2021年高考物理二轮复习核心考点专项突破电学实验练习含解析.docx
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1、电学实验1下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图,图甲中游标卡尺为50分度,图乙为20分度游标卡尺,图丙为10分度游标卡尺,它们的读数分别为_;_;_. 【解析】在图甲中,主尺读数为42 mm,游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于卡尺是50分度的,所以读数为42 mm50.02 mm42.10 mm;在图乙中,主尺读数为63 mm,游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于卡尺是20分度的,所以读数为63 mm60.05 mm63.30 mm;在图丙中,主尺读数为29 mm,游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于卡尺是10分度的,所以读数为29 mm80.1 m
2、m29.8 mm.【答案】42.10 mm63.30 mm29.8 mm2.如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示(1)若使用的是03 V量程的电压表,读数为_V若使用的是015 V量程的电压表,读数为_V.(2)若使用的是00.6 A量程的电流表,读数为_A若使用的是03 A量程的电流表,读数为_A. 【解析】对于电压表,当选取03 V量程时,每小格为0.1 V,读数为1.68 V,当选取015 V量程时,每小格为0.5 V,读数为8.4 V;对于电流表,当选取00.6 A量程时,每小格为0.02 A,读数为0.46 A,当选取03 A量程时,每小格为0.1 A,
3、读数为2.30 A.【答案】(1)1.688.4(2)0.462.303.某同学用以下器材接成如图甲所示的电路,并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘,成功地改装了一个简易的“R1 k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在1020 k范围内的电阻时精确度令人满意,表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下:A.满偏电流Ig100 A的微安表一个B.电动势E1.5 V,电阻可忽略不计的电池C.阻值调至14 k的电阻箱RD.红、黑测试表笔和导线若干(1)根据题中信息可知原微安表的内阻Rg_ .(2)在图甲电路的基础上,不换微安表和电池,图乙的刻度也不改变,仅增加1个电阻,就
4、能改装成“R1”的欧姆表.要增加的电阻应接在_之间(填a、b、c),电阻阻值为_.(保留两位有效数字)(3)画出改装成“R1”的欧姆表后的电路图.【答案】(1)1 k(2)a、c15 (3)见解析图【解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在1020 k范围内的电阻时精确度令人满意”说明在测阻值在1020 k的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近,由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻,即表内总电阻约为R总15 k.当表笔短接时,电流满偏,根据欧姆定律有:Ig,代入E、R、Ig的值可得Rg1 k.(2)要把原表改装成“R1”的欧姆表,就要减少表的内阻,依题意,显然只有在ac之间并联一个小
5、电阻R,才能使表内总电阻等于中值电阻R并15 .根据R并,代入R以及Rg的数值可计算得R15 .(3)画出改装成“R1”的欧姆表后的电路图如图所示.4.某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20 )材料的电阻率他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度可供选择的器材还有:电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 );电流表A1(量程0100 mA,内阻约5 );电流表A2(量程00.6 A,内阻约0.2 );电阻箱R(0999.9 );开关
6、、导线若干 他们的实验操作步骤如下:A用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;B根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;C调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大,闭合开关S;D将金属夹夹在电阻丝上某位置,调节电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;E改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调节电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表再次满偏重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F断开开关,拆除电路并整理好器材(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次直径的测量值d_mm;(2)实验中电流表应选择_(
7、选填“A1”或“A2”);(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的RL关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率_(用给定的物理量符号和已知常数表示)【解析】(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度是0.5 mm,可动刻度是22.60.01 mm0.226 mm,金属丝直径d0.5 mm0.226 mm0.726 mm.(2)电路中最大电流约为I A0.14 A,不到0.6 A的四分之一,如果使用电流表A2实验误差较大,因此电流表应选A1.(3)由实验步骤可知,外电路电阻不变,由
8、串联电路特点可知,外电路总电阻R总RR电阻丝RRR,由题图丙可知,当电阻丝接入电路的长度为零时,电路总电阻R总R0,则RR0,RR0,图象斜率的绝对值|k|,则电阻率.【答案】(1)0.726(0.7250.727)(2)A1(3)5.一只小灯泡,额定功率为0.75 W,额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3 ,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U1.5 V.B小组同学认为A小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量数据来绘制灯泡的UI图线,进而找到灯泡的额定电压.A.电压表V(量程
9、3 V,内阻约3 k)B.电流表A1(量程1 500 mA,内阻约0.02 )C.电流表A2(量程500 mA,内阻约0.6 )D.滑动变阻器R1(010 )E.滑动变阻器R2(0100 )F.电源E(电动势4.0 V,内阻不计)G.开关S和导线若干H.待测灯泡L(额定功率0.75 W,额定电压未知)(1)在实验过程中,B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,在下面所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中,电流表选_(选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选_(选填“R1”或“R2”).(2)当电压达到1.23 V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70 V时,灯泡功率已超过额定功率,便立
10、即断开开关,并将所测数据记录在下面表格中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中实验数据在图中作出灯泡的UI图线. (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为_ V;显然这一结果大于1.5 V,究其原因是_.【答案】(1)见解析图A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.42.6均可)灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)【解析】(1)题目表格中电流最大310 mA,考虑测量的精确度,故电流表选择A2;要描绘小灯泡的UI图象,电压要从零开始连续调节,故滑动变阻器用分压式接法,
11、选择小量程的变阻器方便操作,故变阻器选择R1;电路如图所示.(2)小灯泡的UI图象如图所示:(3)小灯泡的额定功率为0.75 W;当电压为2.5 V时,电流为0.3 A,此时电功率为:PUI2.50.3 W0.75 W,恰好等于额定功率,故额定电压为2.5 V;显然这一结果大于1.5 V,究其原因是灯泡电阻随着温度的升高而变大.6.待测电阻Rx的阻值约为20 ,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:A电流表A1(量程为150 mA,内阻约为10 )B电流表A2(量程为20 mA,内阻r230 )C电压表V(量程为15 V,内阻约为3 000 )D定值电阻R0100 E滑动变阻器R1,最大阻值为5
12、 ,额定电流为1.0 AF滑动变阻器R2,最大阻值为5 ,额定电流为0.5 AG电源,电动势E4 V(内阻不计)H电键S及导线若干(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不小于其量程的三分之一,请从所给的器材中选择合适的实验器材:_(均用器材前对应的序号字母填写);(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;(3)待测电阻的表达式为Rx_,式中各符号的物理意义为_【解析】(1)由于电源电动势为4 V,电压表V量程为15 V,测量中电压表示数达不到其量程的三分之一,故电压表不能使用;可将电流表A2与定值电阻R0串联当作电压表与电流表A1配合
13、使用,用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的电压表内阻已知,故电流表A1采用外接法,改装的电压表量程为20 mA130 2.6 V,两个滑动变阻器最大阻值均为5 ,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法;此时考虑到干路最小电流约为0.8 A,故滑动变阻器只能选择R1,经过估算当电流表A1满偏时,电流表A2也正好满偏,非常匹配,满足电表读数不小于其量程的三分之一故器材选择ABDEGH.(2)如图所示 (3)待测电阻Rx,其中,I1、I2分别为A1和A2的示数,R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值【答案】(1)ABDEGH(2)见解析图(3) I1、I2分别为A1和A2的示数,R0与r2分
14、别为定值电阻和A2内阻的阻值7.某同学利用如图所示的电路,测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL,实验室提供下列器材:待测线圈L,阻值约为2 ,额定电流为2 A电流表A1量程为0.6 A,内阻r1为0.2 电流表A2量程为3 A,内阻r2约为0.2 变阻器R1阻值为010 ,变阻器R2阻值为01 k电池 E,电动势为9 V,内阻很小定值电阻 R310 ,R41 000 开关S1、S2要求实验时,改变变阻器的阻值,待电路稳定时,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2,利用I2I1的图象,求出电感线圈的电阻.(1)实验中定值电阻应选用_,变阻器应选用_.(填代号)(2)I
15、2I1对应的函数关系式为_.(选用题干所给出的物理符号表示)(3)实验结束时应先断开开关_,后断开开关_.(4)由I2I1图象得出的平均值为6.0,则电感线圈的直流电阻为_.(结果保留3位有效数字)【答案】(1)R3R1(2)I2I1(3)S2S1(4)2.04 【解析】(1)采用已知内阻的小量程电流表A1替代电压表测量电压,需要串联一个大于等于R 0.2 6.5 的定值电阻,所以实验中定值电阻应选用阻值为10 的R3,要用分压电路,选择较小的滑动变阻器,滑动变阻器应选用阻值为010 的R1.(2)由I1(R3r1)(I2I1)RL,得:,所以:I2I1(3)实验结束时为防止烧坏电路,应先断开
16、开关S2 ,将电感线圈与A1断开,然后再断开S1.(4)由I2I1,代入数据得:RL 2.04 .8.某同学利用右图所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值50 ),滑动变阻器R2(最大阻值5 k),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干实验步骤如下按电路原理图连接线路;将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值回答下列问题
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