2025届高考物理一轮复习课时作业36电学实验基础含解析鲁科版

PAGEPAGE9课时作业36电学试验基础时间：45分钟1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示．该工件的直径为1.220cm，高度为6.860(6.858～6.862均正确)mm.解析：游标卡尺的主尺读数为1.2cm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0.05mm＝0.20mm＝0.020cm，所以最终读数为：1.2cm＋0.020cm＝1.220cm.螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为36.0×0.01mm＝0.360mm，所以最终读数为6.5mm＋0.360mm＝6.860mm.2．某同学通过试验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值．(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)、开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在试验中，电流表应选用B，电压表应选用C(选填器材前的字母)；试验电路应采纳图中的甲(选填“甲”或“乙”)．(2)下图是测量Rx的试验器材实物图，图中已连接了部分导线．请依据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．答案：见解析(3)接通开关，变更滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx＝eq\f(U,I)＝5.2Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)若采纳限流式接法，则电路中的最小阻值R＝eq\f(E,I)＝eq\f(4V,0.6A)≈6.7Ω，与待测电阻Rx的阻值较接近，故电流表应选用B，电压表应选用C，试验电路应采纳图中的甲图．(2)(3)由图可得该电阻的测量值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.60V,0.50A)＝5.2Ω.3.要测量一段阻值大约为100Ω、粗细匀称的电阻丝的电阻，除刻度尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3V，内阻约为0.5Ω)、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R、开关S、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择：A1(量程1A，内阻约为1Ω)、A2(量程30mA，内阻约为2Ω)、V1(量程3V，内阻约为1000Ω)、V2(量程15V，内阻约为3000Ω)．(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径为0.851(0.850～0.853)mm.(2)为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选A2，电压表应选V1.(填题目中的对应符号)(3)试验电路应选择下列电路中的A.解析：(1)螺旋测微器的固定部分读数为0.5mm，可动部分读数为35.1×0.01mm＝0.351mm，故最终读数为0.5mm＋0.351mm＝0.851mm.(2)因电源E的电动势为3V，故电压表选择V1，而电阻丝电阻约为100Ω，则最大电流I＝eq\f(3,100)A＝30mA，因此电流表选择A2.(3)依据试验原理：eq\f(Rx,RA)＝eq\f(100Ω,2Ω)＝50>eq\f(RV,Rx)＝eq\f(1000Ω,100Ω)＝10，所以电流表采纳内接法；滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，而电阻丝电阻约为100Ω，因此滑动变阻器采纳分压式接法，试验电路应选择A.4．为了测量铅笔芯的电阻率，某同学取一支4B铅笔，去掉两端笔芯外木质部分，不损伤笔芯，按如图甲所示安放在接线支座上．(1)该同学用刻度尺量得笔芯长度L＝20.0cm，用螺旋测微器测量笔芯的直径如图乙所示，则笔芯的直径为d＝1.200mm.(2)若待测电阻约为几欧姆，该同学采纳试验室供应的下列器材测定铅笔芯电阻．A．待测铅笔芯B．电流表(0～0.6A,0～3A，内阻分别约为1Ω，0.5Ω)C．电压表(0～3V,0～15V，内阻分别约为6kΩ，30kΩ)D．滑动变阻器(0～10Ω)E．电源(3V)F．开关、导线若干请依据试验要求在图甲中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接．答案：见解析(3)试验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丙所示，则电压表读数U＝1.80V，电流表读数I＝0.36A，计算得到铅笔芯电阻R＝5.0Ω(电阻计算结果保留两位有效数字)．解析：(1)由题图乙所示螺旋测微器可知，其示数为1mm＋20.0×0.01mm＝1.200mm.(2)由题可知，待测电阻阻值很小，约为几欧姆，小于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器可以采纳限流接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采纳外接法，实物电路图如图所示．(3)由电路图可知，电压表量程为3V，由题图丙可知，其分度值为0.1V，读数为1.80V，由于待测电阻为几欧姆，而电源电压为3V，故电流表量程应选0.6A，分度值为0.02A，读数为0.36A，待测电阻阻值R＝eq\f(U,I)＝eq\f(1.80,0.36)Ω＝5.0Ω.5．为了测量一个量程为0～3V、内阻约为3kΩ的电压表的内阻，供应的试验器材有：A．待测电压表V1；B．电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω)；C．电压表V2(量程0～10V，内阻约为10kΩ)；D．滑动变阻器R1(0～50Ω，额定电流为0.5A)；E．定值电阻R＝5kΩ；F．电源E(电动势为8V，内阻较小)；G．开关一个、导线若干．(1)在虚线框内画出正确的试验电路图．(要求测量值尽可能精确，测量值的变更范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出)(2)在图中完成实物连线．答案：(3)试验时须要测得的物理量有电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2.(用符号表示并说明其物理意义)(4)待测电压表内阻表达式为RV＝eq\f(U1,U2－U1)R.(用已知量及(3)中符号表示)解析：(1)要测出待测电压表V1的内阻，可以将V1与阻值大致相当的定值电阻串联，通过测出串联电路的总电压和V1对应的电压，利用串联电路中电压之比等于电阻之比即可求出V1的内阻，所以测量电路部分是待测电压表V1与定值电阻R串联，然后再将其与电压表V2并联；由于滑动变阻器的总电阻远小于待测电压表内阻，所以滑动变阻器应采纳分压式接法，电路图如图甲所示．(2)实物连接如图乙所示．(3)、(4)依据串联电路规律有eq\f(U2,U1)＝eq\f(R＋RV1,RV1)，解得RV1＝eq\f(U1R,U2－U1)，须要测得电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2.6．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω)，试验室供应如下器材：电池组E：电动势3V，内阻不计；电流表A1：量程0～15mA，内阻约为100Ω；电流表A2：量程0～300μA，内阻为1000Ω；滑动变阻器R1：阻值范围0～20Ω，额定电流2A；电阻箱R2：阻值范围0～9999Ω，额定电流1A；开关S、导线若干．要求试验中尽可能精确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表A2(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到9_000Ω，这样可以改装成一个量程为3.0V的电压表．(2)在下图中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号．答案：电路如图(3)调整滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是8.0mA，电流表A2的示数是150μA，测得待测电阻Rx的阻值是187.5_Ω.本次测量存在肯定的系统误差，考虑这个缘由测量值比真实值偏小(填“偏大”或“偏小”)．解析：(1)把A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为3V，R2＝eq\f(U,I2)－RA2＝eq\f(3,300×10－6)Ω－1000Ω＝9000Ω.(3)由题图可知，电流表A1的示数为8.0mA，电流表A2的示数是150μA，待测电阻阻值为Rx＝eq\f(150×10－6×1000＋9000,8.0×10－3)Ω＝187.5Ω.采纳电流表外接法测量的电流值偏大，因此测量的电阻偏小．7.一根匀称的瘦长空心金属管线，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法干脆测量，某同学设计下列试验方案尽可能精确地测定它的内径d.(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D＝5.167mm.(2)为测量金属管线的电阻R，取两节新的干电池(内阻不计)、开关和导线若干及下列器材：A．电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩB．电流表0～3A，内阻约0.01ΩC．电压表0～3V，内阻约10kΩD．电压表0～15V，内阻约50kΩE．滑动变阻器，0～10Ω(额定电流为0.6A)F．滑动变阻器，0～100Ω(额定电流为0.3A)为精确测出金属管线阻值，电流表应选A；电压表应选C；滑动变阻器应选E(填序号)．(3)如图丙所示，请按试验要求用笔画线将实物图中的连线补充完整．答案：见解析图(4)依据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和试验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D)，可得金属管线内径表达式d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU)).解析：(1)螺旋测微器校零时的示数为3.3×0.01mm＝0.033mm；螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D＝(5.200－0.033)mm＝5.167mm.(2)两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即为C；因为电路中最大电流大约为Im＝eq\f(E,R)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，为了测量的精确性，电流表应选择A；滑动变阻器采纳限流接法，因