高考物理模拟题分类训练(05期)专题14电学实验(教师版含解析).docx
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1、专题14 电学实验1(2021浙江绍兴市高三二模)(1)小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,有一根导线处于断路状态,如图1所示。为了寻找这根导线,小明同学想先闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某位置,把多用电表的黑表笔接在电路中的a点,再将红表笔分别在图中b、c、d点进行测量,下列选档中,符合操作规程的是_;A直流10V挡 B直流0.5A挡C直流2.5V挡 D欧姆挡10(2)在(1)中的测量结果如下表接入点bcd表盘指针无偏转有偏转有偏转则断路的导线应是_(填图中导线的编号);(3)排除故障后,小明分别描绘了采用电流表内接法和电流表外接法两种情况下的伏安特性曲线,如图乙所示,则图线I是采
2、用电流表_(填“内接法”或“外接法”),电流表内阻约_(保留2位有效数字)。【答案】A 外接法 0.600.10 【解析】(1)1电路中电源的电动势为3V,则需要选用电压大于3V的直流档位。故选A。(2)2黑表笔接在电路中的a点,再将红表笔接在b点,指针无偏转,则断路的导线可能是中的一根;再将红表笔接在c点,指针有偏转,则断路的导线应该是;再将红表笔接在d点,指针有偏转,则断路的导线应该是。(3)34外接法测得电流比实际值大,故图线I为外接法,当电流表示数为0.2A时,内接法电压表示数比外接法大0.12V,为电压表分压,故2(2021天津南开区高三一模)小明欲测量某段圆柱形样品材料的电阻率,该
3、材料电阻约为左右。现提供以下实验器材A电压表V(量程,内阻约为)B电流表(量程,内阻)C电流表(量程,内阻约为)D滑动变阻器(,额定电流)E.直流电源E(电动势为,内阻很小)F.开关一只,导线若干回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其示数_,用螺旋测微器测得该样品的直径如图乙所示,其示数_;(2)为尽可能精确地测量该样品电阻率,在方框中画出电路图并标明所选器材;_(3)请写出实验还需测量物理量的名称和符号_,并用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示这种材料的电阻率_。【答案】5.015 4.700 电流表的示数、电流表的示数 【解析】(1)1样品的长度为2样品的直径为
4、4.700(2)3由于直流电源3V,而电压表量程15V,量程太大,测量误差较大,故不适用,由于电流表内阻已知,可替代电压表使用,电流表量程较大,测干路电流,滑动变阻器阻值较小,为方便调节,提高测量精确度,故采用分压式接法,电路如图所示(3)45由电阻定律及欧姆定律分别可得,联立可得,故还需要测量的物理量有电流表的示数、电流表的示数。3(2021济南市历城二中高三模拟)实验小组用如图(a)所示的实验电路测定电源电动势E和电压表内阻R,提供的器材如下:A待测电源E(电动势约3V,内阻可忽略)B待测电压表V(量程03.0v,内阻约3)C电阻箱(总阻值999.9)D电阻箱(总阻值9999)(1)电阻箱
5、应选择_(填序号);(2)连接好实验电路,调节R,测得系列对应电压U,在坐标中描点作图如图(b),图线在纵坐标轴上的截距为a,某点坐标为,则电源电动势和电压表内阻的测量值分别为_、_;(3)图(c)中图线1为实验所得,若电源内阻不能忽略,则实际图线可能是图(c)中的图线_,由于忽略电源内阻,导致电源电动势的测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。【答案】D 2 小于 【解析】(1)1为了便于调节和让电压表读数变化范围较大,应选择阻值大于电压表内阻的,即选择D;(2)23由闭合电路欧姆定律得,所以有在图中图线在纵轴上的截距,故电源电动势;图线斜率解得(3)45设电源内阻为r,实际上,即图
6、线斜率不变,在纵坐标上的截距增大,可能是图线2;由于忽略电源内阻时的测量值显然,即小于。4(2021湖南娄底市高三零模)某手机电池的电动势约为4V左右,为精确测出该电池的电动势和内阻。除待测手机电池外,实验室可供选用的器材有:A电流表A:(量程0.6A、内阻)B电压表V:(量程15V、内阻约)C滑动变阻器:最大阻值5D电阻箱:(09999.9)E.一个开关及导线若干(1)为了能精确测量电池的电动势和内阻。请选用合适的器材设计电路,并把设计的电路画在方框内。(_)(2)根据设计的电路。在用图像法处理数据时,若纵轴为,为了保证得到的图像为直线。则横轴为_,得到图像1,若图像1与纵轴的截距为,斜率为
7、,则电池的电动势_,内阻_;(3)为了保证得到的图像为直线,还可以以电流表的示数I为横轴,以_为纵轴;得到图像2;若图像2与纵轴的截距为,斜率的绝对值为,则电池的电动势_,内阻_。(用题中给出的物理量符号表示)【答案】 R 或 (或) 【解析】(1)1由实验室给出的仪器可知,电压表的量程太大,滑动变阻器的阻值太小,因而应选用电流表与电阻箱的方式连接,电路如下图所示。(2)234由闭合电路欧姆定律,有可知若纵轴为,为了保证得到的图像为直线。则横轴为R。34结合题意可知,解得,(3)567由闭合电路欧姆定律,有可知为了保证得到的图像为直线,还可以以电流表的示数I为横轴,以为或纵轴;67结合题意有,
8、解得或则,5(2021湖南衡阳市高三一模)(1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,需要测出金属丝的电阻,甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量:甲同学直接用多用电表测其电阻,所使用的多用电表欧姆挡共有“”“”“”“”四个挡,该同学选择倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太大。为了准确地进行测量,进行如下操作:A旋转选择开关至欧姆挡_B将两表笔短接调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度C将两表笔分别连接到的两端,指针指在图甲所示位置,的测量值为_D旋转选择开关至“”,并拔出两表笔(2)如图乙所示为欧姆表表头原理图,已知电流计的量程为,电池电动势为,则该欧姆表的内阻是_。(3)
9、为了较精确地测量另一定值电阻的阻值,乙同学采用如图丙所示的电路。电源电压恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流闭合电键,多次改变电阻箱阻值,记录相应的和多用电表读数,得到的关系如图丁所示,不计此时多用电表的内阻。则_,电源电压_。【答案】 22 15 240 12 【解析】(1)1用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太大,说明该电阻为小电阻,故应换用“1”挡位。2被测电阻的阻值为22 1=22。(2)3欧姆表的内阻为(3)4由欧姆定律得整理得由图线得截距得到5图线得斜率6(2021山东济南市高三一模)某兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值(约为40
10、0),图中G(Rg=100)为量程10mA的灵敏电流计,R0为定值电阻(R0=100),R为滑动变阻器(阻值范围010)。(1)按照图甲所示的电路图,在答题纸上将图乙中的器材实物连线补充完整;_(2)将滑动变阻器置于适当位置后,闭合开关S1。将单刀双掷开关S2接1端,改变滑动变阻器滑片位置,记录此时电流计的示数I1;保持滑动变阻器滑片不动,将S2接2端,记录此时电流计的示数I2。忽路电路中M、N两点间的电压变化,则待测电阻Rx的阻值的表达式为Rx=_;(用I1、I2、R0、Rx表示)(3)改变滑动变阻器滑片位置,重复上述步骤,得到下表中4组数据:1234I1/mA6.505.504.403.3
11、0I2/mA5.284.563.662.741.231.211.201.20利用表中数据,可以求得Rx=_;(保留3位有效数字)(4)若考虑电阻变化对电路的影响,Rx的测量值_(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。【答案】 476 大于 【解析】(1)1按原理图连接实物图如图所示(2)2由实验原理可知得(3)3由表格可知的平均值为1.21,代入可得(4)4若考虑电阻变化对电路的影响,则有则,由此可知,测量值比真实值偏大。7(2021北京朝阳区高三一模)(1)通过实验测量某金属丝的电阻率。用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量示数如图1所示,可得金属丝直径的测量值d =_ mm。将该金属丝绕在陶
12、瓷管上,电阻值约为25。除了开关、若干导线之外还提供了如表1所示的器材:表1器材名称规格电压表量程03V(内阻约为3k)015V(内阻约为15k)电流表量程00.6A(内阻约为0.1)03A(内阻约为0.02)滑动变阻器总电阻为10直流电源电动势6V和12V为较准确测量该金属丝的阻值,某同学用所给器材组成实验电路,如图2所示。图中某个器材的连接有不当之处,该器材是_,理由是_。若测得金属丝的长度为L,直径为d,电阻为R,则金属丝的电阻率=_。(2)家庭装修时需要根据用电功率的不同选择相应粗细的导线,表2是不同横截面积的铜导线常温下允许的负载电流范围。小明家正在装修,配备电器如表3所示,请你帮助
13、他在安全、经济的原则下选择粗细合适的总干路导线,其序号为_,写出选择依据:_。表2导线序号横截面积(mm2)允许长期负载电流(A)A1.068B1.5815C2.51625D4.02532E6.03240F10.05065G16.07090表3电器名称电功率(W)电器名称电功率(W)空调机2000-3000抽油烟机100电冰箱50-150电热水器2000洗衣机400吸尘器800电水壶1000电脑设备200电饭煲800电视机100微波炉1000其他常用600【答案】0.3460.349 滑动变阻器 无法实现调节且易发生短路 F 依据及家庭电路电压可得干路电流约为50A 【解析】(1)1金属丝直径
14、的测量值0.01mm34.7=0.347mm23图中滑动变阻器应该采用分压电路,图中的接法无法实现调节且易发生短路;4若测得金属丝的长度为L,直径为d,电阻为R,则根据,金属丝的电阻率(2)56家电总功率为P=10kW左右,则干路电流,接近50A,则应该选用的导线是F;8(2021山东高三一模)多用电表是实验室中必备的仪器,用它的欧姆挡测电阻方便简单,现某实验小组对多用电表的欧姆挡进行了以下研究。(1)使用多用电表欧姆挡测电阻时,下列说法正确的是_;A测量电路中某个电阻的阻值时,应该把该电阻与电路断开B测量电阻时,如果双手手指与两表笔金属部分接触,会导致测量值偏大C测电阻时,若指针偏转角度较小
15、,应更换较大倍率、重新调零后,再进行测量D多用电表长期使用后电池电动势会变小,在仍能欧姆调零的情况下,会导致测量值偏小(2)多用电表欧姆挡电路可以等效为一个直流电源、一个可变电阻和一个电流表串联后与红、黑表笔相接。现有一个欧姆挡刻度盘中值附近刻度模糊不清的多用电表,某同学想通过实验的方法测量该多用电表的欧姆“1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值。现有器材如下:实验器材:待测多用电表,电压表V(量程6V,内阻十几千欧),电阻箱R,导线若干。在图甲所给的器材上已完成部分连线,请你在答题卡上补充完整连线。(_)该同学利用实验中得到的数据以为纵坐标,为横坐标,作出图乙所示的图象,该图象对应的函数表达式是_,
16、表达式须用欧姆挡电源电动势E、“1”挡刻度盘中值刻度对应的电阻r表示。由图像可求得该多用电表的欧姆“1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值为_(结果保留两位有效数字)【答案】AC 15 【解析】(1)1A.使用多用电表欧姆挡测电阻时,是通过表内的电源对电阻供电,通过测量通过电阻的电流来间接测量其阻值,所以测量电路中某个电阻的阻值时,应该把该电阻与电路断开,否则会造成实验结果错误,并有可能使欧姆表被烧坏,故A正确;B. 测量电阻时,如果双手手指与两表笔金属部分接触,相当于在被测电阻两端并联了一个电阻,从而会导致测量值偏小,故B错误;C. 测电阻时,若指针偏转角度较小,应更换较大倍率、重新调零后,再进行测
17、量,故C正确;D. 设多用电表电池电动势为E,欧姆挡内阻为r,则电池电动势未减小时进行欧姆调零,回路中的电流为。测量时通过待测电阻Rx的电流为。若E变小,则欧姆调零时实际是将r调小,而表盘刻度是固定不变的,所以不变,因此I会减小,又因为待测电阻的阻值是根据通过其电流的大小间接反应的,I的测量值偏小,说明Rx的测量值偏大,故D错误。故选AC。(2)2本实验是用电压表和电阻箱测量多用电表欧姆挡内阻,电压表用于测量外电压,需要并联在电阻箱两端。无论是多用电表还是电压表,电流都是从负接线柱流出,从正接线柱流入。实物连线如图所示。34根据闭合电路欧姆定律有,整理得。将表达式与图像拟合可得r=15 。9(
18、2021广东高三一模)为研究二极管的伏安特性曲线,某研究小组用:恒压电源(电压可调节)、多用电表、滑动变阻器R(最大阻值为10)、电压表、灵敏电流计G、两个规格相同的二极管(电学符号为“”)、导线若干和开关S1、S2连成如图甲所示的电路图。实验研究如下,请完成相关实验内容:(1)判断二极管的极性:断开开关S1和S2,将多用电表选择开关调至“1”欧姆档,将红、黑表笔分别接a、a时发现多用指针偏角很小;将红、黑表笔分别接b、b时偏角很大。请在图甲中的两个虚框内画出二极管的示意图。(_)(2)结合(1)的研究结果,接着研究二极管的正向特性:调节电源输出电压至适当值,闭合开关S1,将开关S2接在_(选
19、填“1”或“2”)端,由A向B缓慢移动滑动变阻器的滑片P,使二极管两端的电压由零逐渐增大;某次电压表指针指示如图乙所示,则此时的电压值为_V;记录多组电压表和对应电流表的读数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。(3)根据图丙的伏安特性曲线,二极管两端所加正向电压大于0.5V后,其正向电阻怎样随电压变化?_。二极管的正向电阻最终趋于_。(结果保留2位有效数字)【答案】 2 0.80 其正向电阻随电压的增大而减小,当电压大于某值时,电阻趋于稳定值 4.0(3.84.2均可) 【解析】(1)1因为在欧姆表内部红表笔接电源的负极,则将红、黑表笔分别接a、a时发现多用指针偏角很小,说
20、明读数较大,二极管上加了反向电压,即a端为二极管的正极;将红、黑表笔分别接b、b时偏角很大,说明读数较小,二极管上加了正向电压,即b端为二极管的正极;如图;(2)2因为研究二极管的正向特性,则需要将开关S2接在2端;3由电压表指针位置可知此时的电压值为0.80V;(3)4根据图丙的伏安特性曲线,二极管两端所加正向电压大于0.5V后,其正向电阻随电压的增大而减小,当电压大于某值时,图像趋近于直线,则电阻趋于稳定值。5二极管的正向电阻最终趋于10(2021辽宁大连市高三一模)某研究小组要测量学校实验室中一块微安表(量程为500A)的内阻。(1)首先用多用电表粗略测量该微安表的内阻。如图甲所示,该小
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