2024高考物理二轮复习专题能力训练15电学实验含解析

PAGE8-专题实力训练15电学试验(时间:45分钟满分:100分)1.(14分)(2024·全国卷Ⅰ)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。该同学采纳两种测量方案,一种是将电压表跨接在图甲所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图乙所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。甲回答下列问题:(1)图乙中标记为Ⅱ的图线是采纳电压表跨接在(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。

乙(2)依据所用试验器材和图乙可推断,由图线(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为Ω(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Ω(保留1位小数)。

答案:(1)O、P(2)Ⅰ50.5(3)50.0解析:找清晰误差产生的缘由,在电流相等的状况下,跨接在“O、Q”两点间的电压表的示数比跨接在“O、P”两点间的电压表的示数大。(1)在电流相等的状况下,跨接在“O、P”两点间的电压表的示数比跨接在“O、Q”两点间的电压表的示数小,所以题图乙中标记为Ⅱ的图线是采纳电压表跨接在“O、P”两点间的方案测量得到的。(2)由R=ΔUΔI,依据图线Ⅰ,可知电阻阻值为50.5Ω,该电阻为大电阻,电流表实行2.(16分)电动自行车具有环保、节能、便捷等优点,但电动自行车的电池用久以后性能会下降,表现之一为电池的电动势变小,内阻变大。某爱好小组将一辆旧电动自行车充溢电,取下四块电池,分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻。甲乙丙(1)用多用电表直流电压“50V”挡测量每块电池的电动势。测量电池A时,多用电表的指针如图甲所示,其读数为V。

(2)用图乙所示的电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为爱护电阻,其阻值为5Ω。变更电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,依据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的1I-R图线,如图丙所示。由图线C可知电池C的电动势E=V,内阻r=(3)分析图丙可知,电池(选填“A”“B”“C”或“D”)性能最优。

答案:(1)11.0(2)121(3)C解析:(1)中间刻度线为直流电压挡,量程50V,而刻度共计50格,每格为1V,要估读到0.1V,指针指到第11格,因此读数为11.0V。(2)依据闭合电路欧姆定律可得I=ER0+R+r,即1I=1ER+1E(R0+r),则1I-(3)1I-R图线的延长线与横轴的交点离原点越远表示电池的内阻越大,图线C的延长线与横轴的交点离坐标原点最近,所以电池C性能最优。3.(16分)志向电压表的内阻无穷大,而实际电压表并非如此,现要测量一个量程为0~3V、内阻约为3kΩ的电压表的阻值,试验室备有以下器材:甲A.待测电压表V1:量程为0~3V,内阻约为3kΩB.电压表V2:量程为0~6V,内阻约为6kΩC.滑动变阻器R1:最大阻值20Ω,额定电流1AD.定值电阻R0E.电源:电动势6V,内阻约1ΩF.开关一个、导线若干(1)利用以上器材设计如图甲所示测量电路,请你按图甲所示电路将图乙中的试验仪器连接起来。乙丙(2)请写出按该电路测量电压表V1内阻RV的表达式:。

(3)在正确连接电路后,闭合开关S,不断调整滑动变阻器R1的滑片位置,记录多组电压表V1、V2示数,作出U2-U1图线如图丙所示。若R0=1480Ω,由图线上的数据可得RV=Ω。

答案:(1)如图所示(2)RV=U1U2-解析:本题考查并联电路特点及欧姆定律,意在考查学生由试验目的确定试验原理完成试验的实力。由并联电路两端电压相等可知,定值电阻R0两端的电压为U0=U2-U1,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流为I0=U0R0=IV1,因此电压表V1的内阻RV=U1IV1,解以上三式得RV=U1U2-U1R0,将其变形得到U2=1+R0RV4.(16分)某物理试验爱好小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率,用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住肯定量的矿泉水,如图丁所示。(1)某同学用如图甲所示的游标卡尺的(选填“A”“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图乙,则玻璃管的内径d为cm。

甲乙(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发觉指针如图丙所示,则该同学接着须要做的试验步骤:①换选(选填“×10”或“×1k”)挡;②

。

丙丁(3)该组同学按图丁连好电路后,闭合开关,调整滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发觉电压表有示数但几乎不变,不行能的缘由是。

A.滑动变阻器阻值太小B.电路中5、6之间断路C.电路中7、8之间断路戊(4)该组同学在改进试验后,测出玻璃管中有水部分的长度为l,电压表示数为U,电流表示数为I,变更玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的图像如图戊所示,若图线的斜率为k,则矿泉水的电阻率ρ=(用题中字母表示)。

答案:(1)A2.120(2)①×1k②欧姆调零(3)B(4)π解析:(1)游标卡尺的A位置是测量圆筒内径的,故用A部位去测玻璃管的内径;通过读游标卡尺得玻璃管的内径d为21mm+10×0.02mm=21.20mm=2.120cm。(2)由于欧姆表的指针偏转较小,说明被测电阻较大,故须要换成更大挡位,即“×1k”挡;换了挡位后,再测电阻时还须要欧姆调零。(3)由于电压表的示数几乎不变,即仍有肯定的示数,而将5、6之间断开时,电路中就没有了电流,电压表的示数为零,故它是不行能的,选项B正确。(4)由公式可知矿泉水的电阻率ρ=RSl=UI×πd25.(16分)(2024·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,依据图甲所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。甲乙(1)依据图甲和题给条件,将图乙中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图丙所示。由此可以推想出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)

丙A.18mA B.21mA C.25mA D.28mA(3)产生上述问题的缘由可能是。(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只须要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。

答案:(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)99解析:(1)量程为250μA的微安表改装成量程为20mA的电流表时应将电阻与微安表并联。依据电路图,从电源正极动身,电表正极对应电源正极,依次连接,留意连线不要交叉。(2)通过电流表的电流与偏角成正比,表盘160μA对应16mA,则表盘250μA对应25mA。(3)依据IgRg=(I-Ig)R得I=1+RgRIg,改装后的量程偏大的缘由可能是,原微安表内阻测量值偏小,其实际内阻Rg(4)并联电路电压相等,IgRg=(I-Ig)R,即160μA·Rg=(16mA-160μA)R,200μA·Rg=(16mA-200μA)kR,得6.(22分)要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压须要由0渐渐增大到3V,并便于操作。已选用的器材有:电池组(电动势4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);开关一个、导线若干。(1)试验中所用的滑动变阻器应选(填字母代号)。

A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)(2)试验的电路图应选用(填字母代号)。

(3)试验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个2Ω的定值电阻R串联,接在电动势为1.5V、内阻为1Ω的电源两端,如图乙所示。每个小灯泡消耗的功率是W。

答案:(1)A(2)B(3)0.09解析:本题考查测绘小灯泡的伏安特性曲线试验,意在考查学生对该试验的驾驭状况。(1)由题