2023年高考物理预测系列试题十七电学实验147269高中物理.docx

2023年高考物理预测系列试题〔17〕·电学实验 适用：全国各地区 【预测题】要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法〞，其实验电路如图1所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。 图1 〔1〕将下面的主要实验步骤补充完整： ①将滑动变阻器R1的滑动头c调至_______，将R2的阻值调至_______； ②依次闭合S2和S1，调节R1使电压表满偏； ③断开S2，保持滑动变阻器的滑动头c的_______，调节R2使电压表半偏； ④记下R2的示数作为电压表内电阻的测量值。 〔2〕实验室备有如下四个滑动变阻器，它们的最大阻值分别为 A．10 B．1k C．10k D．100k 图2 为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R1应选择 。〔填字母序号〕 〔3〕假设电阻箱R2的各个旋钮的示数如图2所示，那么电压表的内阻测量值为_______。该测量值比电压表的实际内阻_______〔填“偏大〞或“偏小〞〕 〔4〕假设需要将该电压表的量程扩大为原来的2倍，那么需要_______ A．将该电压表并联一个5110Ω的定值电阻 B．将该电压表串联一个5110Ω的定值电阻 C．将该电压表并联一个10220Ω的定值电阻 D．将该电压表串联一个10220Ω的定值电阻 【命题意图】电压表内阻的测量可采用通常的伏安法，又可采用不同于一般电阻和电流表内阻的测量方法。此题围绕电表内阻测量，要求考生设计创新测量方案。考查大纲要求的各项实验能力。 【解析】〔1〕在采用“电压半值法〞测量电压表内阻实验时，必须保持a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压恒定。〔2〕在分压电路中，滑动变阻器应选用总阻值远小于测量电路阻值的滑动变阻器，故R1应选择A〔10〕。〔3〕断开S2，电压表与电阻箱R2串联，增大了ac局部两端的电压〔大于电压表满偏电压〕，当电压表半偏时，电阻箱R2的电压大于电压表的电压，故R2大于电压表的实际内阻，使测量结果偏大。这也是R1应选阻值最小的变阻器以减小实验误差的原因。〔4〕假设需要将该电压表的量程扩大为原来的2倍，那么需要将该电压表串联一个与电压表内阻等值的定值电阻。 【答案】〔1〕①最左端，最大；③位置不变〔2〕A；〔3〕5110Ω，偏大；〔4〕B 【易错点分析】滑动变阻器R1的选择以及测量误差的分析是此题的易错点。， 【点评】“电压半值法〞测量电压表内阻的实验原理，与半偏法测电流表内阻类似，可采用类似方法分析。内阻为R的电压表扩大量程的方法是：假设将该电压表扩大量程为原量程的n倍，那么需要串联一个〔n—1〕R的定值电阻；内阻为R的电流表扩大量程的方法是：假设将该电流表扩大量程为原量程的n倍，那么需要并联一个R/〔n—1〕的定值电阻。 附 【预测训练题】有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图〔1〕所示，此样品长L约为3 cm，电阻约为100Ω，这种材料的电阻率为，因该样品的内径太小，无法直接测量。现提供以下实验器材： 〔1〕 A．20等分刻度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表A1〔量程50 mA，内阻的准确值r1为100Ω〕 D．电流表A2〔量程100 mA，内阻r2大约为40Ω〕 E．滑动变阻器R1〔0 ~ 10Ω，额定电流2 A〕 〔2〕 F．直流电流E〔12 V，内阻很小〕 G．导电材料样品R2〔长L约为3 cm，电阻R2约为100Ω〕 H．电键S，导线假设干 请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，答复以下问题： 〔1〕用游标卡尺测得该样品的长度如图〔2〕甲所示，其示数L = ________；用螺旋测微器测得该样品的外径如图〔2〕乙所示，其示数D = _________。 〔2〕在虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材后的符号。 〔3〕用物理量和所测得物理量的符号表示样品的内径d，并写出推导过程。 答案：〔1〕游标卡尺示数30.35 mm ；螺旋测微器示数3.205 ~ 3.208 mm。 〔2〕此题没有给定电压表，但电流表A1内阻，可以当作电压表使用，据此设计测量电路局部；另外，为了尽可能精确地测量，控制电路局部应采用分压式。设计电路图如以下图。 〔3〕设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，那么 I1 · r1 = 〔I2 – I1〕· R2 由电阻定律R2 = 由几何知识S =〔D2 – d2〕 联立以上各式解得d =。