2019版高考物理二轮复习专题六物理实验专题突破练15电学实验.doc

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1、1专题突破练 15 电学实验(时间:45 分钟 满分:100 分)1.甲(18 分)(2018 全国 卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在 2580 范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻 RT,其标称值(25 时的阻值)为900.0 ;电源 E(6 V,内阻可忽略);电压表 (量程 150 mV);定值电阻 R0(阻值 20.0 ),滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 );电阻箱 R2(阻值范围 0999.9 );单刀开关 S1,单刀双掷开关 S2。实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度 t 升至 80.0 。将 S2与 1 端接通,闭

2、合 S1,调节 R1的滑片位置,使电压表读数为某一值 U0;保持 R1的滑片位置不变,将 R2置于最大值,将 S2与2 端接通,调节 R2,使电压表读数仍为 U0;断开 S1,记下此时 R2的读数,逐渐降低温控室的温度 t,得到相应温度下 R2的阻值,直至温度降到 25.0 ,实验得到的 R2-t 数据见下表。t/ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0R2/ 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0回答下列问题:(1)在闭合 S1前,图甲中 R1的滑片应移动到 (选填“ a”或“ b”)端; (2)在图乙的坐标纸上补齐数

3、据表中所给数据点,并做出 R2-t 曲线;2乙丙(3)由图乙可得到 RT在 2580 范围内的温度特性,当 t=44.0 时,可得 RT= ; (4)将 RT握于手心,手心温度下 R2的相应读数如图丙所示,该读数为 ,则手心温度为 。 2.(20 分)(2018 辽宁丹东一模)在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻 Rx(阻值约 2 k),二是手机中常用的锂电池(电动势 E 的标称值为3.4 V),在操作台上还准备了如下实验器材:A.电压表 V(量程 4 V,内阻

4、RV约 10 k)B.电流表 A1(量程 100 mA,内阻 RA1约 20 )C.电流表 A2(量程 2 mA,内阻 RA2约 20 )D.滑动变阻器(0 10 ,额定电流 1 A)E.电阻箱 R0(0999.9 )F.开关 S 一只、导线若干(1)小刚采用伏安法测定 Rx的阻值,他使用的电池是待测的锂电池。电流表应选择 ,图甲是他连接的部分实验器材,请你用笔划线完成实物连接;他用电压表的读数除以电流表的读数作为 Rx的测量值,则测量值 真实值(选填“大于”或“小于”); (2)小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势 E 和内阻 r。 小聪的实验操作是:闭合开关 S。调整电阻箱的

5、阻值为 R1时,读出电压表的示数为 U1;调整电阻箱的阻值为 R2时,读出电压表的示数为 U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E= ; 小明认为用线性图象处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的 图象为一条直线(见图丙)。由图丙可知该电池的电动势 E= V、内阻 r= 11。(保留两位有效数字) 3.(20 分)(2018 宁夏银川一中一模)某同学要测量额定电压为 3 V 的某圆柱体电阻 R 的电阻率 。3(1)用游标卡尺测量其长度,如图所示,则其长度 L= mm。 (2)为精确测量 R 的阻值,该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。

6、他将红黑表笔分别插入“ +”“-”插孔中,将选择开关置于“ 1”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度如图甲所示。试问: 为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“ ”挡位置。 再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0 ”处,如图乙所示,那么他该调节 直至指针指在“0 ”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置。 现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.灵敏电流计 G(量程 200 A,内阻 300 )B.电流表 A(量程 0.6 A,内阻约 0.3 )C.电压表 V1(量程 3 V,内阻约 3 k)D.电压表 V2(量程 15 V,内阻

7、约 5 k)E.滑动变阻器 R1(最大阻值为 10 )F.最大阻值为 99.99 的电阻箱 R2以及电源 E(电动势 4 V,内阻可忽略)、开关、导线若干若为了提高测量精确度并且使电阻 R 两端电压调节范围尽可能大,除电源、开关、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有 。请画出你设计的电路图。 4.(20 分)(2018 湖南益阳 4 月调研)某实验小组要描绘小灯泡(2 .5 V 0.5 W)的伏安特性曲线,实验室提供以下器材可供选择:A.直流电源 3 V(内阻不计)B.直流电流表 0300 mA(内阻约为 5 )C.直流电流表 0600 mA(内阻约为 1 )D.直流电压表

8、03 V(内阻约为 3 k)E.滑动变阻器 0100 (允许通过的最大电流为 0.5 A)F.滑动变阻器 010 (允许通过的最大电流为 2 A)G.导线和开关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。(1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。(填器材前的字母标号) (2)图中已将可能用到的仪器画出,请根据实验要求,将图中各器材连接成完整的电路。4(3)根据实验数据,作出的小灯泡 I-U 图线如图所示。由此可知,当电压为 1.5 V 时,小灯泡的灯丝电阻为 (结果保留两位有效数字)。 (4)如果将该小灯泡直接与电动势为 2 V、内阻为 10 的电池连接,此时小灯泡的功率为 W

9、(结果保留两位有效数字)。 5.(22 分)(2018 陕西宝鸡二质检)某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究,其中 MN 为电阻丝, R0是阻值为 1.0 的定值电阻,实验中调节滑片 P,记录电压表示数 U,电流表示数 I 以及对应的 PN 长度 x,绘制了 U-I 图线如图乙所示。(1)由图乙求得电池的电动势 E= V,内阻 r= 。 (2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值。 (3)根据实验数据可绘出图象,如图丙所示。图象斜率为 k,电阻丝横截面积为 S,可求得电阻丝的电阻率

10、 = ,电表内阻对电阻率的测量 (选填“有”或“没有”)影响。 5专题突破练 15 电学实验1.答案 (1) b(2)将(60 .0,32.0)和(70 .0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的 R2-t 曲线(3)450.0(4)620.0 33.0解析 (1)滑片在 b 端可以使 R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。(3)从 R2-t 曲线中可读出 t=44.0 时 R2=450.0 ,所以 RT=R2=450.0 (4)从 R2-t 曲线中找到纵坐标为 620.0 的点,其横坐标为 33.0 。2.答案 (1)C(或 A2) 实线连接

11、图如图所示 大于(2)E= 3.3 0.2512(1-2)21-12解析 (1)测量 Rx的阻值时,滑动变阻器采取分压接法,由于待测电阻的阻值较大,电流表采取内接法,实物图如图所示;通过待测电阻的最大电流为 Im= =1.7 mA,故电流表选取 C 或 A2;由于电流表采3.42 000取内接法,用电压表的读数除以电流表的读数应该为待测电阻与电流表内阻的阻值之和,所以测量值大于真实值,完整的实物连接图如图所示:6(2) 由闭合电路的欧姆定律可知: E=U1+ r,E=U2+ r,联立解得: E= ; 由闭112212(1-2)21-12合电路的欧姆定律可知: E=U+ r,整理得 ,故截距 =

12、0.3,解得 E= V=3.3 V,斜率 1=1+1 1 103,解得 r=0.25 。=0.6-0.34 =3403.答案 (1)70 .15 (2) 10 欧姆调零旋钮 ACEF 电路图如图所示解析 (1)游标卡尺的读数: 确定游标卡尺的种类:20 分度,精确度为 0.05 mm; 读出主尺上的示数:70 mm; 读出游标尺上第几条刻度线与主尺的刻度线对齐:第 3 条; 计算游标尺的示数:3 0.05=0.15 mm; 计算游标卡尺的示数:把主尺示数与游标尺示数相加,即长度 L=70.15 mm。(2) 欧姆表的读数:欧姆表的指针在表盘中间附近时读数比较准确。选择开关置于“ 1”挡位置,由

13、图甲所示,可知所选挡位太小,为准确测量,应换大挡,把选择开关置于 10 挡位置。 欧姆调零:换挡后指针并未指到右边的“0 ”处,应重新进行欧姆调零,把红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零,由图丙所示,可知待测电阻阻值约为 150 。 仪器的选择:电阻额定电压是 3 V,电压表应选 C(量程 3.0 V,内阻约 3 k);通过待测电阻的最大电流约为 I= A=0.02 A=20 mA=20 000 A,电流远小于电流表量程(0 .6 A),远大于=3150灵敏电流计 G 量程(200 A),量程太大或太小,读数误差太大。因此可以用电阻箱 F 与灵敏电流计并联改装成量程为 20 mA 的电流

14、表;此外还需要滑动变阻器 E,因此所需实验器材为A、C、E、F。 电路连接方式:要求电阻 R 两端电压调节范围尽可能大,且滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,故滑动变阻器应采用分压接法;改装后的电流表(灵敏电流计与电阻箱并联)的内阻约为 3 ,可知 R2RARV,故电流表采用内接法。实验电路图如图所示。4.答案 (1)B F(2)(3)8.6 (4)0.0947解析 (1)已知小灯泡的额定电压为 2.5 V,额定功率为 0.5 W,可知额定电流 I= A=0.2 A,为=0.52.5了保证电流表读数的准确性,所以选择 B;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,应该采用分压式

15、接法,滑动变阻器选择最大阻值较小的,采用分压式能使小灯泡两端电压变化更加均匀,作出的图象更加准确,所以选择 F。(2)根据实验要求,将图中各器材连接成完整的电路,如图所示。(3)根据图线可知,当电压为 1.5 V 时,电流为 0.175 A,根据欧姆定律可知小灯泡的内阻为8 .6 。1.50.175(4)如果将该小灯泡与电动势为 2 V,内阻为 10 的电池连接,在小灯泡的 I-U 图中画出电池的 I-U 图线,如图所示,两图线的交点 I=0.125 A,U=0.75 V,表示流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压,所以其功率 P=UI0 .094 W。5.答案 (1)1 .49 0.45 (2)

16、小于 (3)kS 没有解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知: U=E-I(r+R0),则可知,图乙中的图象与纵坐标间的交点表示电动势,故 E=1.49 V;图象的斜率表示 r+R0,则 r+R0= =1.45 ,解得: r=1.45 -1.0 1.49-1.20.20 =0.45 。(2)由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电压表不再有分流作用,电流测量值等于真实值,电源的 U-I 图象如图所示,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值。(3)根据欧姆定律可知,电阻 R= ,则可知 k= ,解得: =kS ,若考虑电表内阻,则可得关系= 式 +RA,图象的斜率不变 ,所以得出的电阻率没有影响。=