2025版高考物理一轮总复习第10章恒定电流专题强化12电学实验基础提能训练

第十章专题强化十二1．(2024·山东青岛高三期中)小明从试验室拿来了20分度的游标卡尺和螺旋测微器，分别对导体棒的长度L和直径d进行测量。图甲是游标卡尺的测量结果，可知长度L为2.550cm；在运用螺旋测微器的过程中，该同学发觉，在将测砧与测微螺杆并拢后，无法对齐零刻度线，如图乙所示，若接着用此螺旋测微器测量金属丝的直径，读数如图丙所示，则金属丝的直径为2.400mm。[解析]依据20分度游标卡尺读数规则，可读出导体棒长度为L＝25mm＋10×0.05mm＝25.50mm＝2.550cm，依据螺旋测微器读数规则，可得出该金属丝的直径为d＝d2－d1＝(2.5mm＋36.0×0.01mm)＋(46.0×0.01mm)＝2.400mm。2．有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明白，便于运用者正确读取数据。传统游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示。(1)它的精确度是0.05mm。(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是3.130cm。[解析](1)39mm等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为1.95mm，故精确度为2.00mm－1.95mm＝0.05mm。(2)主尺示数为31mm，游标尺示数为6×0.05mm＝0.30mm，故物体的厚度为31mm＋0.30mm＝31.30mm＝3.130cm。3．(2024·江西景德镇高三月考)某试验小组要测量一根镍铬合金丝通过额定电流(0.4A)时的电阻。把合金丝绕成螺线圈固定在接线板上，供应的试验器材如图乙所示：直流电源、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值50Ω)、开关和导线若干。(1)接受如图甲所示的电路测电阻时，电压表一端接线固定，另一端接线接a点，调整滑动变阻器，使得电流表示数为0.40A，此时电压表示数为10.0V，保持滑动变阻器滑片位置不变，电压表另一端接b点时，发觉电流表示数几乎不变，电压表示数变为10.5V。那么本试验中电压表另一端接线接a点时，得到的结果更接近合金丝电阻的真实值，此时电阻的测量值为25.0Ω。(计算结果保留三位有效数字)(2)试验之前滑动变阻器滑片的位置如图乙所示，依据第(1)问的解答，为保证明验的平安性，请你用笔画线代替导线把乙图的电路连接完整。[答案](2)见解析图[解析](1)电压表一端接线固定，另一端接线接a点换为接b点时，电流表示数几乎不变，但电压表示数变更较大，说明电流表内阻对试验影响较大，电压表内阻对试验几乎没有影响，所以应当接受电流表外接法，即电压表另一端接线接a点时，得到的结果更接近合金丝电阻的真实值。此时电阻的测量值Rx＝eq\f(Ua,Ia)＝25.0Ω。(2)为了保证明验的平安性，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应当调到最大，所以滑动变阻器下方接线柱接右下方；由于电压表的示数能够达到10.0V，所以电源电动势应当选12V的，电压表量程选15V，如图所示。4．(2024·全国卷Ⅰ，22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学接受两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是接受电压表跨接在O、P(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。(2)依据所用试验器材和图(b)可推断，由图线Ⅰ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为50.5Ω(保留1位小数)。(3)考虑到试验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为50.0Ω(保留1位小数)。[解析](1)若通过Rx的电流相等，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值较大，由R＝eq\f(U,I)可知图线Ⅰ所测电阻较大，图线Ⅱ所测电阻较小，则图线Ⅱ是接受电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的。(2)由题图(b)可得图线Ⅰ测得电阻阻值RⅠ＝eq\f(3.00－1.00,59.6－20.0×10－3)Ω≈50.5Ω，图线Ⅱ测得电阻阻值RⅡ＝eq\f(3.00－0.95,63.6－21.0×10－3)Ω≈48.1Ω，待测电阻阻值约为50Ω，eq\f(RV,Rx)＝eq\f(1000Ω,50Ω)＝20，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(50Ω,0.5Ω)＝100，因eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)，电流表接受内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在O、Q两点，故图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结果为50.5Ω。(3)电压表跨接在O、Q之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R＝RⅠ－RA＝(50.5－0.5)Ω＝50.0Ω。5．(2024·四川绵阳月考)为测量某微安表G(量程200μA，内阻大约2200Ω)的内阻，有以下器材可供选择：A．电压表(0～3V)；B．电压表(0～15V)；C．滑动变阻器(0～10Ω)；D．滑动变阻器(0～1kΩ)；E．电源E(电动势约为6V)；F．电阻箱R2(最大阻值为9999Ω)；开关S一个，导线若干。(1)按图甲所示的电路图将图乙中的实物连线。(2)试验过程：闭合开关S，先调整R使电压表读数为U，再调整电阻箱(此时电压表读数几乎不变)，使微安表指针满偏，登记此时电阻箱阻值R1＝8056Ω；然后再调整R，使电压表读数为eq\f(2,3)U，再调整电阻箱(此时电压表读数几乎不变)，使微安表指针满偏，登记此时电阻箱阻值为R2(如图丙所示)。电压表应选A，滑动变阻器应选C。(填字母代号)电阻箱的读数R2＝4653Ω，待测微安表的内阻Rg＝2153Ω。[答案](1)见解析图[解析](1)依据题图甲，实物连线如图所示。(2)因为电源电动势约为6V，B电压表量程太大，故电压表选A，但操作时，需留意不能超过A电压表的量程，要使调整电阻箱时电压表读数几乎不变，微安表内阻应远大于滑动变阻器的阻值，故滑动变阻器选C；由题图丙可知，电阻箱的读数R2＝4653Ω；由题意有(Rg＋R1)Ig＝U，(Rg＋R2)Ig＝eq\f(2,3)U，联立解得，待测微安表的内阻Rg＝2153Ω。6．某待测电阻Rx的阻值约为60Ω，现要精确测量其电阻，试验室供应以下器材：A．电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)B．电压表V1(量程0～3V，内阻约为5kΩ)C．电压表V2(量程0～15V，内阻约为15kΩ)D．电流表A(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)E．滑动变阻器R(最大阻值10Ω，额定电流2A)F．定值电阻R1＝1ΩG．定值电阻R2＝6ΩH．开关S及导线若干为了精确测量该待测电阻的阻值，要求电表读数不少于量程的eq\f(1,3)。(1)在可供选择的器材中，电压表应选B(填序号)，定值电阻应选G(填序号)。(2)请在虚线框中将试验电路图补充完整。(3)若在某次试验中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该待测电阻的表达式为Rx＝eq\f(UR2,IR2－U)(用题中所给字母表示)。[答案](2)见解析图[解析](1)电动势E＝4.5V，电压表V2量程过大，偏转角度过小