高三一轮物理：第7章《机械守恒定律》第六讲

高三一轮物理：第7章《机械守恒定律》第六讲

‎1．一学生用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处，他的主要实验步骤如下：‎ ‎(1)选择开关扳到欧姆挡“×1 k”上；‎ ‎(2)把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；‎ ‎(3)把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；‎ ‎(4)换用“×‎100”‎的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；‎ ‎(5)把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕．‎ 这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆．这个学生在实验中违反了哪一条或哪一些重要的使用规则？‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 解析：　使用欧姆表要注意的地方比较多．使用前要经过调零(机械调零，选择量程后要电阻调零)，使用后要复位(拔出表笔，选择开关应置于“OFF”挡或交流高压挡)，使用过程中换挡后要重新调零……这些往往都是考查的重点．‎ 答案：　该题中不符合操作规则的是：换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮；使用后不能把选择开关置于欧姆挡 ‎2.如右图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．‎ ‎(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．‎ ‎(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障．‎ ‎(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 解析：　本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点，意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障，理论联系实际的能力．用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．‎ 答案：　(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6　(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；　③测量小灯泡的电阻，若电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．‎ ‎3．(2011·辽宁沈阳二测)某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，通过一块电压表和一块多用电表的欧姆挡接成电路就能一次性既能测出电压表的内阻又能测出多用电表中欧姆挡的内部电源的电动势．已知电压表的内阻约在15～25 kΩ之间，量程为15 V，多用电表欧姆挡的电阻刻度中间值为20.‎ ‎(1)请用笔迹代替导线将红、黑表笔连在电压表上．‎ ‎(2)他们在实验过程中，欧姆的选择开关应拨至倍率为“×________”．‎ ‎(3)在实验中，同学们读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，由此可得欧姆表内电池的电动势的表达式为________．‎ 解析：　(1)欧姆表内电源正极接在欧姆表的负接线柱上，故红表笔应接电压表的负接线柱，黑表笔应接电压表的正接线柱．‎ ‎(2)电压表的内阻较大，故欧姆挡选择开关应选倍率为“×1 k”．‎ ‎(3)欧姆表的内电阻为20×103 Ω.电压表的电阻为n×103 Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋×20×103＝U＋＝U.‎ 答案：　(1)如下图所示 ‎(2)1 k　(3)E＝U＋＝U ‎4．用一段长为‎80 cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验．‎ ‎(1)用多用表粗测电阻丝的电阻，结果如图甲所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为________Ω.‎ 甲 ‎(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图乙所示，由此可知金属丝直径的测量结果为________mm.‎ 乙 ‎(3)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：‎ A．直流电源(电动势约为4.5 V，内阻很小)‎ B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)‎ C．电压表(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)‎ D．电流表(量程0～‎0.6 A，内阻约0.125 Ω)‎ E．电流表(量程0～‎3 A，内阻约0.025 Ω)‎ F．滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，最大允许电流‎1 A)‎ G．滑动变阻器(阻值范围0～200 Ω，最大允许电流‎2 A)‎ H．开关、导线．‎ 要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________．(填字母代号)‎ ‎(4)根据上面选择器材，完成图中实验电路的连接．‎ 解析：　本题考查万用表、螺旋测微器的使用和测金属丝电阻率的实验原理．由题意分析可知，电流表电压表使用中指针指到量程的以上，分压电路中电阻小比大好，待测阻值为小电阻故采用外接法，由于题目要求多测数据，建议采用分压电路．‎ 答案：　(1)6(说明：6.0也可)　(2)0.933～0.936　(3)D　B　F　(4)见下图(连成分压电路正确的同样得分)‎ ‎(实验综合训练)‎ ‎1.如右图为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________mm.‎ 解析：　千分尺的精确度为‎0.01 mm.读数＝固定刻度读数(‎0 mm，固定刻度上‎0.5 mm刻度线没有露出)＋可动刻度读数(26.0×‎0.01 mm)＝‎0.260 mm.‎ 答案：　0.260‎ ‎2.用伏安法测量某一较大阻值的电阻Rx，为了避免电表内阻的影响造成误差，采用如图的实验电路，其中R为高精度的电阻箱，S为单刀双掷开关．请完成有关内容：‎ ‎(1)主要实验步骤如下：‎ A．开关S拨向1，________，使电压表和电流表有一合适的读数U和I.‎ B．初步估测电阻Rx的大小．‎ C．调节电阻箱的阻值为Rx的估测值，再把开关S拨向2，微调电阻箱的阻值，使电压表的读数为U时电流表的读数为________，读出此时电阻箱的阻值R0.‎ ‎(2)利用测得的数据，可得该电阻Rx＝________.还可测得电流表的内电阻等于________．‎ 答案：　(1)A.调节滑动变阻器　C．I　(2)R0　U/I－R0‎ ‎3．(1)如下图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．‎ ‎(2)某同学从标称为“220 V,25 W”、“220 V,300 W”、“220 V,500 W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示．该灯泡的阻值是________ Ω，标称的额定功率为________ W.[来源:Zxxk.Com]‎ 解析：　本题主要考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的电路构成，意在考查考生对该电路的理解．欧姆表选择的是×10倍的挡位，表盘读数为16，则最终读数应为16×10＝160 Ω.在220 V电压下正常工作时，300 W的灯泡的实际电阻约为161 Ω，500 W的灯泡的实际电阻约为97 Ω，25 W的灯泡的实际电阻约为1 936 Ω.正常工作时，温度要升高，灯泡的电阻应比欧姆表上的测量值大，综上，灯的标称功率应为25 W.‎ 答案：　(1)连接如图中虚线所示 ‎(2)160　25‎ ‎4．在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：‎ ‎(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．‎ ‎(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×‎100”‎“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.[来源:Z.xx.k.Com]‎ 解析：　(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．‎ ‎(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．‎ 答案：　(1)待测金属丝　(2)直流电压10 V　红　0　E　E ‎5．为了测定一个定值电阻的阻值，某同学利用如图甲所示的电路进行实验．电源电动势为E(大小未知)、内阻不计，R为待测电阻，R′为电阻箱，电压表的内阻非常大．实验时，改变R′的值，记下对应的电压表V所示的电压U的值，从而得到若干组R′、U的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，即可求得R的阻值．‎ ‎(1)请写出与你所作线性图象对应的函数关系式________．‎ ‎(2)请在图乙所示虚线框内的坐标系中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示)．‎ ‎(3)若该线性图象的纵轴截距为b，斜率为k，则电阻R的表达式为R＝________.‎ 答案：　(1)＝＋R ‎(2)如图 ‎(3) ‎6．(1)如下图是多用表的刻度盘，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA；若选用倍率为“×‎100”‎的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为________ Ω ‎(2)如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：‎ 器材 规格 待测电阻Rx 电源E 电压表V1‎ 电压表V2‎ 电流表A 滑动变阻器R 开关S、导线若干 阻值在900 Ω～1 000 Ω之间 具有一定内阻，电动势约9.0 V 量程2.0 V，内阻r1＝1 000 Ω 量程5.0 V，内阻r2＝2 500 Ω 量程‎3.0 A，内阻r＝0.10 Ω 最大阻值约100 Ω，额定电流‎0.5 A 为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实验代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路．‎ 解析：　(2)实验要求测量时电表读数大于其量程的一半，而电流表量程为‎3.0 A，过大不可用．而电压表内阻均已知，故其中一表可当做电流表使用，考虑两表量程和电源电动势，宜选V1当做电流表．滑动变阻器采用分压式接法，测量电路图和连线如下：‎ 答案：　(1)30.8　1 500‎ ‎(2)‎ ‎7．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)，如图所示．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(两个量程：一个Ig＝‎0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω；一个Ig＝‎3 A，)和若干导线．‎ ‎(1)请根据测定电动势E、内电阻r的要求，在矩形框中画出电路图，并按设计图把器件连接起来．‎ ‎(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，填入下表，其中某次电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如右图所示，请你读出并填在空格里.‎ 电流表的读数(A)‎ ‎0.26‎ ‎0.32‎ ‎0.42‎ ‎0.58‎ 电阻箱的阻值(Ω)[来源:学科网]‎ ‎5.6‎ ‎4.4‎ ‎3.2‎ ‎2.6‎ ‎2.2‎ ‎(3)处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，请你将上表中数据处理后标注在坐标纸上，并把描绘出的坐标点连成图线，根据描绘出的图线可得这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.‎ 解析：　(1)根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可．‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律有：E＝I(R＋r＋rg)，解得：R＝E·－(r＋rg)，根据R－图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻．‎ 答案：　(1)电路图和实物图的连接如图所示(注意电流表要连在‎0.6 A的量程上)‎ ‎(2)0.50‎ ‎(3)描点画图如图所示　1.5(在1.46～1.54间取值均算对)　0.3(在0.25～0.35间取值均算对)‎ ‎8．(2010·全国Ⅰ卷)‎ 一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程Im.所用器材有：‎ 量程不准的电流表A1，内阻r1＝10.0 Ω，量程标称为5.0 mA；‎ 标准电流表A2，内阻r2＝45.0 Ω，量程1.0 mA；‎ 标准电阻R1，阻值10.0 Ω；滑动变阻器R，总电阻约为300.0 Ω；‎ 电源E，电动势3.0 V，内阻不计；‎ 保护电阻R2；开关S；导线．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在图2所示的实物图上画出连线．‎ 图2‎ ‎(2)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至________端．‎ ‎(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A1的量程Im＝________.‎ ‎(4)若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出A1的示数I1＝________，A2的示数I2＝________；由读出的数据计算得Im＝________.(保留3位有效数字)[来源:学|科|网Z|X|X|K]‎ 解析：　(1)实物连线图如下图所示：‎ ‎(2)开关闭合前使接入电阻值最大，故滑动端应至b端．若导线接到b端时就滑至a端后再闭合开关．‎ ‎(3)结合电路结构，利用欧姆定律可得(45＋10)I2＝10Im即Im＝5.5I2.[来源:学科网ZXXK]‎ ‎(4)A1的分度值为0.1 mA，再估读一位，其结果为3.00 mA.A2的分度值为0.02 mA，再估读一位其结果为0.660 mA.据此数据可知I1＝5.5×0.660 mA.所以Im＝I1＝6.05 mA.‎ 答案：　(1)见解析　(2)b　(3)5.5I2‎ ‎(4)3.00 mA　0.660 mA　6.05 m