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2019-2020年高考物理二輪復習 第一部分 考前復習方略 專題十三 電學實驗限時訓練 1．(xx長沙一模)實際電流表有內阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測量實際電流表G1內阻r1的電路如圖甲所示． 供選擇的儀器如下： ①待測電流表G1(0～5 mA，內阻約300 Ω)； ②電流表G2(0～10 mA，內阻約100 Ω)； ③定值電阻R1(300 Ω)； ④定值電阻R2(10 Ω)； ⑤滑動變阻器R3(0～1 000 Ω)； ⑥滑動變阻器R4(0～20 Ω)； ⑦干電池(1.5 V)； ⑧開關S及導線若干． (1)定值電阻應選______，滑動變阻器應選______．(在空格內填寫序號) (2)用連線連接如圖乙所示的實物圖． (3)測量多組電流表G1、G2的讀數(shù)I1、I2，以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應圖線，如圖丙所示．根據(jù)I2－I1圖線的斜率k及定值電阻(選定)，寫出待測電流表內阻的表達式________________________________________________________________________． 解析：(1)根據(jù)電路的原理圖，定值電阻應適當大一些，滑動變阻器采用分壓接法時，應選用阻值適當小一些的，故定值電阻選③，滑動變阻器選⑥. (2)實物連線如圖所示，連線時要注意電表的正負接線柱不能接反． (3)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1. 答案：(1)③?、蕖?(2)見解析圖　(3)r1＝(k－1)R1 2.(xx濱州一模)(1)某同學用螺旋測微器測量一段粗細均勻的金屬絲的直徑，如圖所示，直徑d為________mm. (2)該同學用多用電表測量其電阻阻值約為5 Ω，現(xiàn)用伏安法進一步精確測量其電阻，備有以下器材： 直流電源E：電動勢約4.5 V，內阻很??； 直流電流表A1：量程0～3 A，內阻約0.025 Ω； 直流電流表A2：量程0～0.6 A，內阻約0.125 Ω； 直流電壓表V：量程0～3 V，內阻約3 kΩ； 滑動變阻器R1：最大阻值為50 Ω； 開關、導線若干． ①在可選擇的器材中應選用的電流表是________．(選填“A1”或“A2”) ②僅從實驗原理上看實驗電路電阻的測量值________真實值．(選填“大于”“小于”或“等于”) ③如圖所示實物連接圖，還有兩根導線沒有連接，請補充完整． 解析：(1)讀數(shù)為4 mm＋48.70.01 mm＝4.487 mm. (2)①流過電流表的最大電流為Imax＝ A＝0.6 A，故電流表選A2. ②因為被測電阻較小，電流表應外接，由于電壓表的分流，電阻的測量值小于真實值． ③電路可采用限流式，電流表外接． 答案：(1)4.487(0.002)　(2)①A2　②小于 ③如圖所示 3．(xx濰坊模擬)為測定一節(jié)干電池(電動勢約1.5 V，內阻約1.0 Ω)的電動勢和內阻，實驗室備有電流計G(滿偏電流為3 mA，內阻為25 Ω)、定值電阻R0＝0.126 Ω、開關和若干導線及以下器材： A．量程0～3 V，內阻約1 000 Ω的電壓表 B．量程0～15 V，內阻約1 500 Ω的電壓表 C．總阻值為10 Ω、額定電流為2 A的滑動變阻器 D．總阻值為100 Ω、額定電流為1 A的滑動變阻器 (1)因電流計量程太小，需將R0與電流計________以擴大量程． (2)電壓表應選擇________；滑動變阻器應選擇________．(填代號) (3)請在虛線框內完成實驗電路圖． (4)根據(jù)所畫出的電路圖，分析引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________________________________________________________________________． 解析：本題中給出了電壓表，雖沒有電流表，但給了電流計，且內阻已知，同時還給出了定值電阻，因此需考慮將電流計改裝成電流表，即將電流計與定值電阻并聯(lián)，然后用伏安法測量電源電動勢和內阻，根據(jù)實驗可畫出電路圖；根據(jù)電源電動勢的大約值，可選擇使用量程為3 V的電壓表；又因為電源內阻很小，若滑動變阻器的總阻值遠大于電源內阻，則在減小滑動變阻器阻值時，開始電壓表示數(shù)幾乎不變，最后電壓表和電流表會突然變化，造成讀數(shù)誤差很大，故應選用總阻值為10 Ω的滑動變阻器；本實驗中由于電壓表的分流作用，使得改裝后的電流表測得的電流偏小(讀數(shù)只是通過滑動變阻器的電流)，造成測得的電動勢和內阻均偏小． 答案：(1)并聯(lián)　(2)A　C　(3)如圖所示 (4)由于電壓表的分流作用造成改裝后電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小 4．(xx高考廣東卷)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內阻約為3 kΩ)、電流表(內阻約為1 Ω)、定值電阻等． 甲 　　　 乙　　　　　　　　丙 (1)使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為________Ω，據(jù)此應選擇圖中的________(填“乙”或“丙”)電路進行實驗． (2)連接所選電路，閉合S，滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸________(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應的電壓；將元件X換成元件Y，重復實驗． (3)圖丁是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U－I圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件． 丁 　　　戊 (4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21 Ω的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內阻r，電路如圖戊所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V．利用圖丁可算得E＝________V，r＝________Ω(結果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)． 解析：(1)用多用電表的歐姆擋測電阻時，電阻值＝示數(shù)倍率，故X的讀數(shù)為10.01 Ω＝10.0 Ω，由于＜或RX?RV，故用伏安法測元件X的電阻時，電流表應外接，故選圖乙電路進行實驗．(2)滑片P從左向右滑動過程中，元件X兩端的電壓越來越大，電流越來越大，故電流表示數(shù)逐漸增大．(3)由U－I圖線可知Y是非線性元件．(4)由(3)中的U－I圖線，可知線性元件的電阻RX＝10.0 Ω，當S1、S2都閉合時，回路中的電流I1＝＝0.30 A，當S1閉合，S2斷開時，回路中的電流I2＝＝0.10 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝I1(RX＋r)，E＝I2(RX＋R＋r)，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得E＝3.15 V≈3.2 V，r＝0.50 Ω. 答案：(1)10.0　乙　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50 5．(xx高考福建卷)某學習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線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接； 　　　 甲　　　　　　　　　　　　乙 丙 (2)某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，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))． 解析：(1)電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖1所示． 圖1 (2)電流表示數(shù)為0.44 A. (3)當外電路的總電阻與電源內阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時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，通過圖象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＝E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖2所示，兩圖線的交點縱、橫坐標分別為U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W，P總＝nP＝0.574 W＝2.28 W. 圖2 答案：(1)見解析　(2)0.44　(3)4　2.28 6．(xx江西八校聯(lián)考)(1)某研究小組的同學為了測量某一電阻Rx的阻值，甲同學先用多用電表進行粗測．使用多用電表歐姆擋時，將選擇開關置于合適的擋位后，必須先將兩表筆短接，再進行________，使指針指在歐姆刻度的“0”處．若該同學將選擇旋鈕置于“1”位置，指針在刻度盤上停留的位置如圖甲所示，則所測量的電阻值為________Ω. (2)為進一步精確測量該電阻，實驗臺上擺放有以下器材： A．電流表(量程15 mA，內阻未知) B．電流表(量程0.6 A，內阻未知) C．電阻箱(最大電阻99.99 Ω) D．電阻箱(最大電阻999.9 Ω) E．電源(電動勢3 V，內阻1 Ω) F．單刀單擲開關2只 G．導線若干 乙同學設計的電路圖如圖乙所示，現(xiàn)按照如下實驗步驟完成實驗： ①調節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R1，僅閉合S1，使電流表指針有較大的偏轉且讀數(shù)為I； ②調節(jié)電阻箱，保持開關S1閉合，閉合開關S2，調節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表讀數(shù)仍為I. a．根據(jù)實驗步驟和實驗器材規(guī)格可知，電流表應選擇________，電阻箱應選擇 ________.(填器材前字母) b．根據(jù)實驗步驟可知，待測電阻Rx＝________(用題目所給測量量表示)． (3)利用以上實驗電路，閉合S2，調節(jié)電阻箱R，可測量出電流表的內阻RA，丙同學通過調節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了－R圖象如圖丙所示．若圖象中縱軸截距為1 A－1，則電流表內阻RA＝________Ω. 解析：(1)在使用多用電表歐姆擋測電阻時，換擋必進行歐姆調零．所測電阻值為18.0 Ω.(2)因電源的電動勢為3 V，要求電流表指針有較大的偏轉，故電流表選用A，電阻箱選用D.根據(jù)串并聯(lián)電路特點和閉合電路歐姆定律，對步驟①可得：E＝I(r＋R1＋Rx)；對步驟②可得：E＝I(r＋R2)，聯(lián)立可得：Rx＝R2－R1.(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點和閉合電路歐姆定律，E＝I(r＋R＋RA)，可得：＝＋R，即＝1 A－1，RA＝2 Ω. 答案：(1)歐姆調零　18.0　(2)a.A　D　b．R2－R1　(3)2