2020届高考物理二轮复习刷题首秧专题十五电学实验精练含解析

2020届高考物理二轮复习刷题首秧专题十五电学实验精练含解析

高考物理总复习 专题十五　电学实验 ‎『经典特训题组』‎ ‎1．某同学用伏安法测某定值电阻的阻值，所用电压表内阻约1000 Ω，所用电流表内阻约20 Ω，电流表的量程为3 mA，由于被测电阻的阻值大小未知，他先后采用了如图甲和乙所示的电路分别进行测量，每次实验通过调节滑动变阻器，记录测得的多组电压表和电流表的读数，作出UI图象，如图丙和丁。‎ ‎(1)根据电路图甲测得的数据作出的UI图象应是________(填“丙”或“丁”)图。‎ ‎(2)由测量结果判定电路图________(填“甲”或“乙”)图测量结果较为准确，根据该电路得到电阻的测量值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)，Rx的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。‎ ‎(3)该同学为了减小系统误差，设计了如图戊所示的电路测上述电流表(图中A)的内阻，实验室提供的器材有：‎ A．电流表量程0～6 mA B．电流表量程0～4 mA C．滑动变阻器0～10 Ω D．滑动变阻器0～1000 Ω E．定值电阻阻值R＝20 Ω F．电源、开关、导线若干 - 26 -‎ 高考物理总复习 电流表A1应选________(选填“A”或“B”)；滑动变阻器应选________(选填“C”或“D”)。‎ 若某次测量得到电流表A的示数为2.0 mA，电流表A1的示数为3.9 mA，则此次测量得到电流表的内阻为________ Ω(保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)丁　(2)乙　1.1×103　大于　(3)A　C　19‎ 解析　(1)根据两电路图可知甲电路中电阻的测量值偏小，画出的UI图象的斜率偏小，则根据电路图甲测得的数据作出的UI图象应是丁图。‎ ‎(2)由丁图可知，电阻R的测量值为 R＝＝ Ω≈722 Ω，则R≫RA，可知应该采用电流表内接电路，即乙电路；根据该电路得到的UI图象是丙图，可得电阻的测量值R＝＝ Ω≈1.1×103 Ω；因测量值中包括电流表的内阻，则Rx的测量值大于真实值。‎ ‎(3)电流表A1应选量程较大的A；滑动变阻器用分压电路，故应选C。根据欧姆定律可得(I1－I)R＝IRA，解得电流表的内阻：RA＝＝19 Ω。‎ ‎2．为测定金属丝的电阻率ρ，某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上。用多用电表粗测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室有以下器材可选用：‎ 电流表A1(量程300 mA，内阻r1＝5 Ω)；‎ 电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；‎ 电压表V(量程20 V，内阻r3约为3 kΩ)；‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；‎ 滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.01 A)；‎ 电源E(电动势3 V，内阻较小)；‎ 导线、开关若干。‎ ‎(1)如图1，用螺旋测微器测量金属丝直径d＝________ mm。‎ ‎(2)为准确测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在方框内(图2)画出测量该电阻R的电路原理图(标出所用仪器的代号)，写出对应的表达式Rx＝________，表达式中各物理量的含义：____________________________。‎ ‎(3)如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、Rx为金属丝电阻值，‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 则该金属的电阻率ρ＝________(用d、L、Rx表示结果)。‎ 答案　(1)2.150‎ ‎(2)电路图见解析　　I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻 ‎(3) 解析　(1)螺旋测微器的固定刻度为2 mm，可动刻度为15.0×0.01 mm＝0.150 mm，故金属丝直径d＝2 mm＋0.150 mm＝2.150 mm。‎ ‎(2)实验要求多测几组数据，由题给数据，可知滑动变阻器采用分压接法，故选电阻较小的滑动变阻器R1；题中所给电压表量程太大，故不选用；要测量金属丝的阻值，可以把电流表A1作为电压表使用，故实验电路图如图；‎ 根据欧姆定律，有：Rx＝①‎ 其中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻。‎ ‎(3)根据电阻定律，有：Rx＝ρ②‎ 由②代入数据，得：ρ＝。‎ ‎3．某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5 V　1.25 W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：‎ 电压表V1(量程为3 V，内阻为3 kΩ)‎ 电流表A1(量程为100 mA，内阻为10 Ω)‎ 电流表A2(量程为3 A，内阻为0.1 Ω)‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为2 A)‎ 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流为0.5 A)‎ 定值电阻R3(阻值为2.5 Ω)‎ 定值电阻R4(阻值为10 Ω)‎ 定值电阻R5(阻值为1 kΩ)‎ 电源E(E＝3 V，内阻不计)‎ 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(1)实验中滑动变阻器应选用________，电流表应选用________，并________(填“串联”或“并联”)定值电阻。(均填器材的符号)‎ ‎(2)在图1中的虚线框内画出电路图。(图中标出选用的器材的符号)‎ ‎(3)实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2 V、内阻为4 Ω的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为________ W。(保留两位有效数字)‎ 答案　(1)R1　A1　并联　(2)电路图见解析　(3)0.25‎ 解析　(1)为了使小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选阻值较小的R1；灯泡额定电流为：I＝＝＝0.5 A＝500 mA，电流表A2量程太大，不能用它测电流，把电流表A1与定值电阻R3并联扩大其量程测电流。‎ ‎(2)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表采用外接法，实验电路图如图所示。‎ ‎(3)在灯泡IU坐标系内作出电源的IU图线如图所示：‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 由图示图线可知：U＝0.9 V，I＝0.28 A 灯泡实际功率为：P＝UI＝0.9×0.28 W≈0.25 W。‎ ‎4．用如图甲所示的实验电路测电源电动势和内电阻，其中R0为定值电阻，R为阻值可调可读的电阻箱。‎ ‎(1)实验中电源电动势E、电压传感器读数U、电阻箱读数R、定值电阻阻值R0、电源内阻阻值r之间的关系式为E＝________。‎ ‎(2)实验测得多组电阻箱读数R及对应的电压传感器读数U，选取电阻箱读数R(Ω)为横坐标，选取y为纵坐标，由计算机拟合得到如图(乙)所示的实验图象，则纵坐标________。‎ A．y＝U(V) B．y＝U2(V2)‎ C．y＝(V－1) D．y＝(V)‎ ‎(3)若R0＝1 Ω，根据在(2)中选取的纵坐标y，由实验图象(乙)可得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω(结果保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)U　(2)C　(3)3.0　2.9‎ 解析　(1)利用闭合电路欧姆定律可得：E＝(R＋R0＋r)。‎ ‎(2)根据表达式：E＝(R＋R0＋r)可得：＝R＋，所以纵坐标y应为，其单位为V－1，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎(3)根据表达式＝R＋，图象斜率：k＝＝ V－1·Ω－1＝ V－1·Ω－1，可得电源电动势：E＝3.0 V；图象截距：＝1.3 V－1，可得电源内阻：r＝2.9 Ω。‎ ‎5．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(1)如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是________(选填选项前面的字母)。‎ A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 ‎(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。‎ a．若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________ mA；‎ b．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为________ Ω。‎ ‎(3)用该多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤序号：________。‎ A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋转到“×100”位置 C．把选择开关旋转到“×1 k”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 ‎(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是________。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 答案　(1)A　(2)21.0　190　(3)BAD　(4)AC 解析　(1)由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D错误；由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B、C错误；由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确。‎ ‎(2)若所选挡位为直流50 mA挡，由图所示可知，其分度值为1 mA，则示数为21.0 mA；若所选挡位为电阻×10 Ω挡，由图所示可知，示数为19×10 Ω＝190 Ω。‎ ‎(3)用多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻，首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是BAD。‎ ‎(4)设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为Rg，则有：I＝，由此可知，随着Rx的增大，I减小，且趋向于0，故C正确，D错误；上式的倒数：＝，可知Rx是线性函数，Rx＝0时，＞0且有最小值，随着Rx的增大而增大，故A正确，B错误。‎ ‎6．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：‎ 待测电压表(量程3 V，内阻约为3000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干。‎ ‎(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压________(填写“最大”或“最小”)；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针________(填写“满偏”或“半偏”)；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针________(填写“满偏”或“半偏”)；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。‎ ‎(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′________(填“＞”“＝”或“＜”)RV。‎ 答案　(1)电路图见解析 ‎(2)最小　满偏　半偏　(3)＞‎ 解析　(1)待测电压表电阻(3000 Ω)远大于滑动变阻器R1的电阻值(100 Ω)，故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：‎ ‎(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。‎ ‎(3)电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值偏大，故RV＜RV′。‎ ‎7．为了将一电流表改装成欧姆表，某同学设计了如图所示的原理图。实验中用到的器材如下：‎ A．电池：电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.2 Ω - 26 -‎ 高考物理总复习 B．电流表一个：量程为3 mA，内阻200 Ω C．电阻箱R：阻值范围0～999.9 Ω ‎(1)操作时，先欧姆调零将电阻箱的阻值R调至最大，并将红、黑两表笔短接，调节电阻箱R的阻值，使电流表指针满偏，则电阻箱阻值R＝________ Ω。‎ ‎(2)若将电流表示数范围限制在1.0 mA到2.0 mA之间，则该欧姆表可测量的电阻范围为________ Ω。‎ ‎(3)如果将定值电阻R0＝50 Ω的电阻与电路图中的电流表串联，重新调零，该欧姆表的中值电阻为________ Ω。‎ 答案　(1)798.8　(2)500～2000　(3)1000‎ 解析　(1)指针指到最大刻度时：Ig＝ 代入数据解得：R＝798.8 Ω。‎ ‎(2)欧姆表调零后，其内阻：‎ R内＝＝＝1000 Ω，‎ 电流表示数为：I＝1.0 mA，则：I＝，‎ 代入数据解得：R1＝2000 Ω；‎ 电流表示数为：I＝2.0 mA时，则：I＝，‎ 代入数据解得：R2＝500 Ω；‎ 则：欧姆表的测量范围是：500～2000 Ω；‎ ‎(3)将定值电阻R0＝50 Ω的电阻与电路图中的电流表串联，重新进行欧姆调零，欧姆表中值电阻不变，仍为1000 Ω。‎ ‎『真题调研题组』‎ ‎1．(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。‎ ‎(1)根据图a和题给条件，将图b中的实物连线。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)‎ A．18 mA B．21 mA C．25 mA D．28 mA ‎(3)产生上述问题的原因可能是________。(填正确答案标号)‎ A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 ‎(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________。‎ 答案　(1)图见解析　(2)C　(3)AC　(4) 解析　(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。‎ ‎(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 μA，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。‎ ‎(3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝＋Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。‎ ‎(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有 U＝(25－0.25)×10－3 A×R 对并联的电阻kR有 U＝(20－0.25)×10－3 A×kR 解得k＝。‎ ‎2．(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路，‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图b是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管Ut关系曲线。回答下列问题：‎ ‎(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________ mV；根据图b可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。‎ ‎(2)由图b可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为＝________×10－3 V/℃(保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)5.00　变小　增大　B　(2)2.8‎ 解析　(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100 V＝5.00×10－3 V＝5.00 mV。由Ut图象知，当控温炉内温度t升高时，U变小，又I＝50.0 μA不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。‎ ‎(2)由Ut图象的斜率可知：＝ V/℃＝2.8×10－3 V/℃。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎3．(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。‎ ‎(1)欧姆表设计 将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________ Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。‎ ‎(2)刻度欧姆表表盘 通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。‎ ‎(3)校准 红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω。‎ 答案　(1)如图所示　900　R1‎ ‎(2)45　5　(3)0　35000.0‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 解析　(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R1。‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。‎ ‎(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000.0 Ω。‎ ‎4．(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。‎ ‎(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________ mm。‎ ‎(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。‎ 电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)‎ 电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)‎ 电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)‎ 滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)‎ 开关S及导线若干 ‎(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。‎ 答案　(1)0.200(0.196～0.204均可)　(2)图见解析 ‎(3)　相等 解析　(1)d＝20.0×0.01 mm＝0.200 mm。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(2)本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压UA1＝ImR1＝1.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。‎ ‎(3)当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为I＝I2－I1，Rx两端电压U＝I1·R1，故Rx＝＝。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。‎ ‎5．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图a所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2500 Ω)的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2000 Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。‎ ‎(1)按原理图a将图b中的实物连线。‎ ‎　‎ ‎(2)完成下列填空：‎ ‎①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”)。‎ ‎②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图a中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。‎ ‎③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)。‎ ‎④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。‎ ‎(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：________________________。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 答案　(1)图见解析 ‎(2)①20　②左　③相等　④2550‎ ‎(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程 解析　(1)根据原理图a，将图b中的实物连线如图所示。‎ ‎(2)①滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 Ω。‎ ‎②为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。‎ ‎③接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。‎ ‎④实验过程中，由于测量电路，即由Rz、、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，电路如图所示。‎ 由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RμA＝I2R′‎ I1Rz1＝I2R，即＝ 对于图乙，I1Rz2＝I2R′‎ I1RμA＝I2R，即＝ 所以＝ 所以RμA＝＝ Ω＝2550 Ω。‎ ‎(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎『模拟冲刺题组』‎ ‎1．(2019·河南百师联盟高三上学期七调)某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后，又对一个标有“6 V　3.5 W”小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，同研究小灯泡一样，要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6 V，实验室备有下列器材：‎ A．电流表(量程Ⅰ：0～0.6 A，内阻约为1 Ω；量程Ⅱ：0～3 A，内阻约为0.1 Ω)‎ B．电压表(量程为0～6 V，内阻几千欧)‎ C．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)‎ D．滑动变阻器R2(最大阻值1750 Ω，额定电流0.3 A)‎ E．电池组(电动势为9 V，内阻小于1 Ω)‎ F．开关和导线若干 ‎(1)实验中所用的滑动变阻器应选________(填“C”或“D”)，电流表的量程应选________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。‎ ‎(2)请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。‎ ‎(3)闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到________(填“M”或“N”)端。‎ ‎(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为________ Ω，电动机正常工作时的机械功率为________ W。(保留两位有效数字)‎ 答案　(1)C　Ⅰ　(2)图见解析　(3)M　(4)2.5　2.6‎ 解析　(1)电风扇的额定电流I＝≈0.58 A，从减小读数误差的角度考虑，电流表选择量程 - 26 -‎ 高考物理总复习 Ⅰ。因电动机两端电压需从零可调，滑动变阻器采用分压式接法，R2的额定电流小于电风扇的额定电流，不满足实验要求，则滑动变阻器选择最大阻值为10 Ω的R1，即选择C。‎ ‎(2)因为电压、电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇电动机的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，根据(1)，选量程Ⅰ。实物图如图所示。‎ ‎(3)闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到M端。‎ ‎(4)电压表读数小于1 V时电风扇没启动，根据欧姆定律得，电动机的线圈电阻R＝＝ Ω＝2.5 Ω。正常工作时电压为6 V，根据图象知电流为0.57 A，则电风扇发热功率P＝I2R＝0.572×2.5 W＝0.81 W，则机械功率P′＝UI－I2R＝(0.57×6－0.81) W≈2.6 W。‎ ‎2．(2019·广东华附、省实、广雅、深中高三上期末联考)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。‎ ‎(1)多用电表的红表笔应是图甲中的________端(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量________；当S旋到位置________时，电表可测量直流电流，且量程较大。‎ ‎(3)某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择________(填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎(4)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 组装了如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：‎ A．干电池(电动势E为3.0 V，内阻r不计)；‎ B．电流计G(量程300 μA，内阻99 Ω)；‎ C．可变电阻器R；‎ D．定值电阻R0＝1 Ω；‎ E．导线若干，红黑表笔各一只。‎ ‎①表盘上100 μA刻度线对应的电阻刻度值是________ Ω；‎ ‎②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为________Ω，换挡前、后倍率之比为________。‎ 答案　(1)A　(2)直流电压　1　(3)×100　偏大 ‎(4)①2×104　②99.01　100∶1‎ 解析　(1)多用电表的红表笔应该接欧姆挡的内部电源的负极，则应是图甲中的A端。‎ ‎(2)由图甲所示可知，当转换开关S旋到位置5、6时，表头G与电阻串联，此时可用来测量直流电压；由图甲所示电路图可知，当S旋到位置1时，与表头G并联的电阻阻值较小，此时电流表量程较大。‎ ‎(3)测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“×100”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。当电池电动势变小、内阻变大时，需重新欧姆调零，由于满偏电流Ig不变，由公式：Ig＝，欧姆表内阻R内需调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝＝，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了，测得的电阻值将偏大。‎ ‎(4)①欧姆表中值电阻等于其内阻，则中间刻度值对应示数为：R中＝R内＝＝ Ω＝1×104 Ω；由Ig＝，Ig＝，解得：R＝2×104 Ω；‎ ‎②电流计内阻为99 Ω，给电流计并联1 Ω的电阻，则电流计满偏时两端的电压为300×10－6×99 V＝2.97×10－2 V，此时通过变阻器的电流为300×10－6 A＋ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎ A＝3×10－2 A；则变阻器的阻值为 Ω＝99.01 Ω；因电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，故欧姆表换挡前、后倍率之比等于100∶1。‎ ‎3．(2019·贵阳一模)如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示。‎ ‎(1)某次用0～3 A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为________ A。‎ ‎(2)该电流表0～0.6 A量程对应的内阻约为________ Ω(结果保留两位小数)。‎ ‎(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为________ mA(结果保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)1.20　(2)0.50　(3)5.0‎ 解析　(1)电流表量程为0～3 A，由图丁所示表盘可知，其分度值为0.1 A，示数为1.20 A。‎ ‎(2)由图乙所示电路图可知，电流表量程为0～0.6 A时，电流表内阻为：R＝，代入数据可得：R≈0.50 Ω。‎ ‎(3)由图乙所示电路图可知，电流表量程为0～3 A时：3 A＝Ig＋，解得：Ig≈0.0050 A＝5.0 mA。分析可知，若电阻R1断路，电流表允许通过的最大电流为Ig，为5.0 mA。‎ ‎4．(2019·江西景德镇高三下学期十校联合模拟)某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。‎ A．待测电压表(量程3 V，内阻约几千欧)‎ B．电流表(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω)‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 C．电池组(电动势约3 V，内阻可忽略)‎ D．滑动变阻器R0‎ E．变阻箱R(0～9999 Ω)‎ F．开关和导线若干 ‎(1)图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是________。‎ A．R0阻值较小 B．电流表存在内阻 C．电压表无法准确读数 D．电流表无法准确读数 ‎(2)同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值R，电压表的示数为U，为了根据图象能求得电压表的内阻，应该作________图线。‎ ‎(3)请根据你选择的坐标轴和下表的数据，在图丙中标上合适的标度作出相应图线。‎ R/kΩ ‎0.6‎ ‎1.5‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎2.5‎ ‎2‎ ‎1.8‎ ‎1.5‎ ‎1.3‎ ‎1.13‎ /kΩ－1‎ ‎1.67‎ ‎0.67‎ ‎0.5‎ ‎0.33‎ ‎0.25‎ ‎0.20‎ /V－1‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.56‎ ‎0.67‎ ‎0.78‎ ‎0.88‎ ‎(4)根据你所画出的图线，求出电源的电动势E＝________ V，电压表内阻RV＝________ kΩ。(保留两位有效数字)‎ 答案　(1)D　(2)R　(3)图见解析　(4)2.9　3.2‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 解析　(1)运用图甲测量电压表的内阻，由于电动势大约为3 V，电压表的内阻大约为几千欧，则电流表的示数非常小，无法准确读数，故选D。‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋R，整理得：＝＋，作R图线，图线的纵轴截距等于电动势的倒数，根据图线的斜率可以求出电压表的内阻。‎ ‎(3)R图线如图所示。‎ ‎(4)由图象可知，当R＝0时，＝0.34 V，则E＝ V≈2.9 V，图线的斜率k＝＝ V－1/kΩ，得RV≈3.2 kΩ。‎ ‎5．(2019·湖南长沙第一中学高三下学期模拟卷一)小明要利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻。‎ ‎(1)如图甲所示是多用电表内部结构的简化电路图，内有3个挡位，对应3种测量功能。小明现要将其作为电流表使用，选择开关S应接________(选填“1”“2”或“3”)。小明调节好多用电表后连接电路，如图乙所示是他正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材连接或操作上存在的两个不妥之处：________________；________________。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(2)调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R的图线如图丙所示。由此可求得电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。(结果均保留两位有效数字)‎ ‎(3)本实验方案存在系统误差，这是由于多用电表________(选填“分流”或“分压”)而引起的，测得的E测、r测与真实值比较：E测________E真，r测________r真。(选填“＜”“＝”或“＞”)‎ 答案　(1)1　开关未断开　多用电表(或电源)正负极接反　(2)2.9　1.2　(3)分压　＝　＞‎ 解析　(1)由图所示可知，作为电流表使用时，应将电阻与表头并联，故黑表笔应接1；由图可知，实验前开关没有断开；同时多用电表红表笔应接电源的正极，故多用电表(或电源)的正负极接反。‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律得：E＝IR＋Ir，解得：R＝E－r，可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则有：E＝ V≈2.9 V，内阻为：r＝1.2 Ω。‎ ‎(3)由电路图可知，本实验中多用电表串联在电路中，故由于其分压而产生误差，将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有：R＝E－(RA＋r)，则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，测量值偏大；而电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确。‎ ‎6．(2019·安徽皖江名校联盟高三下学期开学摸底联考)某实验小组在练习使用多用电表，他们正确连接好电路，如图甲所示。闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无读数，他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路。已知保护电阻R＝15 Ω，电流表量程为50 mA。操作步骤如下：‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎①将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；‎ ‎②断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；‎ ‎③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；‎ ‎④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0＝20 Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)图丙中的多用表读数为________ Ω；图丁中的电流表读数为________ mA。‎ ‎(2)操作步骤④中，多用电表红表笔应接________(选“c”或“e”)点。‎ ‎(3)电路的故障可能是________。‎ A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．保护电阻R短路 D．保护电阻R断路 ‎(4)根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E′＝________ V(结果保留三位有效数字)。‎ 答案　(1)24　38.0　(2)e　(3)B　(4)1.48‎ 解析　(1)电阻挡倍率采用×1，故多用电表读数为24×1 Ω＝24 Ω；电流表量程为50 mA，所以分度值为1 mA，所以电流表读数为38.0 mA。‎ ‎(2)因为用多用电表测电阻时，电流方向为红进黑出，即红表笔是流进欧姆表的，而电路中电流表在e端为负极，即电流经过电流表的方向为d→e，所以红表笔接e端。‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎(3)因为多用电表欧姆挡的指针不偏转，说明指在无穷大的刻度处，所以a、c间断路，而b、c间正常，所以只有灯泡断路，B正确。‎ ‎(4)根据操作③可知电表指针正好指在中间刻度，即根据中值电阻规律可知欧姆挡电路内阻为r＝15 Ω，根据操作④可知E′＝(24＋15)×0.038 V≈1.48 V。‎ ‎『热门预测题组』‎ ‎1．(2019·河北唐山一模)实验小组要测定一个电池组的电动势E和内阻r，已知电池组的电动势约为4.5 V、内阻约几欧姆，可用的实验器材有：‎ 待测电源(电动势约4.5 V，内阻约几欧姆)：‎ 电压表V1(量程0～6 V)‎ 电压表V2(量程0～3 V)‎ 滑动变阻器R1(阻值0～5.0 Ω)‎ 滑动变阻器R2(阻值0～15.0 Ω)‎ 开关S一个，导线若干 ‎(1)实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图1所示的电路，M、N分别是电压表________、________，P、Q分别是滑动变阻器________、________；(填器材对应符号)‎ ‎(2)按照电路将器材连接好，先将P、Q均调节到最大值，闭合电键S，然后________(填写对应的实验操作过程)，依次记录M、N的示数；‎ ‎(3)根据M、N数据作出如图2的MN图象，由MN图象得到的电池电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。(保留两位有效数字)‎ 答案　(1)V1　V2　R2　R1‎ ‎(2)保持Q不动，不断调节P ‎(3)4.5(4.4～4.6均可)　2.0(1.9～2.1均可)‎ 解析　(1)由电路图可知电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V1，而N为小量程的电压表V2，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程滑动变阻器R2，Q为小量程滑动变阻器R1。‎ ‎(2)按照电路将器材连接好，先将P、Q均调节到最大值，闭合电键S，然后保持Q不动，不断调节P，同时依次记录M、N的示数。‎ ‎(3)设电压表M的示数为U1，电压表N的示数为U2，根据闭合电路欧姆定律可知：E＝U1＋‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 r，整理可以得到：U1＝E－·U2，将U1＝4.0 V、U2＝1.25 V和U1＝3.5 V、U2＝2.5 V代入整理可以得到：E＝4.5 V，r＝2.0 Ω。‎ ‎2．(2019·山东省实验、淄博实验、烟台一中、莱芜一中四校联合一模)某同学为了将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表；‎ ‎(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为________ V。由以上数据可得电压表的内阻RV＝________ kΩ；‎ ‎(2)将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.00 V”处，此处刻度应标阻值为________(填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“2.00 V”处对应的电阻刻度为________ kΩ；‎ ‎(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将________。‎ A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 答案　(1)1.50　6　(2)∞　4　(3)C 解析　(1)由图b表盘知，电压表的分度值是0.1 V，电压表示数为1.50 V。电源内阻不计，由图a所示电路根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋·R，代入两组数据得：E＝3＋×3000，E＝1.5＋×12000，解得：RV＝6000 Ω＝6 kΩ，E＝4.50 V。‎ ‎(2)图c中两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，电压表示数为3 V时，电阻箱电阻R＝3000 Ω，与电压表并联部分相当于断路，电压表“3‎ - 26 -‎ 高考物理总复习 ‎ V”处刻度应标记为∞；当电压表示数为2 V时，电压表与外接电阻并联，设并联电阻为R并，则R并＝，并联部分的电压U＝2.00 V，由U＝·R并，联立得Rx＝4000 Ω＝4 kΩ。‎ ‎(3)电动势不变，仅内阻变化，将两笔断开时调节电阻箱，指针满偏时，电阻箱与电源内阻的和等于原来电阻箱的电阻，则按正确使用方法再进行测量，其测量结果不变，故C正确。‎ - 26 -‎