中的最大電流約為I==1.5 mA,若選擇“10 mA”和“100 mA”量程,則指針偏轉(zhuǎn)的角度會(huì)很小,誤差較大,如果通過變阻器的調(diào)壓作用,可以讓電壓表中的電流在1 mA以內(nèi),故多用表的直流電流擋選擇“1 mA”量程。 (3)由于電壓表測量的就是電壓表的電壓,電流

13、表測量的就是電壓表的電流,故電壓表的電阻為R=。 答案:(1)紅 3.0×103(或3 000) (2)1 如圖所示 (3) 3.解析:(1)電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大,滑動(dòng)變阻器要用分壓接法,如圖甲所示。 甲 (2)電流表示數(shù)為0.44 A。 (3)當(dāng)外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí),電源有最大的輸出功率,即小電珠的總功率最大,此時(shí)R外=r=1 Ω,I== A=1.5 A,U外==1.5 V,即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V,通過圖像可知每只小電珠的電流為I0=0.38 A,n=≈4(只);通過每只小電珠的電流為I0,兩端電壓為U,根據(jù)閉合電路歐姆定律得:U+nI0r=

14、E,而U+4I0=3 V,U=-4I0+3 V,如圖乙所示,圖線的交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)分別為U≈1.5 V,I0≈0.38 A,P=UI0=0.57 W,P總=nP=0.57×4 W=2.28 W。 答案:(1)如解析圖甲所示 (2)0.44 (3)4 2.28 4.解析:(1)設(shè)使用a和b兩接線柱時(shí),電表量程為I1,使用a和c兩接線柱時(shí),電表量程為I2,則 使用a和b時(shí):+I(xiàn)g=I1① 使用a和c時(shí):+I(xiàn)g=I2② 由①②兩式得R1=15 Ω,R2=35 Ω。 (2)校準(zhǔn)時(shí)電路中的總電阻的最小值為R?。?Ω=500 Ω,總電阻的最大值為R大= Ω=3 000 Ω,故R0選300 Ω

15、的,R選用最大阻值為3 000 Ω的滑動(dòng)變阻器。 (3)d接b時(shí),R1和R2串聯(lián),不論是R1還是R2損壞,電表都有示數(shù)且示數(shù)相同,故應(yīng)將d接c。根據(jù)d接c時(shí)的電路連接情況可知:閉合開關(guān),若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動(dòng),則損壞的電阻是R2。 答案:(1)15 35 (2)300 3 000 (3)c 閉合開關(guān)時(shí),若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動(dòng),則損壞的電阻是R2 5.解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得E=,可得=R+R0+r+。 (2)根據(jù)電流表讀數(shù)原理可得:其讀數(shù)為0.110 A,其倒數(shù)為9.09 A-1。 (3)根據(jù)圖線可知,斜率k=1.

16、0 A-1·Ω-1,截距b=6.0 A-1。 (4)根據(jù)圖線,=1.0 A-1·Ω-1,電動(dòng)勢E=3.0 V,=6.0 A-1,內(nèi)阻r=1.0 Ω。 答案:(1)=R+或?qū)懗桑絉+(5.0+r) (2)①0.110?、?.09 (3)如圖所示 1.0 6.0 (4)3.0 1.0 6.解析:(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個(gè)電阻,由并聯(lián)知識(shí)可知,R(50×10-3-100×10-6)=100×10-6×2 500,解得R≈5.0 Ω (2)描點(diǎn)連線后由圖線縱軸截距得到電池的電動(dòng)勢為1.53 V,由圖線斜率求得的電阻值減去改裝后的電流表阻值可得到電池內(nèi)阻為2.0 Ω。 答案:(1)并聯(lián) 5.0 (2)①如圖所示?、?.53 2.0

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