【先学后教新思路】2020高考物理一轮复习-教案6-电学实验

电学试验(限时：30分钟)1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3V、4mA，图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为()图1A．略小于1kΩ B．略小于750ΩC．略大于1kΩ D．略大于750Ω答案D解析先推断接受的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应当接受图甲进行测量比较精确     ．图甲中测量值为R测＝eq\f(U测,I测)＝750Ω，较真实值偏小．故D项正确．2．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图2所示，此示数为________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可精确     到0.02mm)测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图3所示，可读出圆柱的 图2直径为________mm.图3答案8.11642.12解析螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应留意精确度、单位，读法为主尺读数加游标尺读数．螺旋测微器读数为(8＋11.6×0.01)mm＝8.116mm.游标卡尺读数为(42＋6×0.02)mm＝42.12mm.3．如图4所示为一正在测量中的多用电表表盘．图4(1)假如是用×10Ω挡测量电阻，则读数为________Ω.(2)假如是用直流10mA挡测量电流，则读数为______mA.(3)假如是用直流5V挡测量电压，则读数为________V.答案(1)60(2)7.2(3)3.57解析用欧姆挡测量时，用最上面一排数据读数，读数为6×10Ω＝60Ω；用直流电流挡测量时，读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.2mA；用直流电压挡测量时，读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为35.7×0.1V＝3.57V.4．(2022·天津理综·9(3))某同学在进行扩大电流表量程的试验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图5所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺当完成了这个试验． 图5①试验过程包含以下步骤，其合理的挨次依次为________(填步骤的字母代号)；A．合上开关S2B．分别将R1和R2的阻值调至最大C．登记R2的最终示数D．反复调整R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终示数为rE．合上开关S1F．调整R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，登记此时G1的示数②仅从试验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述试验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝________.答案①BEFADC②相等③eq\f(I1r,I－I1)解析①开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，试验时，先闭合S1，调整R1使G2满偏，测出G2的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻．故合理的挨次依次为BEFADC.②依据串、并联电路的特点，R2、G2两端的电压相等，即eq\f(I1,2)rg＝eq\f(I1,2)r，所以rg＝r，即测量值与真实值相等．③改装表的原理图如图所示，则I1r＝(I－I1)RS所以分流电阻RS＝eq\f(I1r,I－I1).5．(2022·四川理综·22(2))为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表B．量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表．(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为抱负电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的试验原理电路图．(3)依据以上试验原理电路图进行试验，读出电压表示数为1.50V时，电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E＝____V，内阻r＝________Ω.答案(1)或C6(2)见解析图(3)7.510.0解析(1)、的内阻不确定，故应选择进行改装，串联电阻R＝(eq\f(U,U0)－1)RV＝(eq\f(9,3)－1)×3kΩ＝6kΩ.(2)本试验的原理为U＝E－Ir，利用变阻箱和电压表可猎取电流I，故电路图如图所示．(3)依据闭合电路欧姆定律知：E＝3U＋eq\f(3U,R′)·r将U1＝1.50V，R1′＝15.0Ω及U2＝2.00V，R2′＝40.0Ω分别代入上式联立解方程组得E＝7.5V，r＝10.0Ω.6．两位同学在试验室中利用如图6甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内阻r，调整滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并依据数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线．回答下列问题：甲乙图6(1)依据甲、乙两同学描绘的图线，可知 ()A．甲同学是依据电压表V1和电流表A的数据B．甲同学是依据电压表V2和电流表A的数据C．乙同学是依据电压表V1和电流表A的数据D．乙同学是依据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是 ()A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5WD．电源的效率达到最大值(3)依据图乙，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由．________________________________________________________________________答案(1)AD(2)BC(3)21.51(4)见解析解析(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大．甲同学是依据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，A正确，B错误；乙同学是依据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确．(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，C正确；电源的效率为：η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，U越大，效率越大，D错误．(3)从图象乙可以得出定值电阻R0的阻值为：R0＝eq\f(U2,I)＝eq\f(1.0,0.5)Ω＝2Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.5V，即电源的电动势为1.5V，图象斜率的确定值为：k＝|eq\f(ΔU1,ΔI)|＝eq\f(0.5,0.5)＝1，即电源的内阻为r＝1Ω.(4)该电路中的电流为：I＝eq\f(E,R＋R0＋r)，当R最小为0时，电流最大，最大值为：Im＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(1.5,2＋1)A＝0.5A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6A.7．有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：A．电压表V1(0～5V，内阻约10kΩ)B．电压表V2(0～10V，内阻约20kΩ)C．电流表A1(0～0.3A，内阻约1Ω)D．电流表A2(0～0.6A，内阻约0.4Ω)E．滑动变阻器R1(0～10Ω，2A)F．滑动变阻器R2(0～100Ω，0.2A)G．同学电源(直流6V)、开关及导线(1)为了调整便利，测量尽可能精确     ，试验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材前的选项符号)(2)为使试验误差尽量减小，要求从零开头多取几组数据，请在下面的虚线框中画出试验电路图．(3)P为图7中图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；对应P点，小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)

图7答案(1)ADE(2)见解析图(3)增大5.33解析(1)由灯泡“4V,2W”可知，I＝eq\f(P,U)＝0.5A，故电压表选A，电流表选D，要求电压从0开头增大，可知用分压式接法，故滑动变阻器选E.(2)由eq\f(RL,RA)<eq\f(RV,RL)可知电流表外接，电路图如图所示．(3)I－U图象中图线的斜率为电阻的倒数，所以随着电压的增加，小灯泡的电阻增大，结合图象和R＝eq\f(U,I)，可得R＝eq\f(2.4,0.45)Ω≈5.33Ω.8．某同学为了争辩“3V,0.3W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻状况．设置了如下器材：电流表A1(量程400mA，内阻r1＝5Ω)；电流表A2(量程600mA，内阻r2约为1Ω)；电压表V(量程15V，内阻约为3kΩ)；定值电阻R0(5Ω)；滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为1A)；滑动变阻器R2(0～250Ω，额定电流为0.3A)；电源E(电动势3V，内阻较小)；开关一个，导线若干．(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出试验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(2)依据设计的方案，将图8中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．图8(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．答案(1)、(2)见解析图(3)A1的示数为300mAeq\f(I1r1＋R0,I2－I1)解析测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2－I1，小灯泡两端的电压为I1(R0＋r1)，故小灯泡的电阻为RL＝eq\f(I1r1＋R0,I2－I1).