2022年高考物理二輪復習 專題能力訓練 專題十三 電學實驗1.(14分)(xx·安徽合肥二模)某同學將量程為200 A,內阻為500 的表頭改裝成量程為1 mA和10 mA的雙量程電流表,設計電路如圖甲所示。定值電阻R1=500 ,R2=250 ,S為單刀雙擲開關,A、B為接線柱?；卮鹣铝袉栴}:(1)將開關S置于“1”擋時,量程為 mA; (2)定值電阻的阻值R3= (結果取3位有效數(shù)字); (3)利用改裝的電流表進行某次測量時,S置于“2”擋,表頭指示如圖乙所示,則所測量電流的值為 mA。 甲乙2.(16分)(xx·湖南四縣聯(lián)考)LED綠色照明技術已經走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3 V 的LED燈正常工作時的電阻,已知該燈正常工作時電阻大約500 ,電學符號與小燈泡電學符號相同。實驗室提供的器材有:A.電流表A1(量程為050 mA,內阻RA1約為3 )B.電流表A2(量程為03 mA,內阻RA2=15 )C.定值電阻R1=697 D.定值電阻R2=1 985 E.滑動變阻器R(0至20 )一只F.電壓表V(量程為0至12 V,內阻RV=1 k)G.蓄電池E(電動勢為12 V,內阻很小)F.開關S一只(1)如圖所示,請選擇合適的器材,電表1為,電表2為,定值電阻為。(均填寫器材前的字母編號) (2)將采用的電路圖補充完整。(3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx=(填字母),當表達式中的(填字母)達到,記下另一電表的讀數(shù)代入表達式,其結果為LED燈正常工作時電阻。 3.(16分)甲理想電壓表的內阻無窮大,而實際電壓表并非如此,現(xiàn)要測量一個量程為03 V、內阻約為3 k的電壓表的阻值,實驗室備有以下器材:A.待測電壓表V1:量程為03 V,內阻約為3 kB.電壓表V2:量程為06 V,內阻約為6 kC.滑動變阻器R1:最大阻值20 ,額定電流1 AD.定值電阻R0E.電源:電動勢6 V,內阻約1 F.開關一個、導線若干(1)利用以上器材設計如圖甲所示測量電路,請你按圖甲所示電路將圖乙中的實驗儀器連接起來;乙丙(2)請寫出按該電路測量電壓表V1內阻RV的表達式:; (3)在正確連接電路后,閉合開關S,不斷調節(jié)滑動變阻器R1的滑片位置,記錄多組電壓表V1、V2示數(shù),作出U2-U1圖線如圖丙所示。若R0=1 480 ,由圖線上的數(shù)據(jù)可得RV= 。 4.(16分)(xx·江蘇揚州高三統(tǒng)考)某物理實驗興趣小組探究測定某品牌礦泉水的電阻率,用一兩端開口的玻璃管通過密封塞封住一定量的礦泉水,如圖4所示。(1)某同學用如圖1所示的游標卡尺的(選填“A”“B”或“C”)部位去測玻璃管的內徑,測出的讀數(shù)如圖2,則玻璃管的內徑d為 cm。 圖1圖2(2)該同學用多用電表的電阻擋測量玻璃管中礦泉水的電阻,選擇開關置于“×100”擋,發(fā)現(xiàn)指針如圖3所示,則該同學接著需要做的實驗步驟:換選(選填“×10”或“×1 k”)擋;。 圖3(3)該組同學按圖4連好電路后,調節(jié)滑動變阻器的滑片,從最右端向左端移動的整個過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)但幾乎不變,不可能的原因是。 圖4A.滑動變阻器阻值太小B.電路中5、6之間斷路C.電路中7、8之間斷路(4)該組同學在改進實驗后,測出玻璃管中有水部分的長度為L,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,改變玻璃管中的水量,測出多組數(shù)據(jù),并描繪出相應的圖象如圖5所示,若圖線的斜率為k,則礦泉水的電阻率=(用題中字母表示)。 圖55.(16分)(xx·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考)在測量某電源電動勢和內電阻的實驗中:甲乙丙(1)圖甲是實驗中得到的U-I圖象,由此可得該電源電動勢和內電阻的測量值分別是V和;(以上結果均保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學在完成上述實驗之后,又進行了下述探究實驗。他將相同器材分別按圖乙和圖丙所示電路進行連接,在每次保持電壓表(可視為理想電表)示數(shù)相同的情形下,讀出電流表的示數(shù)分別為I1和I2。調節(jié)滑動變阻器R,測得多組數(shù)據(jù),得到I1與I2的關系:I1=kI2(k為已知)。則電流表與電源的內阻之比為。 6.(22分)要測繪一個標有“3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由0逐漸增大到3 V,并便于操作。已選用的器材有:電池組(電動勢4.5 V,內阻約1 );電流表(量程為0250 mA,內阻約5 );電壓表(量程為03 V,內阻約3 k);開關一個、導線若干。(1)實驗中所用的滑動變阻器應選(填字母代號)。 A.滑動變阻器(最大阻值20 ,額定電流1 A)B.滑動變阻器(最大阻值1 750 ,額定電流0.3 A)(2)實驗的電路圖應選用(填字母代號)。 (3)實驗得到的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示?，F(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個2 的定值電阻R串聯(lián),接在電動勢為1.5 V、內阻為1 的電源兩端,如圖乙所示。每個小燈泡消耗的功率是 W。 參考答案1.答案:(1)10(2)25.0(3)0.680解析:(1)將開關S置于“1”擋時,定值電阻R3能分較大的電流,所以量程應為10 mA;(2)當開關置于“1”擋時,Ig(Rg+R1+R2)=(I1-Ig)R3,I1=10 mA當開關置于“2”擋時:Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)(R2+R3),I2=1 mA解得R3=25.0 ;(3)開關置于“2”擋時,電流表量程為1 mA,由圖示電流表可知,其分度值為0.02 mA,電流表示數(shù)為0.68 mA。2.答案:(1)FBD(2)如圖所示(3)I21.5 mA解析:(1)由于電流表A2內阻已知,因此電表2應為電流表A2,而電路中流過燈泡的最大電流I為6 mA,因此回路總電流小于10 mA,因此電表1不能選電流表A1,而由于電壓表內阻已知,流過電壓表的電流最大值恰好為12 mA,因此電表1選電壓表V,為了讓燈達到額定功率,因此加在燈泡兩端的電壓最高為3 V,因此與電流表A1串聯(lián)的電阻應大于1 k,因此定值電阻應選R2。(2)由于滑動變阻器的阻值較小,只能采用分壓式接法,電路連接圖見答案。(3)由于加在燈泡兩端的電壓U燈=I2(R2+RA1),流過燈泡的電流為-I2,因此Rx=,當表達式中的I2達到1.5 mA時,加在LED兩端的電壓恰好為3 V,達到額定電壓,測出來的電阻為正常工作的電阻。3.答案:(1)如圖所示(2)RV=R0(3)2 960解析:本題考查并聯(lián)電路特點及歐姆定律,意在考查學生由實驗目的確定實驗原理完成實驗的能力。由并聯(lián)電路兩端電壓相等可知,定值電阻R0兩端的電壓為U0=U2-U1,由歐姆定律可知,通過定值電阻的電流為I0=IV1,因此電壓表V1的內阻RV=,解以上三式得RV=R0,將其變形得到U2=U1,由圖象斜率k=1.5=1+RV=2 960 。4.答案:(1)A2.120(2)×1 k歐姆調零(3)B(4)解析:(1)游標卡尺的A位置是測量圓筒內徑的,故用A部位去測玻璃管的內徑;通過讀游標卡尺得玻璃管的內徑d為21 mm+10×0.02 mm=21.20 mm=2.120 cm;(2)由于歐姆表的指針偏轉較小,說明被測電阻較大,故需要換成更大擋位,即“×1 k”擋;換了擋位后,再測電阻時還需要調零;(3)由于電壓表的示數(shù)不變,即仍有一定的示數(shù),而將5、6之間斷開時,電路中就沒有了電流,電壓表的示數(shù)為零,故它是不可能的,選項B正確;(4)由公式可知礦泉水的電阻率=,因為k=,則=。5.答案:(1)1.40.86(2)k-1解析:(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得U=-E+Ir,把圖象延長,可得E=1.4 V,圖象的斜率k=0.86,即電源內阻r=0.86 ;(2)圖乙中E=U+I1r,圖丙中E=U+I2r+I2rA,I1=kI2,聯(lián)立解得=k-1。6.答案:(1)A(2)B(3)0.09解析:本題考查測繪小燈泡的伏安特性曲線實驗,意在考查學生對該實驗的掌握情況。(1)由題意可知,本實驗選擇的是分壓電路,因此滑動變阻器選擇的是A。(2)因為小燈泡的電阻RL=15 ,和電流表電阻相近,故應采用電流表外接法,因此應選用B電路。(3)設小燈泡的電流為I,電壓為U,由U=E-2I(R+r),代入數(shù)據(jù)得U=1.5-6I(V),作出小燈泡在題圖乙電路中的電流電壓關系圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點,由此交點即可讀出此時通過小燈泡的電流以及小燈泡兩端的電壓。由P=UI可得此時燈泡的功率。