高考物理模拟题分类训练(04期)专题13电学实验(教师版含解析).docx
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1、专题13 电学实验1(2021届福建省福州高三模拟)某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率:分别为1k、100、10、1,该同学选择100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:a_;b两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0处;c重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是_。(2)为了尽量准确测该电阻,要求测量时,电表指针有较大偏转,测量多组数据。除被测电阻外,还备有如下实验仪器,请选择仪器,设计实验电路。A电
2、压表V(量程20V,内阻约为25k)B电流表A1(量程50mA、内电阻r1=20)C电流表A2(量程100mA、内电阻约5)D定值电阻R0(80)E滑动变阻器R()F电源:电动势E=6V,内电阻较小G导线、开关若干请在虚线框内画出能准确测量电阻Rx的电路图_(要求在电路图上标出元件符号),请根据设计的电路图写出Rx的测量值表达式Rx=_。【答案】换用10倍率的挡位 120 (R0r1) 【解析】(1)12选择100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大,说明所选档位太大,为准确测量电阻阻值,应换用10倍率的挡位。欧姆表选择10倍率的挡位,由图示表盘可以知道,测量结果为。(2)34已
3、知电源电动势,而电压表的V的量程为20V,相比较得知,此电压表不可选,误差太大;被测阻值约,可以知道,通过的最大电流约为。此题要用伏安法测电阻,测量中表的指针要有较大角度偏转误差才会较小,同时知A1的量程和内电阻,可将定值电阻R0和A1串联改装成一电压表测两端的电压,滑动变阻器,比被测电阻小得多,则采取分压式接法,则电路图如下图所示。由电路图可以知道,两端的电压,中的电流,则。2(2021届福建省名校联盟高三模拟)要测量某种合金的电阻率(1)若合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,则其电阻率=_,用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为_mm(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷
4、开关根据原理图在图丙中将实物连线补充完整_(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V,I1=0.30A;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V,I2=0.32A,根据以上测量数据判断,当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值Rx =_.(结果保留两位有效数字)【答案】 0.650 b 2.9 如图所示: 【解析】(1)有电阻的决定式得电阻率为;由图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5mm+15.00.01mm=0.650mm;(2)根据图2所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(3)由实验数据可知:,由此可
5、知:,电流表分压较大,为减小实验误差,电流表应采用外接法,即S2处于位置a,根据欧姆定律,则有:。3(2021届广东省东莞市高三模拟)LED被公认为21世纪“绿色照明”,具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点,LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点,LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有: A电流表(量程为,内阻约为,读数记为)B电流表(量程为,内阻,读数记为)C电压表V(量程为,两阻,读数记为U)D定值电阻E.定值电阻F.滑动变阻器G.滑动变阻器H.蓄电池
6、E(电动势为,内阻很小),开关S一个(1)如图所示是某同学设计的实验电路图,请你帮他选择合适的器材,电表1应选_电表2应选_,定值电阻应选_,滑动变阻器应选_。(这四空均填写器材前的字母代号)(2)测量小灯泡电阻的表达式为_(用字母表示),实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到_时,其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻。【答案】A B D F 3.75mA 【解析】(1) 1234LED灯正常工作时的电流为 则电表1应该选择电流表A;由于所给的电压表量程过大,则可选择已知内阻的电流表B与定值电阻串联,若选择定值电阻,则。可知定值电阻选择D即可。由于滑动变阻器要接成分压电路,可知要
7、选择阻值较小的F即可。(2)5测量小灯泡电阻的表达式为。6当灯泡两端电压为3V时灯泡正常工作,此时电表2读数为。4(2021届广东省河源市高三模拟)某同学拟将量程为Ig=1mA,内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为1V的电压表。(1)他首先设计了如图所示电路来测量电流表G的内阻Rg,图中E为电源电动势。现有最大阻值分别为100和2600的滑动变阻器,则R2应选用最大阻值为_的滑动变阻器。开关S1接通,S2未接通时,调节R2使电流表G示数为1.00mA;接通S2后,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节电阻箱R1,当其阻值为50时,电流表G的示数为0.50mA,则电流表G的内阻Rg为_;(2)
8、为了将电流表G改装成量程为1V的电压表,需要_(选填“串联”或“并联”)一个大小为_的电阻。【答案】2600 50 串联 950 【解析】(1)1本题中采用“半偏法测电流表的内阻”,要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,电流表内阻为几十欧,则R2应选用最大阻值为的滑动变阻器。2半偏法中变阻器改变后其阻值等于电流表内阻,即。(2)3改装后电压表的内阻较大,故应该串联一个电阻。4改装后电压表的满偏电流为,满偏电压为,则改装后电压表内阻为则需要串联的电阻为。5(2021届广东省阳江市高三模拟)为了测试某精密元件在204A特定电流值时的工作性能,一实验小组利用微安表监测该元件在电路中的电流,电路如图
9、(a)所示。所用器材:微安表(量程为250A,内阻约为1000),稳压电源E(电动势为2.0V),定值电阻R0(阻值为4000.0),滑动变阻器R1(最大阻值为1000,额定电流为0.3A),电阻箱R2(阻值范围09999.9),开关S。将电阻箱R2置于图(b)所示的阻值,滑动变阻器R1置于最大值;闭合开关S,移动R1的滑片,使微安表读数为204A。(1)图(b)中R2的阻值为_;(2)在图(c)中标出微安表读数为204A时的指针位置_。为了提高监测精度,该小组尝试用标准电池EN(电动势为1.0186V)和灵敏电流计(量程范围300A)替代微安表,设计了图(d)所示电路。要将元件的工作电流调到
10、204A,需先将R2的阻值设置为某个特定值,再闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器R1,使灵敏电流计指针指在零点,此时元件中的电流即为204A。(3)电阻箱R2的阻值应设置为_。【答案】4250.0 4993.1 【解析】(1)1图(b)中R2的阻值为4250.0;(2) 2微安表最小刻度为5A,则读数为204A时的指针位置如图;(3)3由题意可知,当电阻R2两端电压等于电动势EN时,通过灵敏电流计的电流为零,则UR=EN=1.0186V,电流IR=204A,则6(2021届河北省高三高考模拟)小尚同学准备测量某电源的电动势E和内阻r,实验室有以下器材:A待测电源(E约为1.5 V,内阻r约为)
11、;B量程为3 V的电压表(具有一定的内阻);C满偏电流的电流计G();D定值电阻,;E.滑动变阻器R(阻值变化范围0);F.开关S一个;G.导线若干。(1)小尚同学利用以上器材,设计了如图甲所示的电路,若A是电压表,则B是_,C和D是_;(填器材对应的符号)(2)小尚同学器材选择、连接电路和操作均正确,调节滑动变阻器,得到多组电表读数,作出如图乙所示的图像,由图像可知该电源的电动势_V,内阻_;(保留三位有效数字)(3)从实验原埋上看,电源电动势的测量值_(填“大于”“小于”或“等于”)真实值,内阻的测量值_(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。【答案】R 电流计G和 1.50 等于 等于
12、【解析】(1)1若A是电压表,则B是滑动变阻器R;(1)2C和D是改装的电流表,干路电流最大值约为,根据欧姆定律知,得,定值电阻应选,所以C和D是电流计G和定值电阻;(2)3改装后电流表内阻,根据图甲及(1)分析知由图乙可知电动势。(2)4斜率,得。(3)56由,及电路图可知,电压表测得的U,结合电流表两端电压可求得路端电压,为通过电源的真实电流,已知,则电源电动势和内阻的测量值均等于真实值。7(2021届河北省衡水中学高三四调)测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势E约为12V,内阻r约为3。实验室提供的器材有A量程为10mA、内阻未知的电流表G;B电阻箱R1(09999.9);C电阻箱R
13、2(0999.9);D滑动变阻器R3(0100);E滑动变阻器R4(02000);F开关2只,导线若干。(1)先用如图所示甲的电路来测定电流表G内阻。补充完成实验:为确保实验仪器安全,滑动变阻器R应该选取_(选填“R3”或“R4”);连接好电路,断开S1、S2,将R的滑片滑到_(选填“a”或“b”)端;闭合S1,调节R,使电流表G满偏;保持R不变,再闭合S2,调节电阻箱电阻R1=20.0时,电流表G的读数为5mA;调节电阻箱时,干路上电流几乎不变,则测定的电流表G内阻Rg=_。(2)按图乙连接电路,将电阻箱R1的阻值调为R0=1180.0。再闭合开关S1、S2多次调节电阻箱R2,记录每次电阻箱
14、的阻值R2及对应的电流表的示数I。作出图象如图丙所示,由两次操作测得的数据求得电池的电动势为_V,内阻为_(保留一位小数)。【答案】R4 a 20.0 12.0 3.2 【解析】(1)1由题意可知,电源电动势为12V,而电流表量程为10mA,则电流表达到满偏时需要的电阻为,故为了安全和准确,滑动变阻器应选。2为了让电路电流由最小开始调节,滑动变阻器开始时接入电阻应最大,故滑片应滑至a端。(2)3用半偏法测电流表内阻,开始时电流表满偏,滑动变阻器远大于电流表内阻;当再并联一个与与电流表阻值相当的电阻,可认为整个电路的电流几乎不变,此时表头读数为半偏,电流表G内阻近似等于电阻箱电阻R1=20.0。
15、45根据闭合电路的欧姆定律,变形得根据图像可得斜率和截距,应有,带入数据解得,。8(2021届湖北省高三高考模拟)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。某研究性学习小组设计了一种温度控制装置,温控开关可采用热敏电阻来控制。(1)先通过实验探究某一热敏电阻的阻值随温度t的变化关系。已知该热敏电阻在常温下的阻值约。现提供以下实验器材:A控温箱(用以调节热敏电阻的温度);B电压表V(量程3V,内阻约);C电流表(量程50mA,内阻);D电流表(量程100mA,内阻约为);E滑动变阻器R(阻值变化范围为0,允许通过的最大电流为2A
16、);F直流电源E(电动势为12V,内阻很小);G开关一只,导线若干。要求用上述器材尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值,且尽可能多测几组数据,请在图甲虚线框中画出符合要求的实验电路图,并标明所选择器材的符号_。(2)学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示。根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系为_。(3)如图丙所示,当1、2两端所加电压增大至2V时,控制开关会自动启动加热系统进行加热,请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当温度达到80时启动温控系统。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:热敏电阻(阻值随温度变化规律如图乙所示);直
17、流电源(电动势3V,内阻不计);定值电阻(限选其中之一并在图中标出);开关S及导线若干。定值电阻应选_,在图丙虚线框内完成电路原理图_。【答案】见解析 见解析 【解析】(1)1要求尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值,且尽可能多测几组数据,所以采用分压式电路;因为电压表量程太小,且具体内阻不知,会导致测量值有较大的误差,所以用已知内阻的电流表作为电压表,电流表外接可以消除系统误差。实验电路设计如图所示(2)2根据图乙图像可得(3)34温度达到80时,可得热敏电阻,根据闭合电路欧姆定律可得,当定值电阻等于时,1、2两端电压恰好为2V,所以定值电阻应选择。原理电路图如图所示9某同学测量一节旧
18、干电池的电动势和内电阻的电路图如图甲所示,其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电压表的电路:(1)毫安表的内阻为100,满偏电流为5mA;R1和R2为定值电阻,其中R1=500。若使用a和c接线柱,电压表量程为15V,则R2=_;(2)现有两个电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2),A2(量程3A,内阻约0.05);两个滑动变阻器,最大阻值分别为10和500,则应选电流表_(填“A1”或“A2”),应选最大阻值为_的滑动变阻器;(3)实验主要步骤如下:开关S2拨向b,将滑动变阻器R的滑片移到最_端(选填“左”或“右”);闭合开关S1,多次调节滑动变阻器的滑动片,记下相应的电流表示数I1和毫安
19、表示数I2;根据测量数据画出的I2I1图像如图乙所示;由图像可得电源的电动势E=_V,内阻r=_。(结果均保留三位有效数字)【答案】2400 A1 10 左 1.44 1.20 【解析】(1)1定值电阻和毫安表串联,则根据欧姆定律可得,代入数据联立解得。(2)23一节电池的电动势约为1.5V,因此电流表应选用。为了方便调节,滑动变阻器应当选择10的。(3)456为了让电流从最小开始调节,开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置,因此应当滑到左端。开关滑向c,则改装电压表内阻为,由,可知,图象中与纵坐标的交点为,则根据公式可得,图象的斜率为,代入数据解得。10(2021届湖南省高三高考模拟)某兴趣小组欲
20、测定一只标有“4.0 V,0.8 W”的小灯泡的伏安特性曲线,准备的器材如下:双量程电压表V(量程为03 V时的内阻rV1=9 k,量程为015 V时的内阻rV2=15 k);电流表A(量程100 mA,内阻rA=10 );标准电阻R1(阻值为3 k),标准电阻R2(阻值为15 k),标准电阻箱R3(阻值0999.9 );滑动变阻器R4(阻值015 );学生稳压电源(电动势E=6 V,内阻不计);单刀双掷开关S,导线若干。(1)实验需要小灯泡两端电压可以在0到4.0 V之间任意调节,小组设计安装了如图(a)所示实验电路,其中标准电阻R应选_(填“R1”或“R2”);(2)根据实验要求,电阻箱R
21、3的阻值应调节到_;(3)连接好电路,开关S分别接a、b,调节滑动变阻器测得多组数据,对数据进行处理后,作出I U图像,如图(b)所示,其中S接a时得到的图像应是图中的曲线_(填“1”或“2”);在1、2两条曲线中,曲线_(填“1”或“2”)更接近小灯泡真实的伏安特性曲线;(4)直虚线3、4分别为曲线1、2上P、Q两点的切线,由图可知,当小灯泡两端电压为2.25 V时,灯丝电阻为_(保留一位小数)。【答案】R1 10 2 1 13.8(13.713.9均可) 【解析】(1)1根据实验要求,电压表改装后的最大量程在4.06.0 V之间最好,由 解得串联电阻的阻值R在3 k到9 k之间,所以选择R
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