2022年高考物理二轮复习专题限时集训专题电学实验 .pdf

学习好资料欢迎下载专题限时集训 (十四 )A专题十四电学实验 (时间： 45 分钟 ) (2)按照正确的实验操作步骤，该同学得到如下表所示的实验数据，请在图142 的坐标纸上画出电压随电流变化的UI 图线，根据实验得到的UI 图象可求得电源电动势为E_V ，内阻为 _ .I/A0.801.201.602.002.402.80 U/V2.602.402.202.001.801.60 图 142 3图 143 是一种测定电压表内阻的电路图，实验的操作步骤如下：图 143 a将电阻箱R 的电阻调到零；b闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑动触头位置，使电压表指针达到满偏；c保持滑动变阻器的滑动触头位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电压表的指针指到满偏读数的一半；d读出电阻箱的电阻值Rx，认为电压表的内阻r测Rx. 已知电压表的量程是3V，电阻约为3k，电源电动势约为6V. 可供选择的滑动变阻器R1有：A阻值 010 ，额定电流2A B阻值 01000 ，额定电流1A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习好资料欢迎下载可供选择的电阻箱R 有：C阻值 0999.9 D阻值 09999.9 (1)根据图143 的电路图，在实物图144 中连接了部分导线，请在图中画出还需要连接的导线图 144 (2)为了比较准确地测量电压表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是_，电阻箱R是_(填仪器前的代号) (3)本实验中电压表的测量值r测与电压表的真实值r 相比，r测_r (选填“大于”、“小于”或“等于”)(4)如果增大电源的电动势，此电路测出的电压表内阻的误差将会_(选填“增大”、“减小”或“不变”)4 随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐某同学 为了测定某电动车电池的电动势和内阻，设计了如图145 所示电路，提供的实验器材有：图 145 A电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知B直流电流表A，量程 300mA ，内阻很小C电阻箱R，阻值范围为0999.9 D定值电阻R0，标称阻值10E导线和开关(1)当他闭合开关时发现，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：断开电源开关S，将多用表选择开关置于1 挡，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10，将多用表选择开关置于10 挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图146 所示，则所测阻值为_ ，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好由以上操作可知，发生故障的元件是_图 146 (2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路改变电阻箱的阻值R，分别测出通过阻值为 R0 10 的定值电阻的电流I，下列三组关于R 的取值方案中，比较合理的方案是_(选填方案编号1、2 或 3)方案编号电阻箱的阻值R/ 1300.0250.0200.0150.0100.0 2100.085.070.055.040.0 340.030.025.020.015.0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(3)根据实验数据描点，绘出的1IR 图象是一条直线若直线的斜率为k，在1I坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E_，内阻 r_.(用 k、b 和 R0表示 ) 5某同学在利用DIS 和电压、电流传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，并同时测定小灯泡功率的实验中，采用了图14 7 甲所示电路图 147 (1)图甲中 E 矩形框内应该接_ ，F 矩形框内应该接_(均选填“电压传感器”、“电流传感器”或“小灯泡”) (2)该同学利用测量的数据，画出如图乙所示的图线，但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示物理量请你根据图线作出判断：横坐标表示_，纵坐标表示_6某电动机的三组线圈、阻值相同，均为几欧姆，接法可能是图148 中甲、乙两种之一， A、B 和 C 是外接头现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测量A 和 B 之间、 B 和 C 之间、 A 和 C 之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如图149(a)、 (b)、 (c)所示，则测量中使用的欧姆挡的倍率是_(选填“ 1”、“ 10”、“ 100”或“ 1k”)，三组线圈的接法是_(选填“甲”或“乙” )，断路线圈是 _(选填“”、“”或“”)图 148 图 149 7如图 1410 所示， 箱内可能有一节干电池、电阻、晶体二极管、 电容器等电学元件，箱外有 4 个接线柱，分别标为1、2、3、4，相邻两个序号间只有一个元件图 1410 (1)若用多用电表确定元件的位置，应使用多用电表的_(选填下述挡位的序号)进行试测A直流 10V 电压挡B直流 1.5V 电压挡C欧姆挡D直流电流挡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(2)试测后，用直流1.5V 电压挡进一步测量，测量结果记录如下：红表笔位置111 黑表笔位置234 示数1.5V0V0V 确定电源位置后，去掉电源，应用多用电表的_挡进行测量结果如下：红表笔位置111234 黑表笔位置234111 电阻情况电阻很大电阻很大电阻很大先有电阻，然后变为很大电阻较小电阻很小根据以上结果，在虚线框中画出电路图专题限时集训 (十四 )B专题十四电学实验 (时间： 45 分钟 ) 1在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为 5，实验室备有下列实验器材：A电压表 V1(量程 03V，内阻约为15k ) B电压表 V2(量程 015V，内阻约为75k ) C电流表 A1(量程 03A，内阻约为0.2 ) D电流表 A2(量程 00.6A，内阻约为1) E变阻器 R1(010 ，0.6A) F变阻器R2(02000 ，0.1A) G电池组E(电动势为3V ，内阻约为0.3 ) H开关 S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_(填仪器前面的代号) (2)请在虚线框中画出实验误差较小而操作方便的最佳实验原理图2为了测量一微安表头A 的内阻，某同学设计了如图14 11 所示的电路图中，A0是标准电流表， R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关， E 是电池完成下列实验步骤中的填空：图 1411 (1)将 S 拨向接点1，接通S1，调节 _，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 _的读数 I；(2)然后将 S拨向接点 2， 调节 _，使 _，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的 _，此即为待测微安表头内阻的测量值3图 1412 甲是改装并校准电流表的电路图，已知表头A 的量程为Ig600A 、内精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页学习好资料欢迎下载阻为 Rg，mA 是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I60mA.完成下列填空：(1)图 1412 甲中分流电阻RP的阻值应为 _(用 Ig、Rg和 I 表示 )图 1412 (2)在电表改装完成后的某次校准测量中，mA 表的示数如图乙所示，由此读出流过mA电流表的电流为_mA. 此时流过分流电阻RP的电流为 _mA( 保留一位小数)4甲、乙两位同学在实验室中利用如图14 13(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势 E 和内阻 r，调节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， 另一同学记录的是电流表A 和电压表V2的测量数据 并根据数据描绘了如图(b)所示的两条UI 图线回答下列问题：(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知() 图 1413 A甲同学是根据电压表V1和电流表 A 的数据B甲同学是根据电压表V2和电流表A 的数据C乙同学是根据电压表V1和电流表A 的数据D乙同学是根据电压表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0.5W D电源的效率达到最大值(3)根据图 (b)，可以求出定值电阻R0 _，电源电动势E_V，内阻 r_.5(1)用如图1414 所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K 和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：图 1414 (1)旋动部件 _，使指针对准电流的“0”刻线(2)将 K 旋转到电阻挡“100”的位置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(3)将插入“”、 “”插孔的表笔短接，旋动部件 _， 使指针对准电阻的_(选填“ 0 刻线”或“刻线”)(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小为了得到比较准确的测量结果， 请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 _的顺序进行操作，再完成读数测量A将 K 旋转到电阻挡“1k”的位置B将 K 旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准6某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：电流表 A( 量程为 05mA，内阻约为10)；电压表 V ( 量程为 03V ，内阻约为3k)；滑动变阻器 (最大阻值约为50)；电源 E(电动势约3V) ；开关 S、导线若干(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图1415 所示电路试测，读得电压表示数大约为2.0V ，电流表示数大约为4.0mA，则未知电阻阻值Rx大约为 _；图 1415 (2)经分析，该电路测量误差较大，需要作改进请在虚线框内画出改进后的测量原理图；(3)用改进后的电路进行测量，其测量值_(选填“等于”、“小于”、“大于”)真实值7.某课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池以及从废旧电器上拆下的电阻、电容、电感线圈、白炽灯等元件现从这些材料中选取两个待测元件，即电阻R0(约为 2k)和白炽灯现用手机中的锂电池(电动势 E标称值为 3.7V， 允许最大放电电流为300mA)以及可供选择的下列器材进行实验：A. 电压表 V( 量程 4V，电阻 RV约为 4.0k ) B.电流表 A1(量程 300mA，电阻 RA1约为 5) C.电流表 A2(量程 2mA，电阻 RA2约为 10) D.滑动变阻器R1(020 ，额定电流1A) E.电阻箱 R2(0999.9 ) F.开关 S 一只、导线若干(1)为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图1416 甲所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用手机中的锂电池) ，其中有一种器材选取不妥，应做出如下调整_ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习好资料欢迎下载图 1416 (2)为研究白炽灯的伏安特性曲线，该同学重新设计了一个实验电路，测出了加在灯两端的电压 U 和通过灯的电流I 共 8 组数据如下表所示：次数1234567 U/V00.200.501.001.502.003.00 I/A00.080.130.180.200.240.29 请在图乙的坐标图中描点作出UI 图线由图象可知，随着电流的增大，白炽灯的电阻_(选填“增大”、“减小”或“不变”)8.(1)为了测定光敏电阻Rx的光敏特性，某同学使用多用表“100”的欧姆挡测其在正常光照下的大致电阻，示数如图1417 所示，则所测得的阻值Rx _；图 1417 图 1418 (2)为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种情况下的UI 图线如图 14 18所示，由此可知，正常光照射时光敏电阻阻值为_，强光照射时光敏电阻阻值为_；(3)若实验中所用电压表内阻为5k ，电流表内阻为100 ，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图1419 甲电路对 _(选填“正常光”或“强光”)照射时测量的误差较小请根据图甲将图乙中的仪器连接成完整实验电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习好资料欢迎下载图 1419 专题限时集训(十四 )A 1BC【解析】 传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件发光二极管是电学元件，是将电能转化成光能的元件，不是传感器，A 错误；干电池是一种电源，不是传感器，D 错误；光敏电阻被光照射时，其电阻会发生变化，能把光学量转换成电学量，是传感器，B 正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，是传感器，C 正确2(1)如图甲所示如图乙所示(2)如图丙所示3.000.50 乙【解析】(1)滑动变阻器连接错误：滑动变阻器连入电路的是总电阻，不能起到改变电路中的电流和电压的作用；开关连接错误：当开关断开时，电压表仍连入电路中(2)根据实验数据描点，作出图象如图丙所示由纵轴截距知电动势E3.00V，由图象斜率知内阻r U I0.50.3(1)如图所示(2)AD 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(3)大于(4)减小【解析】(1)实物连接如图所示(2)为保持电阻箱的电阻连入电路后测量电路(电阻箱和电压表串联部分)的电压不变， 滑动变阻器应选用总电阻较小的A；电阻箱电阻需满足与电压表等分测量电路电压的条件，所以电阻箱应选用D. (3)电阻箱电阻连入电路后，测量电路与滑动变阻器并联部分的总电阻略有增大，电压表半偏时电阻箱两端电压略高于电压表两端电压，所以电阻箱连入电路的电阻略大于电压表内阻，即电压表内阻测量值大于真实值(4)电源的电动势增大，电阻箱电阻连入电路后，对全电路的中电压分配的影响减小，测量误差减小4(1)70 电流表(2)2(3)1kbkR0【解析】(1)电表读数为71070，用排除法可确定故障元件为电流表(2)因电流表量程为300mA ，电阻箱连入电路的最小电阻约为RminEImaxR030，电流过小 (小于 100mA) 读数不准确，电阻箱连入电路的最大电阻约为RmaxEIminR0110，取值方案比较合理的是方案2. (3)由闭合电路欧姆定律，IERR0r，函数关系为1IRER0rE，斜率k1E，截距bR0rEk(R0r)，所以电源的电动势为E1k，内阻 rbkR0. 5(1)电压传感器小灯泡(2)电流 I 电压 U【解析】(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，数据采集器应采集灯泡的电流和电压数据， G 串联在电路中，是电流传感器，E、F 并联， E 为电压传感器，F 为灯泡(2)灯丝是金属钨所制，其电阻随温度的升高而增大，所以图象的横坐标表示电流，纵坐标表示电压6 1 乙【解析】 因电动机的电阻约几欧，其串、并联后电阻也不会很大，故测量中应使用欧姆挡 1 的倍率测量若三组线圈的接法如图甲所示，当有一组线圈断路时，A 和 B 之间、 B和 C 之间、 A 和 C 之间的电阻必有一组为无穷大，所以三组线圈的接法应如图乙所示由欧姆表的读数可知A 和 C 间的电阻大于A 和 B、 B 和 C 间的电阻，故断路处必是线圈. 7(1)A(2)欧姆如图所示【解析】 已知电路中有一节干电池，应用电压挡试测，为避免试触时电压表反接损坏电表，应采用较大量程试测确定好电源的正负极位置后，可以利用1.5V 挡测量， 1、 2之间直接测量为1.5V ，说明电压表测量值为电源电动势去掉电源后，应用欧姆挡检测电路，红表笔在多用电表内部接电源负极，红表笔接1，黑表笔接2、3、4 显示电阻很大，说明二极管处于反接状态，黑表笔接1，红表笔接4 显示电阻很小，说明二极管处于1、4 间，且处于导通状态，而红表笔接3、黑表笔接1 显示电阻较小，说明3、4 间有电阻存在，由于电容器的充电和放电，导致红表笔接2、黑表笔接1 时显示为先有电阻，然后变为无穷大，说明在 2、3 间有电容虚线框内电路如图所示专题限时集训(十四 )B 1(1)ADEGH(2)限流外接法 (图略 ) 【解析】 首先选出唯一性器材，即G 和 H 两组器件因为电源电动势为3V，故电压表选 A；估算电路中可能达到的电流最大值，有 ImERx0.6A ，所以电流表选D，变阻器选 E，这一选择遵循了准确、便于操作的原则根据 R0RARV122，由于 RxRx，故可以选用滑动变阻器限流式接法2(1) R0标准电流表 (或 A0)(2)RN标准电流表 (或 A0)的读数仍为I(3)平均值【解析】 此为替代法测微安表的内阻，实验中用电阻箱替代待测微安表，使替代后标准电流表的读数不变，则电阻箱的示数即为待测微安表的内阻为减小实验误差，应多次测量求平均值3(1)IgRgIIg(2)49.549.0 【解析】(1)表头与 RP并联，根据并联电路各支路电压相等特点，有IgRg(IIg)RP，解得： RPIgRgI Ig. (2)读数要估读到分度值得下一位，即0.1mA；改装要求当输入总电流60mA 时， RP要分掉 (600.6) mA ，即 IP59.460I，当 I49.5mA 时， IP49.0mA. 4(1)AD(2)BC(3)2.01.501.0 【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根据电压表V1和电流表A 的数据绘制图象的，选项B 错误、A 正确； 乙同学是根据电压表 V2和电流表A 的数据绘制图象的，选项 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，选项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，选项B 正确；定值电阻R0消耗的功率为： PU2I1.00.5W 0.5W，选项 C 正确；电源的效率为： UIEIUE，U 越大，效率越大，选项D 错误(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为： R0U2I1.00.52.0 ；从甲同学的图象可以得出图象在U 轴上的截距为1.50V， 即电源的电动势为1.50V， 图象斜率的绝对值为： k U1 I0.50.51.0，即电源的内阻为r1.0 .5(1)S(3)T0 刻线(4)ADC 【解析】 S 为指针定位螺丝， 作用是把电表的指针调到左端零位置，称之为机械调零 T为欧姆调零旋纽，当选择开关旋转到欧姆挡时，调节该旋纽，使指针指到右端零位置当表笔短接时， 接入的电阻为零， 所以指针的示数应在0 刻度将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，说明电阻很大(欧姆表零刻度在右端)，所以量程应该调大一些，让指针在中央刻度附近，所以先换成大挡位，调零，再测量，所以顺序为ADC. 6(1)500(2)如图所示(3)大于【解析】(1)未知电阻阻值约为RxUI500.(2)原测量电路为外接法，测量误差较大，误差是由电压表的分流作用引起的，测量电路应改用内接法，测量原理图如图所示(3)测量电路改用内接法时，由于电流表的分压作用，将使测量值大于真实值7(1)电流表 A1换成电流表A2(2)如图所示增大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学习好资料欢迎下载【解析】(1)电压表读数接近满量程4V 时，通过电流表A1的电流约为I1UmR02mA，远小于电流表A1的量程，所以电流表A1换成电流表A2. (2)描点作出图象如图所示，由图象知白炽灯的电阻随着电压的增大而增大8(1)3200(2)3000200(3)强光如图所示【解析】(1)电阻表读数为321003200. (2)图线斜率表示电阻的大小，R1 U1 I13000 ，R2 U2 I2200. (3)测量电路为外接法时，待测电阻越小则实验误差越小，强光照射时光敏电阻的阻值较小，所以对强光照射光敏电阻时测量的误差较小，实验电路如图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页