高考物理二轮复习专题限时集训专题14 电学实验.docx
《高考物理二轮复习专题限时集训专题14 电学实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习专题限时集训专题14 电学实验.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高考物理二轮复习专题限时集训专题14电学实验
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14－2的坐标纸上画出电压随电流变化的U－I图线，根据实验得到的U－I图象可求得电源电动势为E＝________V，内阻为________Ω.
I/A
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
U/V
2.60
2.40
2.20
2.00
1.80
1.60
图14－2
3．图14－3是一种测定电压表内阻的电路图，实验的操作步骤如下：
图14－3
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3kΩ，电源电动势约为6V.
可供选择的滑动变阻器R1有：
A．阻值0～10Ω，额定电流2A
B．阻值0～1000Ω，额定电流1A
可供选择的电阻箱R有：
C．阻值0～999.9Ω
D．阻值0～9999.9Ω
（1）根据图14－3的电路图，在实物图14－4中连接了部分导线，请在图中画出还需要连接的导线．
图14－4
（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14－5所示电路，提供的实验器材有：
图14－5
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0～999.9Ω
D．定值电阻R0，标称阻值10Ω
E．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：
①断开电源开关S，②将多用表选择开关置于×1Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω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14－6所示，则所测阻值为__________Ω，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14－6
（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＝10Ω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/Ω
1
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
2
100.0
85.0
70.0
55.0
40.0
3
40.0
30.0
25.0
20.0
15.0
（3）根据实验数据描点，绘出的
－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在
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14－7
（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①、②、③阻值相同，均为几欧姆，接法可能是图14－8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14－9（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“①”、“②”或“③”）．
图14－8
图14－9
7．如图14－10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14－10
（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
（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
1
1
1
黑表笔位置
2
3
4
示数
1.5V
0V
0V
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
1
1
1
2
3
4
黑表笔
位置
2
3
4
1
1
1
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5Ω，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1（量程0～3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表V2（量程0～15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表A1（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
E．变阻器R1（（0～10Ω，0.6A）
F．变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）
G．电池组E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）
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14－11
（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14－12甲是改装并校准电流表的电路图，已知表头μA的量程为Ig＝600μA、内阻为Rg，mA是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I＝60mA.完成下列填空：
（1）图14－12甲中分流电阻RP的阻值应为________（用Ig、Rg和I表示）．
图14－12
（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U－I图线．回答下列问题：
（1）根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（ ）
图14－13
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＝________Ω，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
5．
（1）用如图14－14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14－14
（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．
（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0～5mA，内阻约为10Ω）；
电压表V（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）；
滑动变阻器（最大阻值约为50Ω）；
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14－15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________Ω；
图14－15
（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2kΩ）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4.0kΩ）
B.电流表A1（量程300mA，电阻RA1约为5Ω）
C.电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为10Ω）
D.滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A）
E.电阻箱R2（0～999.9Ω）
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14－16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________________________________________________________________________．
图14－16
（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
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
3.00
I/A
0
0.08
0.13
0.18
0.20
0.24
0.29
请在图乙的坐标图中描点作出U－I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14－17所示，则所测得的阻值Rx＝________Ω；
图14－17
图14－18
（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U－I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________Ω，强光照射时光敏电阻阻值为________Ω；
（3）若实验中所用电压表内阻为5kΩ，电流表内阻为100Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图14－19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．
图14－19
专题限时集训（十四）A
1．BC 【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 3.00 0.50
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E＝3.00V，由图象斜率知内阻r＝
＝0.50Ω.
3．
（1）如图所示
（2）A D
（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）
－R0
【解析】
（1）电表读数为7×10Ω＝70Ω，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Rmin＝
－R0＝30Ω，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Rmax＝
－R0＝110Ω，取值方案比较合理的是方案2.
（3）由闭合电路欧姆定律，I＝
，函数关系为
＝
＋
，斜率k＝
，截距b＝
＝k（R0＋r），所以电源的电动势为E＝
，内阻r＝
－R0.
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 ③
【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③.
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Im＝
＝0.6A，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R0＝
＝122Ω，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）
（2）49.5 49.0
【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＝（I－Ig）RP，解得：
RP＝
.
（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（60－0.6）mA，即IP＝
I，当I＝49.5mA时，IP＝49.0mA.
4．
（1）AD
（2）BC （3）2.0 1.50 1.0
【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：
P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，选项C正确；电源的效率为：
η＝
＝
，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：
R0＝
＝
Ω＝2.0Ω；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＝
＝
＝1.0，即电源的内阻为r＝1.0Ω.
5．
（1）S （3）T 0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Rx＝
＝500Ω.
（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
【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I1≈
＝2mA，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）3000 200 （3）强光 如图所示
【解析】
（1）电阻表读数为32×100Ω＝3200Ω.
（2）图线斜率表示电阻的大小，R1＝
＝3000Ω，R2＝
＝200Ω.（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．
升级会员 