【物理】2020二轮复习专题6电学实验强化练习(解析版)

【物理】2020二轮复习专题6电学实验强化练习(解析版)

专题强化练(十六)‎ ‎1．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．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单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎(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)多次重复上述步骤，计算RN读数的__________，此即为待测微安表头内阻的测量值．‎ 解析：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表读数I.‎ ‎(2)然后将S拨向接点2，调节RN，使标准电流表的读数仍为I，记下此时RN的读数．‎ ‎(3)多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值．‎ 答案：(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 ‎2．(2019·黄冈模拟)某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0 V的小灯泡的I-U图线，并研究小灯泡的实际功率与所加电压的关系．‎ ‎(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连成完整的实验电路．‎ ‎(2)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于________(选填“a端”“b端”或“ab的正中间”)．‎ ‎(3)根据实验数据，画出的小灯泡的I-U图线如图丙所示，由此可确定小灯泡的电压为2.5 V时的实际功率为________(保留三位有效数字)．‎ ‎(4)已知小灯泡灯丝在27 ℃时的电阻是1.5 Ω，并且其阻值与灯丝温度的关系为R＝k(273＋t ℃)，k为比例常数，根据IU图线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝温度约为________℃.‎ 解析：(1)根据电路图，可得实物图的连线如图所示．‎ ‎(2)开关S闭合之前，应使小灯泡两端的电压最小，故滑动变阻器R的滑片应置于a端．‎ ‎(3)由小灯泡的I-U图线可知，当电压为2.5 V时，通过小灯泡的电流约为0.39 A，故小灯泡的实际功率P＝UI＝2.5×0.39 W＝0.975 W.‎ ‎(4)由小灯泡的IU图线可知，当小灯泡正常工作时，电压U0＝3.0 V，电流I＝0.42 A，灯丝的电阻R0＝＝ Ω≈7.14 Ω.则有1.5＝k(273＋27 ℃)，7.14＝k(273＋t ℃)，解得t＝1 155.‎ 答案：(1)见解析图　(2)a端　(3)0.975 W　(4)1 155‎ ‎3．(2018·信阳联考)要测一个待测电阻Rx(约200 Ω)的阻值，实验室提供了如下器材：‎ 电源E：电动势3.0 V，内阻不计；‎ 电流表A1：量程0～10 mA，内阻r1约50 Ω；‎ 电流表A2：量程0～500 μA，内阻r2约1 000 Ω；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω，额定电流2 A；‎ 定值电阻R2＝5 000 Ω；‎ 定值电阻R3＝500 Ω；‎ 开关S及导线若干．‎ ‎ (1)为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表______(选填“A1”或“A2”)串联定值电阻__________(选填“R2”或“R3”)，将其改装成一个量程为3.0 V的电压表．‎ ‎(2)如图所示为测量电阻Rx的甲、乙两种电路图，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图________(选填“甲”或“乙”)．‎ ‎(3)若所选测量电路中电流表的读数为I＝6.2 mA，改装后的电压表读数为1.20 V．根据电流表和电压表的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻Rx＝________Ω.‎ 解析：(1)为了测定待测电阻上的电压，要改装量程为3.0 V的电压表，则可以将量程较小的电流表A2串联定值电阻，此电阻的大小R＝－rg＝Ω－1 000 Ω＝5 000 Ω，故需串联定值电阻R2.‎ ‎(2)因待测电阻的阻值较小，故选用电流表外接电路，故选甲电路．‎ ‎(3)电压表读为1.20 V，则通过电压表的电流为IV＝＝ A＝0.2 mA，通过待测电阻的电流为I＝6.2 mA－0.2 mA＝6 mA，则待测电阻Rx＝＝Ω＝200 Ω.‎ 答案：(1)A2　R2　(2)甲　(3)200‎ ‎4．(2019·温州模拟)小明利用如图甲所示的电路，完成了对电动势约为1.5 V、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定．其中R为电阻箱，R0为阻值为150 Ω的定值电阻．小明连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以电压的倒数为纵坐标、电阻箱的阻值R为横坐标．把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．‎ ‎(1)如果电源的电动势用E表示、电源的内阻用r表示，则关于R的表达式应为________(用E、r、R0表示)．‎ ‎(2)请在图乙所示的坐标系中画出图线，并根据画出的图线求出该图线的斜率k＝________V－1·Ω－1.图线与纵轴交点的纵坐标为b＝________V－1(结果保留两位有效数字)．‎ ‎(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果保留三位有效数字)．‎ 解析：(1)由闭合电路欧姆定律得＝，‎ 解得＝R＋.‎ ‎(2)画线时应使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀分布在直线的两侧，将明显错误的点舍掉，如图所示；由图可知，斜率k＝0.004 4 V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b＝0.70 V－1.‎ ‎(3)由＝R＋得，k＝，b＝，又R0＝150 Ω，解得E＝1.52 V，r＝9.09 Ω.‎ 答案：(1)＝R＋　(2)见解析　0.004 4　0.70　(3)1.52　9.09‎ ‎5．(2019·郑州模拟)实验室购买了一捆标称长度为100 m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．‎ 可供使用的器材有：‎ 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；‎ 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；‎ 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；‎ 定值电阻：R0＝3 Ω；‎ 电源：电动势6 V，内阻可不计；‎ 开关、导线若干．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．‎ ‎(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．‎ ‎(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.‎ ‎(4)导线实际长度为________m(保留两位有效数字)．‎ 解析：(1)由(3)中电流表的读数为0.50 A时，电压表的读数为2.30 V可知，Rx和R0的总阻值约为4.60 Ω，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6 V，电流表的量程只有0.6 A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2.闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大．‎ ‎(2)见答案图．‎ ‎(3)由于电压表量程为0～3 V，分度值为0.1 V，故读数为2.30 V.‎ ‎(4)Rx的阻值为1.60 Ω，由Rx＝ρ可知，‎ l＝＝ m≈94 m.‎ 答案：(1)R2　a　(2)如图所示 ‎(3)2.30(2.29、2.31均正确)　(4)94(93、95均正确)‎ ‎6．导电玻璃是制造LCD的主要材料之一．为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取长度L＝25.00 cm、直径d＝0.900 mm的圆柱体导电玻璃进行实验，用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻Rx，发现其电阻约12.0 Ω.主要步骤如下，完成下列填空．‎ ‎(1)为精确测量Rx 的阻值，该小组设计了如图所示的实验电路．可供使用的主要器材如下：电源E：电动势4.5 V，内阻约1 Ω；‎ 定值电阻R0：阻值为20 Ω；‎ 电压表V1：量程3 V，内阻约3 kΩ；‎ 电压表V2：量程15 V，内阻约15 kΩ；‎ 电压表A1：量程200 mA，内阻约1.5 Ω；‎ 电压表A2：量程3 A，内阻约0.5 Ω；‎ 滑动变阻器R1：阻值范围0～1 kΩ；‎ 滑动变阻器R2：阻值范围0～20 Ω.‎ ‎①图中电压表应选用________；电流表应选用________；滑动变阻器应选用________(填器材代号)．‎ ‎②该小组进行了如下操作：‎ a．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S1拨到位置1，闭合S2，调节滑动变阻器，读出电流表和电压表的示数分别为0.185 A和2.59 V；‎ b．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S1拨到位置2，调节滑动变阻器，读出电流表和电压表的示数分别为0.125 A和2.65 V；‎ c．将滑动变阻器的滑片移到最右端，断开S2.‎ 可求得Rx＝__________Ω.‎ ‎(2)由以上实验可求得该导电玻璃电阻率的值ρ＝______Ω·m.‎ 解析：(1)电源电动势为4.5 V，小于电压表V2量程的，因此结合待测电阻Rx的粗测阻值，可知电压表应选用量程为3 V的电压表V1；电流表应选用量程为200 mA的电流表A1；滑动变阻器应选用最大阻值与待测导电玻璃阻值差不多的滑动变阻器R2.设电流表内阻为RA，对操作步骤a，由欧姆定律可得U1＝I1(RA＋Rx)；对操作步骤b ‎，由欧姆定律可得U2＝I2(RA＋R0)；联立解得Rx＝－＋R0＝12.8 Ω.‎ ‎(2)由电阻定律得Rx＝，S＝，解得该导电玻璃的电阻率ρ＝3.26×10－5 Ω·m.‎ 答案：(1)①V1　A1　R2　②12.8　(2)3.26×10－5‎ ‎7.(2017·天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．‎ ‎(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．‎ ‎(2)排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.‎ 解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开．a、b′间的电压不为零，说明 a、a′或a、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不为零，说明aa′导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开．‎ ‎(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U＝I1(r1＋R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理得I1＝－I2，由题图可知，纵轴截距b＝0.14×10－3A＝，所以电动势E＝0.14×10－3×(1×103＋9×103)V＝1.4 V，斜率的绝对值表示，即|k|＝＝，解得r≈0.5 Ω.‎ 法二：在给出的图象中取两个点，读数分别为 I1＝0.12 mA、I2＝60 mA，‎ I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA.‎ 据闭合电路欧姆定律知：‎ E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，‎ 将上述两组数据代入可得：‎ 电动势E≈1.4 V，内阻r≈0.57 Ω.‎ 答案：(1)aa′　bb′　(2)1.4(1.36～1.44均可)‎ ‎0．5(0.4～0.6均可)‎