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    2019年高考物理专题10回归基础专题训练__电学实验含解析

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    2019年高考物理专题10回归基础专题训练__电学实验含解析

    1、专题10 回归基础专题训练电学实验1要测量阻值约为25 k的电阻Rx,现备有下列器材:A直流电源(20 V,允许最大电流1 A)B电压表(量程15 V,内阻约100 k)C电压表(量程50 V,内阻约500 k)D电流表(量程100 A,内阻约2 k)E电流表(量程500 A,内阻约300 )F滑动变阻器(最大阻值1 k)开关和导线若干(1)为了保证实验顺利进行,并使测量误差尽量小,电压表应选_,电流表应选_。(请填写字母代号)(2)依据实验的原理,补齐实物图。图1(3)由于电表内阻的影响, Rx的测量值较真实值_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。【解析】(1)据题意,实验要使测量值尽量精确

    2、,现在知道待测电阻约为25 k,电源电压20 V,电路中最大电流约为:Im800 A,则从实验的准确性和安全性考虑,应该选择电流表E,至于电压表应该选择B,而电压表C的量程太大,电源电压还不到该电表量程的一半。(2)电路图如图所示。(3)电流表内接,由于存在:Rx,电压测量值大于电阻真实电压,故测量值偏大。2某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下:(1)游标卡尺测量其长度如图2甲所示,可知其长度为_mm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为_mm;图2(3)选用多用电表的电阻“1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3所示,则该电阻的阻值约为

    3、_;图3(4)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:电流表A1(量程300 mA,内阻约为2 );电流表A2(量程150 mA,内阻约为10 );电压表V1(量程1 V,内阻r1 000 );电压表V2(量程15 V,内阻约为3 000 );定值电阻R01 000 ;滑动变阻器R1(最大阻值5 );滑动变阻器R2(最大阻值1 000 );电源E(电动势约为4 V,内阻r约为1 );开关,导线若干。为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,电压表应选_,电流表应选_,滑动变阻器应选_。(均填器材代号)根据你选择的器材,请在线框内画出实验电路图。【解析】(1)50 mm30.05 m

    4、m50.15 mm;(2)4.5 mm0.0120.0 mm4.700 mm;(3)多用电表读数221 22 ;(4)由于电源电压为4 V,显然电压表选15 V时不满足读数不得小于其量程的的要求,因此只能选V1,而V1读数又太小,而题目中给了一个定值电阻,将定值电阻与电压表串联,装成一个新的电压表,量程为2 V,基本满足要求,这样由于电阻值约22 ,因此回路电流最大约100 mA左右,因此电流表选A2,为了测量精确,滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器选用R1,电路图中电流表采用外接法,如图所示。3现有一电池,电动势E约为9 V,内阻r在3555 范围内,允许通过的最大电流为50

    5、 mA。为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图4所示的电路进行实验。图中R为电阻箱,阻值范围为09 999 ;R0为保护电阻。(1)可备选用的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用()(A)20 ,2.5 W(B)50 ,1.0 W(C)150 ,1.0 W(D)1 500 ,5.0 W(2)按照图4所示的电路图,将图5所示的实物连接成实验电路。图5(3)接好电路,闭合开关后,调整电阻箱的阻值,记录阻值R和相应的电压表示数U,取得多组数据,然后通过做出有关物理量的线性关系图像,求得电源的电动势E和内阻r。请写出所作线性图像对应的函数表达式_;图6图6是作线性图像的坐标系,若纵轴表示的物理

    6、量是,请在坐标系中定性地画出线性图像。【解析】(1)电路最小总电阻约为:R 180 ,为保护电路安全,保护电阻应选C。(2)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(3)由题中电路图可知,在闭合电路中,电源电动势:EUIrUr ,则,则图像是直线;则图像如图所示。4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:器材规格器材规格小灯泡标有“3.0 V,0.3 A”字样滑动变阻器R1最大阻值10 ,额定电流1.0 A电压表V1量程3 V,内阻约5 k滑动变阻器R2最大阻值1 k,额定电流0.5 A电压表 V2量程15 V,内阻约15 k直流电源E电动势约为4 V,内阻约为0

    7、.5 电流表 A1量程0.6 A,内阻约1 导线、开关等电流表A2量程3 A,内阻约0.6 某同学测量小灯泡UI关系的实验数据如下表所示:U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)在上述器材中,电压表应选_;电流表应选_;滑动变阻器应选_。(2)该实验应选用的实验电路图是_。图7(3)根据表格中的实验数据在方格纸内画出小灯泡的UI曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。图8【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为3 V,所以选择电压表V1,因为小灯泡

    8、的额定电流为0.3 A,所以电流表选择A1,为了操作方便应选择最大电阻和小灯泡阻值相差不大的滑动变阻器,故选 R1。(2)电压是从零开始,所以选择滑动变阻器的分压接法,因为电流表的内阻和小灯泡的内阻相差不大,所以选择电流表的外接法,故选A。(3)如图所示,UI图像的斜率表示小灯泡的电阻,所以小灯泡的电阻值随I变大而变大。5有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用:A电压表V1(05 V,内阻约10 k)B电压表V2(010 V,内阻约20 k)C电流表A1(00.3 A,内阻约1 )D电流表A2(00.6 A,内阻约0.4 )E

    9、滑动变阻器R1(010 ,2 A)F滑动变阻器R2(0100 ,0.2 A)G学生电源(直流6 V)、开关及导线(1)为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表_,电流表_,滑动变阻器_。(填器材的前方选项符号,如A,B)(2)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据;请在下面的方框中画出实验电路图。(3)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线,如图9所示,若用电动势为4.0 V、内阻为8 的电源直接给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是_ W。(4)P为图9中图线上的一点,PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,下列说法中正确的是()A随着所加电

    10、压的增大,小灯泡的电阻增大B随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小C对应P点,小灯泡的电阻约为5.33 D对应P点,小灯泡的电阻约为24.0 【解析】(1)据题意,由于一只灯泡的规格为:“4 V,2 W”,则灯泡的额定电流为:0.5 A,电阻为:8 ,则据电表的安全性和测量的精确性以及调节的方便性,电压表选择A,电流表选择D,滑动变阻器选择E。(2)电路图如答案所示。(3)如图所示,若用电动势为4.0 V、内阻为8 的电源直接给该小灯泡供电,则可知该灯泡实际电压和电流分别为:1.2 V和0.35 A,则实际消耗功率为:PUI1.20.35 W0.42 W。(4)据图可知,灯泡上电压越大,灯泡电阻

    11、越大,故选项A正确;P点对于灯泡的电阻为:RP 5.33 。6在“测定金属丝的电阻率”实验中。(1)金属丝的直径用螺旋测微器测得,从图10中读出该金属丝的直径d_ mm;图10(2)为了测量其电阻Rx的阻值,实验室提供如下实验器材:A待测电阻Rx(约100 )B电动势E6 V,内阻很小的直流电源C量程50 mA,内阻约为50 的电流表 D量程0.6 A,内阻约为0.2 的电流表E量程6 V,内阻约为15 k的电压表F最大阻值15 ,最大允许电流1 A的滑动变阻器G最大阻值15 k,最大允许电流0.5 A的滑动变阻器H开关一个,导线若干为了操作方便,且能比较精确地测量金属丝的电阻值,电流表选用_

    12、、滑动变阻器选用_(填写选用器材前的序号即可);请根据所选用的实验器材,尽可能减小实验误差,设计测量电阻的电路,并在方框中画出电路图;(3)若另有一只待测电阻,无论用电流表内接还是外接,测量误差较为接近,有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差,他用两只相同的电压表,设计了如图11所示的测量电路,实验操作步骤如下:图11按电路图连接好实验器材;闭合电键S1,电键S2处于断开状态,读出此时电压表 V1的示数U、电流表示数I;再闭合S2,调节变阻器R,使电流表的电流仍为步骤的电流I,此时读出电压表 V1的示数U1与电压表的示数U2;用上述测得的物理量表示,待测电阻的计算式为Rx_。【解析】(1

    13、)由题图可知,螺旋测微器的读数,即该金属丝的直径为d1.360 mm。(2)由所提供的电源电动势E6 V和待测电阻Rx(约100 )可知,流经待测电阻的最大电流为0.06 A60 mA,显然为C表量程50 mA的1.2倍,D表量程0.6 A的0.1倍,因此为了读数方便和准确应选电流表C,且可以通过滑动变阻器控制使其电流不超过量程,为了能比较精确地测定待测电阻的阻值,应尽可能多地测量数据,且数据变化范围也应较大,因此滑动变阻器应采用分压式接法,因此选用最大阻值较小为15 的滑动变阻器F。由于待测电阻阻值相对较小,因此应采用电流表的外接法,其电路原理图如图所示。(3)有题意可知测量另一只待测电阻时,无论用电流表内接还是外接,测量误差较为接近,说明该电阻阻值大小居中,因为电流表或电压表内阻引起的误差相当,由实验步骤可知,当闭合S2,调节变阻器R,使电流表的电流仍为I时,电压表 V1的示数为U1,电压表 V2的示数为U2,说明电流表的电流为I时,电流表分得的电压为UAU1U2,因此在步骤中,待测电阻两端的电压为UxUUAUU2U1,解得:Rx。8


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