專題五第14講 電學(xué)實驗與創(chuàng)新限時：40分鐘1(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期模擬)某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。A待測電壓表(量程3V，內(nèi)阻約幾千歐)B電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1)C電池組(電動勢約3V，內(nèi)阻可忽略)D滑動變阻器R0E變阻箱R(09999)F開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)圖甲是某同學(xué)設(shè)計的電路，大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行，你認(rèn)為原因是_D_；AR0阻值較小B電流表存在內(nèi)阻C電壓表無法準(zhǔn)確讀數(shù)D電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù)(2)同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測量，設(shè)電阻箱的阻值為R，電壓表的示數(shù)為U，為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作R_圖線(選“R”、填“UR”、U)；(3)請根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線；R/k0.61.52345U/V2.521.81.51.31.13/k11.670.670.50.330.250.20/V10.400.500.560.670.780.88答案：如圖所示(4)根據(jù)你所畫出的圖線，求出電源的電動勢E_2.83.2_V，電壓表內(nèi)阻Rv_2.83.5_k(保留兩位有效數(shù)字)。解析(1)設(shè)計者認(rèn)為電壓表測自身的電壓，電流表測流過電壓表的電流，據(jù)RV可求出電壓表內(nèi)阻。但圖甲電路閉合開關(guān)后，電路中電流太小，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)。故D項是電路不可行的原因。(2)對乙圖，由閉合電路歐姆定律可得EUR，整理得R，則根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作R圖線。(3)選擇作R圖線，描點連線如圖。(4)據(jù)圖線縱截距可得0.34，解得：E2.9V據(jù)圖線斜率可得：，解得：RV3.0k。2(2018·北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期模擬)用如圖所示的多用電表進(jìn)行如下實驗。(1)將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大。為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按_BC_(填選項前的字母)的順序進(jìn)行操作，再將兩表筆分別與待測電阻相接，進(jìn)行測量。A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C將兩表筆短接，旋動部件T，對電表進(jìn)行校準(zhǔn)(2)測量二極管的正向?qū)娮钑r，紅表筆應(yīng)接二極管的_負(fù)極_(填“正極”、“負(fù)極”)。解析(1)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太大，應(yīng)換小擋進(jìn)行測量，應(yīng)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)K置于“×10”，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測電阻，因此合理實驗步驟是BC。(2)測量二極管正向?qū)娮钑r，應(yīng)把紅表筆接二極管負(fù)極，黑表筆接二極管正極。3(2018·海南省高三下學(xué)期高考壓軸卷)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200)，實驗室提供如下器材：電池組E(電動勢3V，內(nèi)阻不計)電流表A1(量程015mA，內(nèi)阻約為100)電流表A2(量程0300A，內(nèi)阻為2000)滑動變阻器R1(阻值范圍020，額定電流2A)電阻箱R2(阻值范圍09999，額定電流1A)開關(guān)S、導(dǎo)線若干要求實驗中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，請回答下面問題：(1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)，改裝成一個量程為3.0V的電壓表，需將電阻箱阻值調(diào)到_8000_；(2)在方框中完整畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號；答案：如圖所示(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是_8.0_mA，電流表A2的示數(shù)是_150_A，測得待測電阻Rx的阻值是_191_。(計算結(jié)果保留整數(shù))解析(1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)組成電壓表；改裝后電壓表量程是3V，則電阻箱阻值R8000；(2)用電流表A1測量電流，滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，待測電阻阻值約為200，電流表A1內(nèi)阻約為100，電壓表內(nèi)阻為RV8000200010000，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示：(3)由圖示可知，電流表A1的示數(shù)為8.0mA，電流表A2的示數(shù)是150A；根據(jù)歐姆定律可得：Rx191.1。4(2018·北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期二模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“3.0V，0.5A”，實驗電路如圖所示?，F(xiàn)備有下列器材：A電流表A(量程00.6A，內(nèi)阻約0.1)B電壓表V(量程03V，內(nèi)阻約3k)C滑動變阻器R1(05，3.0A)D滑動變阻器R2(0100，1.25A)E電源E(電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計)F開關(guān)S和若干導(dǎo)線(1)為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選用_C_(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)(2)請根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的實驗電路。(不要改動已連接的導(dǎo)線)答案：如圖所示(3)測得通過小燈泡的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)，如下表所示。組數(shù)1234567U/V00.200.501.001.502.003.00I/A00.090.210.340.400.460.50根據(jù)上表中實驗數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)圖上作出該燈泡的IU圖線。由圖線發(fā)現(xiàn)在電流I增大過程中，小燈泡電阻_變大_(選填“減小”、“不變”或“增大”)。(4)由IU圖線可知，小燈泡兩端電壓為2.4V時的實際功率是_1.2_W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(5)滑動變阻器a端與滑片P之間的電阻為RX，滑動變阻器最大阻值為RP，若在該實驗中分別接入滑動變阻器R1、R2，調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，則在額定電壓范圍內(nèi)，U隨變化的圖象可能正確的是_B_。解析(1)燈泡的電流和電壓從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于測量，滑動變阻器的阻值選小的(滑動變阻器R1(05，3.0A)，故選C；(2)根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的實驗電路為(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示該小燈泡的IU圖線如圖所示，由圖線可知，電阻隨著電流增大而增大；(4)根據(jù)圖可知，燈泡兩端電壓為2.4V時，通過燈泡的電流為0.49A，實際功率是PUI2.4×0.49W1.2W；(5)由圖可得U·，若在該實驗中接入滑動變阻器R1調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，Rx，整理可得U·RxE·；若在該實驗中接入滑動變阻器R2調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，RL，整理可得U，隨的增大而增大，故ACD錯誤，B正確；故選B。5(2018·廣西陸川縣高三下學(xué)期二模)小明剛從超市購買一節(jié)干電池，于是他想測定該干電池的電動勢和內(nèi)阻，小明做實驗中，備有下列器材：A干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于0.5)B電流表G(滿偏電流1.5mA，內(nèi)阻為10)C電流表A(00.6A，內(nèi)阻約為0.1)D滑動變阻器R1(020，10A)E滑動變阻器R2(0100，1A)F定值電阻R30.5G定值電阻R4990H開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)選用滑動變阻器_D_(填寫序號)；(2)小明按照自己設(shè)計的實驗方案，畫圖處理數(shù)據(jù)，由于是新電池內(nèi)阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙。請在下面所給方框內(nèi)畫出利用本題提供的器材幫助小明改進(jìn)實驗方案，要求測量誤差盡可能的?。淮鸢福簩嶒炘韴D如圖所示(3)某同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實驗測出了六組I1(電流表G的示數(shù))和I2(電流表A的示數(shù))，請在所給坐標(biāo)紙上使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，做出I1和I2的關(guān)系圖線；序號123456I1/mA1.401.361.351.281.201.07I2/A0.100.150.230.250.350.50答案：如圖所示：(4)根據(jù)圖線可得，被測電池的電動勢為_1.48(1.471.49)_V，內(nèi)阻為_0.30(0.250.35均正確)_。解析(1)為方便實驗操作，滑動變阻器的阻值不能太大，選擇D比較合適。(2)由于沒有電壓表，給定的電流表G可與定值電阻R4串聯(lián)作電壓表使用；圖象的斜率等于電源的內(nèi)阻，由于是新電池內(nèi)阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙，所以電源串聯(lián)一個電阻作等效內(nèi)阻，實驗電路如圖所示；(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出I1I2圖象如圖所示(4)則由閉合電路歐姆定律可知：I1(R4RA)EI2(RR3)，變形I1EI2(rR3)，由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點為1.48mA，解得E1.48V；由圖象可知r0.32。9