【名师伴你行】2021届高考物理二轮复习专题提能专训：14电学实验

提能专训(十四)电学试验时间：90分钟满分：100分试验题(本题共8小题，共100分)1．(10分)关于多用电表的使用，请完成下列两题．(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的试验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的挨次填写在下面的横线上．a．将两表笔短接，调整P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔；b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔；c．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×1k”；d．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”e．旋转S使其尖端对准沟通500V挡，并拔出两表笔．______________________________________________________.依据如图所示的指针位置，此被测电阻的阻值约为________．(2)下列关于使用多用电表欧姆挡测电阻的说法，正确的是()A．测量电阻时，假如指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，假如红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应当把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时，都必需重新调零答案：(1)c、a、b、e30kΩ(2)C解析：(1)题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应当选择“×1k”的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最终将S旋至指向沟通500V挡，并拔出表笔，所以正确挨次为c、a、b、e.依据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表读数为30kΩ.(2)指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项错误；电阻的阻值与电流流向无关，所以红、黑表笔接反不影响测量的结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位就不需要重新调零，D项错误．2．(2022·云南一模)(10分)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧．试验中得到了多组数据，通过描点连线在I­U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示．(1)在虚线框中画出试验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连接电路．(2)依据图甲，可确定小灯泡的功率P与U2、P与I2的关系，下列示意图中合理的是________．(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路．电源电动势为6.0V，内阻为1.0Ω.若电路中的电流为0.40A，则定值电阻R所消耗的电功率为________W.丙答案：(1)电路图、实物图如图(2)D(3)0.64解析：(1)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开头变化，滑动变阻器应接受分压接法，由图甲所示图象可知，灯泡电阻约为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(7,0.48)Ω≈14.6Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应接受外接法，试验电路图如答案图所示．依据试验电路图连接实物电路图，如答案图所示．(2)由图甲所示图象可知，随灯泡电流与电压的增大，电压与电流的比值增大，即随灯泡电流与电压的增大，灯泡电阻增大．依据P＝eq\f(U2,R)可知，灯泡电阻随U2增大，P­U2斜率减小，故A、B错误；依据P＝I2R可知，P­I2图象斜率增大，C错误，D正确．(3)由图甲所示图象可知，电流为0.4A时，灯泡两端电压为4V，电阻两端电压UR＝E－Ir－UL＝(6－0.4×1－4)V＝1.6V，电阻消耗的电功率P＝URI＝1.6×0.4W＝0.64W.3．(2022·山东德州一模)(15分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为_______mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_______mm；甲乙丙(3)选用多用电表的电阻“×1”(4)为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：电流表A1(量程300mA，内阻约为2Ω)；电流表A2(量程150mA，内阻约为10Ω)；电压表V1(量程1V，内阻r＝1000Ω)；电压表V2(量程15V，内阻约为3000Ω)；定值电阻R0＝1000Ω；滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω)；电源E(电动势约为4V，内阻r约为1Ω)；开关，导线若干．为了使测量尽量精确     ，测量时电表读数不得小于其量程的eq\f(1,3)，电压表应选_______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______．(填填器材代号)依据你选择的器材，请在线框内画出试验电路图．答案：(1)50.15(2)4.700(3)22(4)V1A2R1如图解析：(1)游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺读数为0.05×3mm＝0.15mm，所以最终读数为50mm＋0.15mm＝50.15mm.(2)螺旋测微器固定刻度为4.5mm，可动刻度为0.01×20.0＝0.200mm，所以最终读数为4.5mm＋0.200mm＝4.700mm.(3)该电阻的阻值约为22×1Ω＝22Ω.(4)电源电动势为4V，直接使用电压表V1量程太小，为了使测量尽量精确     ，测量时电表读数不得小于其量程的eq\f(1,3)，使用电压表V2量程又太大，可以把电压表V1与定值电阻R0串联，增大其量程进行试验，故电压表选择V1，电阻中最大电流约为Imax＝eq\f(4,22＋1＋2)A＝160mA，所以电流表选A2；为精确     测量电阻阻值，应测多组试验数据，滑动变阻器可以接受分压接法，为保证电路平安、便利试验操作，滑动变阻器应选R1.依据eq\f(RV＋R0,Rx)＝eq\f(2000,22)>eq\f(Rx,RA)＝eq\f(22,10)，所以接受电流表外接法．如图所示：4．(2022·辽宁重点中学联考)(10分)用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表、电压表各一只，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．如图甲所示，具体做法：先闭合S1，断开S2，调整R和RP，使电流表和电压表示数合理，登记两表示数为I1、U1；再保持RP阻值不变，闭合S2，登记电流表和电压表示数为I2、U2.(1)按电路图在图乙上连线，电压表取3V量程，电流表取0.6A量程．(2)被测电阻Rx＝____________(用电表的示数表示)．(3)此试验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值________真实值．(填“大于”、“小于”或“等于”)．甲乙答案：(1)如图所示(2)eq\f(U1U2,U1I2－U2I1)(3)等于解析：(2)先闭合S1，断开S2，调整R和RP，使电流表和电压表示数合理，登记两表示数为I1、U1，设电压表内阻为RV，eq\f(I1,U1)＝eq\f(1,RP)＋eq\f(1,RV)；再保持RP不变，闭合S2，登记电流表和电压表示数为I2、U2，eq\f(I2,U2)＝eq\f(1,RP)＋eq\f(1,RV)＋eq\f(1,Rx)，求得：Rx＝eq\f(U1U2,U1I2－U2I1).(3)由试验原理可知，虽然此试验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，但对测量结果没有影响，因此被测电阻的测量值等于其真实值．5．(15分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中，某同学连接了如图甲所示的实物电路图．闭合开关，发觉灯泡不亮，电流表的示数为零．甲乙(1)他借助多用电表检查小灯泡．先断开开关，把多用电表的选择开关旋到“×1Ω”挡，再进行________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘恰好如图乙所示，说明小灯泡正常，此时的电阻为________Ω.(2)他将多用电表选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发觉电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线消灭了________(填“断路”或“短路”)．(3)故障排解后，为了使电流表的示数能够从零开头连续变化，要在________(填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(填“左”和“右”)端．答案：(1)欧姆6(或6.0)(2)断路(3)③、④左解析：(1)选好挡位后先进行欧姆调零，表盘示数为6乘所选挡位1，故灯泡的电阻为6Ω；(2)“②、③”导线间的电压等于电源电动势，说明“②、③”两点间发生了断路；(3)灯泡两端的电压要从零开头调整，需要用分压法，依据分压法的连接特点知应将“③、④”连接，开头时要使灯泡两端的电压为零，滑片应置于最左端．6．(15分)图甲是测量电源电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5Ω为定值爱护电阻，电流表内阻不计，单位长度电阻r0＝0.10Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度．(1)请依据原理图连接图乙的实物图；(2)闭合开关S，记录ab的长度L和电流表A的示数I；滑动b点转变ab的长度L，测得6组L和I值，并算出对应的eq\f(1,I)值，写出eq\f(1,I)与L、E、r、R0、r0的关系式eq\f(1,I)＝________________；(3)图丙中的“×”是已标出的试验数据，请作出eq\f(1,I)随L变化的图线；(4)依据eq\f(1,I)­L图线算出电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(计算结果保留到小数点后两位)答案：(1)如图(a)(2)eq\f(r0,E)·L＋eq\f(R0＋r,E)(3)如图(b)(b)(4)1.48(1.40～1.50均可)0.61(0.55～0.66均可)解析：(2)依据闭合电路的欧姆定律得E＝I(R0＋r＋r0L)，变形得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)(R0＋r)＋eq\f(r0,E)L；(3)作图时使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，较远的点舍去；(4)依据图象得斜率eq\f(r0,E)＝eq\f(1,14.8)，解得E＝1.48V，纵截距eq\f(1,E)(R0＋r)＝2.1，解得r＝0.61Ω.7．(2022·浙江五校联考)(10分)现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，允许通过的最大电流约为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行试验．图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻，起爱护电路的作用．(1)试验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，符合要求的是()A．10Ω2.5W B．50Ω1.0WC．200Ω1.0W D．2000Ω5.0W(2)该同学将符合要求的R0接入电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U，再转变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图象．依据该同学所作的图象，可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.答案：(1)C(2)1046(45～48均可)解析：(1)此电路中爱护电阻的作用是爱护电源，应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流．在电阻箱R的阻值取零时，计算可得需要的爱护电阻的阻值最小为180Ω，而此电阻允许通过的最大电流为71mA，故C项满足要求．(2)利用图线的截距和斜率来解答．先写出试验电路中eq\f(1,U)和eq\f(1,R0＋R)的函数关系式，再作解答．过程如下：由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋eq\f(U,R0＋R)r，则有eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R0＋R)，eq\f(1,U)­eq\f(1,R0＋R)图象应为直线，它在纵轴上的截距为电源电动势的倒数，斜率即为内阻和电动势的比值．8．(15分)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，某同学测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．试验所使用的小灯泡规格为“6.0V,3.0W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.(1)该同学预先用多用表测量小灯泡的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发觉多用电表指针偏转过大，因此需选择________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并________________再进行测量，多用表的示数如图甲所示，测量结果为________Ω，对比小灯泡规格你认为此测量结果正确吗？________(填“正确”或“甲(2)请依据预备使用的实物电路图乙，在图丙内画出完整的电路图；(3)该同学处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图丁所示．请指出图象中不恰当的地方：______________；(4)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最终整理好器材．答案：(1)×1重新进行欧姆调零1正确(2)电路图如解析图所示(3)图线不应画成直线(4)电池解析：(1)用多用表测量小灯泡的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，多用电