2014年版高考物理第13讲电学实验考前小测

2014年版高考物理第13讲电学实验考前小测

‎04适考素能特训 ‎ ‎1. (12分)一微安表的刻度盘只标注了表示量程Ig＝100 μA的刻度线，尚未标注其他刻度线，如图所示．请用下列全部器材测量微安表的内阻：‎ ‎①图示的待测微安表：内阻Rg约2 kΩ ‎②1块毫伏表：量程250 mV，最小分度5 mV，内阻约为1 kΩ ‎③1个滑动变阻器R1：0～50 Ω ‎④1个滑动变阻器R2：0～3 kΩ ‎⑤1个直流电源E：电动势E＝1.5 V，内阻r约1 Ω ‎⑥1个单刀单掷开关S，导线若干 ‎(1)在虚线框内画出测量微安表的内阻Rg的实验电路原理图(原理图中的元件要用相应的英文字母标注)．‎ ‎(2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方：‎ ‎ 第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器R1、R2的触头分别置于合理的位置；‎ ‎ 第二步：闭合S，分别调节R1和R2至适当位置，_________.‎ ‎(3)用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg＝________.‎ 解析：‎ ‎(1)微安表内阻比较大，因而阻值较小的滑动变阻器用分压接法，从而粗调电压；而阻值较大的滑动变阻器用限流接法，从而微调电压．电路图如图所示．‎ ‎(2)因要使用微安表的刻度，故必须使微安表满偏，记下此时毫伏表的示数．‎ ‎(3)根据欧姆定律可知，微安表的内阻为.‎ 答案：(1)见解题探究中电路图(4分)‎ ‎(2)使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U(4分)‎ ‎(3)(4分)‎ ‎2. [2013·南京四校调研](12分)为了测定一电压表的内阻，给定以下器材：‎ A. 待测电压表(0～3 V，内阻约为几千欧)‎ B. 电流表(0～1 mA)‎ C. 电流表(0～‎1 A)‎ D. 滑动变阻器(0～50 Ω)‎ E. 滑动变阻器(0～1000 Ω)‎ F. 电源(1.5 V的干电池2节)‎ G. 开关及导线若干 ‎(1)实验要求测量数据(电压和电流)从零开始，请设计电路图画在虚线框内．‎ ‎(2)实验中电流表应选用B，不应该选用C，其理由是 ‎__________________________________________________‎ ‎_________________________________________________.‎ ‎(3)实验时为了方便调节，滑动变阻器应选________(选填“D”或“E”)．‎ ‎(4)下表是此次实验中测得的8组数据，请在坐标纸上描点作出U－I图线.‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 电压/V ‎0‎ ‎1.0‎ ‎1.6‎ ‎1.8‎ ‎2.0‎ ‎2.2‎ ‎2.4‎ ‎2.6‎ 电流/mA ‎0‎ ‎0.27‎ ‎0.41‎ ‎0.45‎ ‎0.54‎ ‎0.55‎ ‎0.61‎ ‎0.65‎ ‎(5)根据U－I图线，计算得到电压表的内阻为________kΩ(保留两位有效数字)．‎ 解析：(1)实验要求测量数据(电压和电流)从零开始，所以供电电路应采用分压式电路，为测量电压表的内阻，必须测量通过电压表的电流，故需要一个电流表与此电压表串联．(2)根据电压表的量程可以判断出电压表的电流比较小，而电流表C的量程比较大，为减小实验误差，实验中电流表应选用B，不应该选用C.(3)根据分压式电路的特点，滑动变阻器的电阻越小，电流表的读数改变的越明显，实验效果越好，故滑动变阻器应选D.(4)利用实验测得的8组数据，合理选择纵横坐标的标度，在坐标系中描点，第5次实验数据为错误数据，舍去，然后用“拟合”的方法连线，如图所示．(5)图象的斜率表示电压表的内阻大小，根据图象的斜率可知电压表的内阻为4.0 kΩ.‎ 答案：(1)如图所示 ‎(2)电压表的电流远小于‎1 A ‎(3)D ‎(4)如图所示 ‎(5)4.0(或3.9)‎ ‎3. [2013·合肥二模](12分)在实验室中欲测量一阻值约为5 Ω的电阻的精确阻值，要求有尽可能高的测量精度，并尽可能测得多组数据．备有以下器材：‎ 待测电阻Rx，阻值约5 Ω 电流表A1，量程‎0.6 A，内阻r1约为1 Ω 电流表A2，量程600 μA，内阻r2＝10 Ω 电压表V，量程15 V，内阻r3约为15 kΩ 电阻箱R1，最大阻值9999 Ω 滑动变阻器R2，最大阻值5 Ω，最大电流‎2 A 电源E，电动势3.0 V，内阻不计 开关S、导线若干 ‎(1)在虚线框中画出电路图，标明所用器材的代号．‎ ‎(2)若选取测量数据中的一组来计算Rx，则所用的表达式Rx＝________，式中各物理量的意义：__________________.‎ 解析：(1)在本实验中，因给出的电压表V的量程远大于电源E的电动势，而在题目中给出确定内阻的电流表A2和电阻箱R1，故将二者串联，改装成量程合适的新电压表．(2)由串并联电路的特点可知：(I1－I2)Rx＝I2(R1＋r2)，解得：Rx＝.‎ 答案：(1)电路如图所示(滑动变阻器起限流作用也可)‎ ‎(2)　I1为电流表A1的读数，I2为电流表A2的读数，R1为电阻箱的读数，r2为电流表A2的内阻 ‎4. [2013·和平区一模](12分)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：‎ A. 小灯泡(额定电压为2.0 V，额定电流约为‎0.5 A)；‎ B. 电源E：电动势为3.0 V，内阻不计；‎ C. 电压表V：量程为0～3 V，内阻约为1 kΩ；‎ D. 电流表A：量程为0～‎0.6 A，内阻约为0.6 Ω；‎ E. 滑动变阻器R1：最大阻值为20 Ω，额定电流为‎1.0 A；‎ F. 滑动变阻器R2：最大阻值为200 Ω，额定电流为‎1.0 A；‎ G. 开关S及导线若干 实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压)：‎ I/A ‎0.00‎ ‎0.12‎ ‎0.21‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ U/V ‎0.00‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ ‎(1)实验中滑动变阻器应选用________(请填写选项前对应的字母序号)．‎ ‎(2)请你不要改动已连接导线，在如图甲所示的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最________(填“左”或“右”)端．‎ ‎(3)在图乙所示的坐标系中画出小灯泡的U－I曲线．‎ ‎(4)若将本题中的小灯泡接在电动势为1.5 V、内阻1.0 Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为________W(保留两位有效数字)．‎ 解析：本实验中电流表应采用外接法，滑动变阻器用分压式接法，在变阻器用分压式接法时，总阻值不宜过大．‎ 对于电动势为1.5 V、内阻1.0 Ω的电池，可作出其路端电压随电流变化的图线，如答案图2中乙所示，该图线与小灯泡伏安特性曲线交点的坐标值即为两者组成电路时外电路上的电压、电流值，由此可计算小灯泡的实际功率．‎ 答案：(1)E ‎(2)如图1所示　左 ‎(3)如图2中甲所示 ‎(4)0.44(0.40～0.50之间均正确)‎ ‎5. (12分)为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况读出的电压值、电流值在U－I坐标轴上分布不均匀，出现上述情况的原因是________，改进方法是________．改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为E＝________V，内阻r＝________Ω.‎ 解析：滑动变阻器阻值太大，滑片向B端移动时，因开始电流值较小，电压表示数变化不明显，可以换用阻值较小的滑动变阻器．由乙图可知，E＝1.46 V，r＝＝ Ω＝2.3 Ω.‎ 答案：滑动变阻器的阻值太大　换用阻值较小的滑动变阻器　1.44 V至1.46 V之间均可　2.2 Ω至2.3 Ω之间均可 ‎6. [2013·丹东一模]‎ ‎(12分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化．一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材有：电压表(0～3 V，约3 kΩ)，电流表(0～‎0.6 A，约0.1 Ω)，电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压．‎ ‎(1)在虚线框内画出实验电路图．‎ ‎(2)根据实验测得数据描绘出如图所示的U－I图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是_________________________．‎ ‎(3)如果一电池的电动势为2 V，内阻为2.5 Ω.请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是________W.‎ 解析：(1)根据题目要求，小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压，应该设计成分压电路；由于小灯泡电阻不大，电流表外接．设计的实验电路原理图如图所示．‎ ‎(2)由小灯泡电压随电流变化曲线可知，图线上点的纵横坐标比值随电流的增大而增大，说明小灯泡的电阻R随电流的增大而增大，而电流增大则导致灯丝温度升高，所以小灯泡的电阻R随温度T升高而增大．‎ ‎(3)在小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线，如图，该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡的电压和电流，小灯泡的实际功率是P＝UI＝1.10×0.40 W＝0.44 W.‎ 答案：(1)见解析图　(2)小灯泡的电阻R随温度T升高而增大　(3)0.44(0.39～0.48都可以)‎ ‎7. [2013·金版原创卷六](14分)研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．步骤如下：‎ ‎(1)用游标卡尺测量其直径如图甲所示，则其直径为________mm.‎ ‎(2)用多用电表的电阻“×‎10”‎挡粗测其电阻，指针如图乙所示，读数为________Ω.‎ ‎(3)用伏安法测定该圆柱体在不同长度时的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：‎ 电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)‎ 电流表A2(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)‎ 电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)‎ 直流电源E(电动势4 V，内阻不计)‎ 滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流‎2.0 A)‎ 滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流‎0.5 A)‎ 开关S、导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在如图所示的虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．‎ ‎(4)根据伏安法测出的圆柱体的电阻和长度的对应值，作出R－L图象，则这种材料的电阻率为________(用图象的斜率k、圆柱体的直径d表示)．‎ 解析：(1)游标卡尺主尺读数为0，游标尺的读数为‎0.05 mm×5＝‎0.25 mm；(2)多用电表的读数为22.0×10 Ω＝220 Ω；(3)被测电阻在220 Ω左右，而电源电压为4 V，因此电压表选V1，电流表选A2，应采用分压式电路，选阻值较小的滑动变阻器R1，电压表内阻比待测电阻大得多，电流表采用外接法；(4)由R＝ρ得：k＝，则ρ＝.‎ 答案：(1)0.25　(2)220　(3)如图所示　(4) ‎8. (14分)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中，制成了一个苹果电池，现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻．设计好合适的电路后，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，记录多组U、I 的数据，填入事先设置的表格中，然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度，重复上述步骤进行实验．按照插入深度逐渐增加的顺序，利用相应的实验数据，在U－I坐标系中绘制图象，如图乙中的a、b、c所示．‎ ‎(1)实验器材有：电流表(量程1 mA，内阻不计)；电压表(量程1 V，内阻1 kΩ)；滑动变阻器R1(阻值0～200 Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～10 kΩ)，该电路中应选用滑动变阻器________(选填“R‎1”‎或“R‎2”‎)．‎ ‎(2)某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接出一部分，请将剩余部分连接起来．‎ ‎(3)在该实验中，随电极插入的深度增大，电源电动势________，电源内阻________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎(4)图线b对应的电路中，当外电路总电阻R＝2000 Ω时，该电源的输出功率P＝________W(计算结果保留三位有效数字)．‎ 解析：(1)由U－I图象可知，电源的电动势为0.96～0.97 V，而电流表的量程为1 mA，要求电路中电阻最小为960 Ω，所以只能选R2‎ ‎；(2)由于只有滑动变阻器一个用电器接入电路，电流表电阻不计，测得电流为电路干路电流，应选电流表外接法；(3)由图乙可知，随电极插入的深度增大，与纵轴的交点不变，电动势不变，斜率减小，所以内阻减小；(4)由图象的斜率求出内阻为r＝≈420 Ω，所以P出＝()2R≈3.20×10－4 W.‎ 答案：(1)R2‎ ‎(2)如图 ‎(3)不变　减小 ‎(4)3.20×10－4(3.10×10－4～3.30×10－4均对)‎