专题19+电学实验（二）（第02期）-2019年高三物理期末与一模试题分项解析

专题19+电学实验（二）（第02期）-2019年高三物理期末与一模试题分项解析

专题19 电学实验（二）‎ ‎2019年高三期末、一模物理试题分项解析 ‎1．（9分）（2019成都外国语学校一模）有一个小灯泡上标有“4.0V ‎0.7A”的字样，现要求测定小灯泡在不同电压下的功率P，并作出功率P与其两端电压的平方U2的关系图．可供选择器材如下：‎ A．小灯泡L，规格“4.0V ‎0.7A” B．电流表A1（0～‎3A，内阻约0.1Ω）‎ C．电流表A2（0～‎0.6A，内阻r2 =0.2Ω） D．电压表V1（0～3V，内阻9kΩ）‎ E．电压表V2（0～15V，内阻约为30kΩ） F．标准电阻R1=1Ω ‎ G．标准电阻R2=3kΩ H．滑动变阻器R（0～10Ω） ‎ I．学生电源（E=6V，内阻不计） J．开关S及导线若干 ‎（1）甲同学设计了如图甲所示电路来测量，当电压表读数为2.40V时，电流表示数如图乙所示为____A，此时L的电阻为____Ω ‎（2）学习小组同学经讨论认为要想更准确地描绘出L完整的P—U2曲线，需要重新设计电路．请你在甲同学的基础上利用所供器材，在图丙所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号；若伏特表读数为2.70V，安培表读数为‎0.50A，则灯L消耗的功率P=____W ‎【参考答案】 (1). 0.48 (2). 5（或5.00） (3). 如图所示：‎ R1 R2 2.16 ‎ ‎【名师解析】‎ ‎（1）电流表的分度值为‎0.02A，故读数为‎0.48A，小灯泡的电阻为 ‎（2）小灯泡的额定电流为‎0.7A，所以电流表量程小，而电流表量程太大，所以并联一个定值电阻扩大 的量程，根据可得，故选定值电阻，电压表也需要扩大量程，选择定值电阻，如图所示 当电压表读数为2.70V时，小灯泡两端的电压为，电流表读数为‎0.5A时，通过小灯泡的电流为，故小灯泡此时消耗的电功率为 ‎2．(5分)某同学从市场上买了一只额定电压为3.2 V的LED灯，为了研究它的特点，进行了以下实验：‎ ‎(1)用多用电表测LED灯的电阻，在LED灯接入电路前，使用多用电表直接测量其电阻，先对多用电表进行机械调零，再将选择开关拨到“×1 k”挡，进行欧姆调零。当将红、黑表笔分别接触LED灯的两接线端，表的指针如图15所示，其读数为________ Ω。‎ 图15‎ ‎(2)测绘LED灯的伏安特性曲线 ‎①实验所用的仪器：电压表(内阻约为5 000 Ω)，电流表(内阻约为5 Ω)，滑动变阻器(0～20 Ω)，电池组(4.5 V)，电键和导线若干，请在图16中用笔画线代替导线完成实验电路的连接。‎ 图16‎ ‎②实验时电压表和电流表的读数如表所示，请在图17中画出LED灯的伏安特性曲线。‎ U/V ‎0‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎2.70‎ ‎2.80‎ ‎2.90‎ ‎3.00‎ ‎3.10‎ ‎3.20‎ I/mA ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎1.00‎ ‎4.20‎ ‎8.50‎ ‎16.30‎ ‎24.00‎ ‎36.00‎ ‎55.80‎ 图17‎ ‎③说出LED灯伏安特性曲线的主要特点__________________________。‎ ‎②根据表中数据得出对应的I－U图象，如图所示。‎ ‎③I－U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则由图可知，当LED灯的电压较小时，电阻很大，电流基本为零，当超过某个电压时电流急剧增大，电阻急剧变小。‎ ‎3．兴趣小组的同学想测量一捆带绝缘漆的镍铬合金丝的长度。‎ ‎①如下左图所示，他们用螺旋测微器测得合金丝的直径d=____________mm。 查得镍铬合金丝的电阻率为ρ，若测出合金丝的电阻为R，则合金丝的长度可以根据公式L=__________求出（用ρ、d、R表示）。‎ ‎②他们用表盘如下右图所示的多用电表测量合金丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节__________（选填“S”或“T”），使多用电表的指针指向电阻挡的__________刻线（选填“0”或“∞”）。之后将红、黑表笔的笔尖分别与合金丝两端接触，发现指针偏转角度过大，于是他们将选择开关调到电阻挡的__________位置（选填“×1”或“×100”）。‎ ‎③正确选择挡位并重新调零后，他们将红、黑表笔分别与合金丝的两端接触，测得合金丝的电阻为15Ω。他们还想用伏安法测量合金丝的电阻时，发现实验室提供的电流表内阻约0.5Ω，电压表内阻约3kΩ。为减小测量误差，在实验中应采用下图中的_________电路（选填“甲”或“乙”）。‎ ‎④他们选择合适的电路后，分别用最大阻值是5Ω、50Ω、2000Ω的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别做出电压表读数U随滑片移动距离x的关系曲线a、b、c，如下图所示。用最大阻值为2000Ω的滑动变阻器做实验得到的图线是图中的_____________________ （选填“a”、“b”、 “c”）；为减小实验误差，应选择图中的__________________ （选填“a”、“b”、“c”）所对应的滑动变阻器。‎ ‎【参考答案】①0.200    ②T     0      ×1 ③甲 ④a    b ‎③因知待测电阻15，根据“大内偏大，小外偏小”原则可知应选择电流表外接，所以选甲 ‎④电路图中电压表测量的是待测电阻两端电压，x为划片移动的距离。因为串联电路分压，当滑动变阻器总电阻很大时，电压表实数会变化的很明显，则图中a为接2000滑动变阻器时的图象，而C则为接5滑动变阻器是的图象，第一空选择a;伏安法中要减小误差，就要待测电阻两端电压变化范围大一些，所以选择b所对应的滑动变阻器。‎ ‎4.在“测定金属的电阻率”实验中，‎ ‎（1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d。某次测量时，螺旋测微器的示数如图1所示，则该合金丝直径的测量值d=_______mm。‎ ‎（2）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ=__________。（用上述字母和通用数学符号表示）‎ ‎（3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：‎ A．待测合金丝Rx(接入电路部分的阻值约5 Ω)‎ B．电源 (电动势4 V，内阻不计)‎ C．电流表(0～3 A，内阻约0.01 Ω)‎ D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.2Ω) ‎ E．灵敏电流计G(满偏电流Ig为200µA，内阻rg为500Ω)‎ F．滑动变阻器(0～10 Ω，允许通过的最大电流l A)‎ G．滑动变阻器(0～100 Ω，允许通过的最大电流0.3 A)‎ H．电阻箱R0(0～99999.9Ω)‎ 为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选________________________ ，滑动变阻器应选 ‎________________________。（均填写仪器前的字母）‎ ‎（4）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于_____端(选填“a”或“b”)。‎ ‎（5）甲同学按照图2电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14500Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx=_______Ω（保留两位有效数字）。‎ ‎（6）乙同学选择同样的器材，按图4所示电路测量合金丝的阻值Rx，保持电阻箱接入电路的阻值不变。在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA也随之增加，图5反映IG-x和IA-x关系的示意图中可能正确的是__________________ 。‎ ‎【参考答案】（1）（2）‎ ‎（3）C F（4）b（5）4.4（在4.3-4.5均可）（6）A ‎（5）忽略流过改装后电压表的电流，图线的斜率表示 ‎，注意IG单位的换算；（6）可以确定滑动变阻器是从右向左滑动，电表当成理想电表，，，根据数学知识，可确定只有函数图象A可能正确；‎ ‎5.(5分) （2019浙江检测）有一小灯泡,标有“10 V　2 W”的字样,现用如图甲所示的电路测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系。实验中需要测定通过小灯泡的电流和它两端的电压。现备有下列器材:‎ A.直流电源(电动势12 V,内阻不计)‎ B.直流电流表(量程0.6 A,内阻约为0.1 Ω)‎ C.直流电流表(量程300 mA,内阻约为5 Ω)‎ D.直流电压表(量程15 V,内阻约为15 kΩ)‎ E.滑动变阻器(最大电阻10 Ω,额定电流2 A)‎ F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定电流0.5 A)‎ G.开关,导线若干 ‎(1)为了尽可能提高实验精度,实验中所选电流表为　　　　,所选滑动变阻器为　　　　。(只填所列选项前的字母) ‎ ‎(2)图甲中电压表未接入电路的一端应接于　 　(选填“a”或“b”)点。 ‎ ‎(3)根据完善后的电路图,将图乙中所给实物连成实验电路。‎ ‎【参考答案】 (1)C　E　(2)b　(3)见解析图 ‎【名师解析】 (1)因为待测电阻大约为R= Ω=50 Ω,为了测量的准确,滑动变阻器采用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器,所以滑动变阻器选择E。灯泡的额定电流I= A=0.2 A,所以电流表选择C测量比较准确。‎ ‎(2)因为待测电阻远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法,电压表未接入电路的一端应接于b点。‎ ‎(3)根据电源电动势的大小来选择电压表的量程;根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻的阻值,所以滑动变阻器应采用分压式接法,通过待测电阻阻值与电流表内阻和电压表内阻的比较,确定电流表的内外接。画出电路图如图所示。‎ ‎6、（2019湖南湘东六校联考）要精确测定额定电压为2V的小灯泡正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为500Ω。实验室提供的器材有：‎ A．被测小灯泡 　‎ B．蓄电池E(电动势为10V，内阻很小)‎ C．开关S一个 　‎ D．滑动变阻器R(0～20Ω)‎ E．电流表A1(量程为6mA，内阻r1约为30Ω) 　‎ F．电流表A2(量程为3mA，内阻r2=15Ω)‎ G．定值电阻R1=985Ω 　‎ H．定值电阻R2=2985Ω I．电压表V(量程为15V，内阻Rv约为2kΩ)‎ ‎(1)要完成实验已选择的器材有A、B、C、D，还需要选择器材： 。‎ ‎(2)请在下面方框中画出完成实验的电路 ‎(3)测量小灯泡电阻的表达式为Rx= ，表达式中除各电阻外其物理量的意义是：‎ ‎ 。‎ ‎【参考答案】（1）E 、F、G ‎（2）‎ ‎（3），I1：电流表A1的示数，I2：电流表A2的示数 ‎【命题意图】本题考查小灯泡正常工作的电阻实验、电表改装、电路设计、欧姆定律及其相关知识点。‎ ‎【方法归纳】测量电阻的原理一般是利用欧姆定律。 ‎