高考物理经典习题:第9章电路及其应用 热点强化练11 电学实验强化训练(含解析)
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1、热点强化练11电学实验强化训练(时间:40分钟)1.(2020山东临沂市一模)在研究金属电阻阻值与温度的关系时,为了能够较准确地测出金属电阻的阻值,设计了如图1所示的电路。除了金属电阻Rx外,还提供的实验器材有:学生电源E,灵敏电流计G。滑动变阻器R、RS,定值电阻R1、R2,电阻箱R0,开关S,控温装置,导线若干。图1按照电路图连接好电路后,将R0调至适当数值,R的滑片调至最右端。RS的滑片调至最下端,闭合开关S;把R的滑片调至适当位置,调节R0,并逐步减小RS的阻值,直到RS为零时,电流计G指针不发生偏转,记录R0的阻值和Rx的温度;多次改变温度,重复实验;实验完毕,整理器材。根据上述实验
2、回答以下问题:(1)上述中,电流计G指针不发生偏转时,a点电势_(选填“大于”“等于”或“小于”)b点电势。(2)用R0、R1、R2表示Rx,Rx_。(3)本实验中RS的作用为_。(4)若只考虑系统误差,用该方法测得的Rx的阻值_(选填“大于”“等于”或“小于”)Rx的真实值。答案(1)等于(2)R0(3)保护电流计(4)等于解析当电流计指针不偏转时,没有电流流过电流计,电流计两端电势相等,即a点电势等于b点电势。电流计指针不偏转,没有电流流过电流计,电桥平衡,由此可知解得RxR0,本实验中RS的作用是保护电流计。若只考虑系统误差,用该方法测得的Rx的阻值等于Rx的真实值。2.(2020山东济
3、南市第一次模拟)某学习小组将一个直流电源和一个很大的定值电阻(约几十千欧)串联组成了一个新电源,如图2甲所示。当该电源两端接的电阻较小时(小于300欧姆),该电源能稳定输出约30 A的恒定电流。该学习小组利用新电源设计了如图乙所示的电路测量一个量程为30 A、内阻约为几百欧姆的灵敏电流计的内阻。主要实验步骤如下:图2(1)只闭合图乙中的开关K,灵敏电流计指针如图丙中实线所示,该示数为_ A。(2)再闭合图乙中的开关S,调节变阻箱R1,使灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置,此时变阻箱的示数为330欧姆。根据以上数据计算可知,灵敏电流计的内阻为_欧姆,此测量值_(填“大于”“小于”“等于”)真实值
4、。答案(1)25.0(2)220小于解析(1)灵敏电流计的分度值为1 A,灵敏电流计指针如图丙中实线所示,该示数为25.0 A;(2)灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置,该示数为15.0 A;根据并联分流可得流过调节变阻箱R1的电流为I1II10 A根据电路结构和欧姆定律则有I1R1IRg解得灵敏电流计的内阻为Rg220 闭合图乙中的开关S,总电阻减小,电路中的总电流增大,流过调节变阻箱R1的电流大于10 A,根据电路结构和欧姆定律可知此测量值偏小,所以测量值小于真实值。3.(2020福建泉州市第一次质检)某小组要测量微安表的内阻,选用的器材有:待测微安表A1(量程0200 A,内阻约几百欧)
5、;微安表A2(量程0300 A,内阻约几百欧);电压表V(量程03 V,内阻约为3 k);滑动变阻器R1(阻值010 );滑动变阻器R2(阻值020 k);电阻箱R0(阻值09 999 );电源(电动势3 V,内阻不计);导线和开关若干。要求尽可能减小实验误差,甲、乙、丙三位同学分别进行实验:图3(1)甲同学设计了如图3(a)的电路,利用伏安法测量表的内阻,该电路是_(填“合理”或“不合理”)的;(2)乙同学设计了如图(b)的电路,滑动变阻器R应选用_(填“R1”或“R2”),主要实验步骤如下:断开S2、接通S1,调节R,使微安表指针指在200 A处;保持R的滑片不动,再接通S2,调节R0,使
6、电流表指针指在150 A处,读出R0的阻值为1 350 ,则微安表的内阻测量值为_,与真实值相比_(填“偏大”或“偏小”);(3)丙同学设计了如图(c)的电路,主要实验步骤如下:先把开关S掷到1,微安表的读数为I,再把开关S掷到2,调节电阻箱R0,直至微安表的读数也为I,记录此时电阻箱R0的读数即为微安表的阻值。但该同学在操作时发现,电阻箱R0在几百欧的范围内调节时,微安表的读数几乎是不变的,因此该方法实际上很难准确测出微安表的阻值,其主要原因是_。答案(1)不合理(2)R2450偏小(3)R2接入电路的阻值比的内阻大得多解析(1)待测微安表的最大量程Ig200 A2104 A,内阻几百欧,最
7、大电压不到0.2 V,滑动变阻器调节范围小,测量误差大,故不合理。(2)电路中需要最小电阻为15 000 ,滑动变阻器应选用R2。根据并联电路规律得微安表内阻测量值R450 并联电阻箱时,总电阻减小,则总电流变大,滑动变阻器两端电压变大,待测微安表的电压减小,与真实值相比偏小。(3)R2接入电路的阻值比的内阻大得多,导致两端的电压太小,读数几乎是不变。4.(2020山东泰安市一轮检测)有一电压表V1,其量程为3 V、内阻R13000 。现要准确测量该电压表的内阻,提供的器材有:电源E:电动势约为5 V,内阻不计;电流表A1:量程100 mA,内阻RA20 ;电压表V2:量程2 V,内阻R22
8、000 ;滑动变阻器最大阻值R010 ,额定电流1 A;电键一个,导线若干。图4(1)为了测量电压表V1的内阻R1,请设计合理的实验,在图4的实物图中选择合适的器材,完成实物连线;(2)实验开始时,滑动变阻器滑动触头应置于_(填“最左端”或“最右端”);(3)写出电压表V1(内阻的计算表达式)R1_(可能用到的数据:电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表示数I,RA,R2,R0)。答案(1)见解析图(2)最右端(3)解析(1)由于待测电压表的电压量程为3 V,允许通过的最大电流为IV1 A1 mA,远小于电流表的量程100 mA,而电压表V2的量程与其电压量程接近,且电压表V2
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