2023学年高考物理二轮复习第一部分专题复习训练课时作业十三电学实验含解析.doc

课时作业十三　电学实验 填空题 1．(2023年年吉林省实验中学高三模拟)实验室中有一块量程较小的电流表G，其内阻约为1 000 Ω，满偏电流为100 μA，将它改装成量程为1 mA、10 mA双量程电流表．现有器材如下： A．滑动变阻器R1，最大阻值50 Ω B．滑动变阻器R2，最大阻值50 kΩ C．电阻箱，最大阻值9 999 Ω D．电池E1，电动势3.0 V E．电池E2，电动势4.5 V(所有电池内阻均不计) F．单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3及导线若干 图1 ] 图2 (1)采用图1所示电路测量电流表G的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为__________，选用的电池为________(填器材前的字母序号)；采用此种方法得到表头内阻的测量值________表头内阻的真实值(填“>”“＝”或“<”)． (2)如在步骤(1)中测得电流表G的内阻为900 Ω，将电流表G改装成双量程电流表．现有两种备选电路，如图2(a)和图2(b)．则图2________(填“a”或“b”)为合理电路，则在合理电路中R1＝________Ω，R2＝________Ω. 解析：(1)“半偏电流法”测定电流表G的内电阻Rg，本实验在要求R≫R′的条件下，使得电流表两端的电压很小，则要用大的滑动变阻器故选B；本实验要求滑动变阻器的分压尽量大于电流表的电压，则要选电动势大一点的电源，故选E；当S2接通时，R′有电流流过，R′和Rg并联，并联后的电阻减小，总电流增加，当电流表示数从满偏电流I1调到半偏电流时，R′中电流稍大于，则R′<Rg，则测量值小于真实值．(2)将电阻与电流表G并联而改装成大量程的电流表，并联的电阻越小，改装的电流表量程越大，故图(a)为合理电路； 当改装为1 mA档时：IgRg＝(I1－Ig)(R1＋R2)， 当改装为10 mA档时：Ig(Rg＋R2)＝(I2－Ig)R1. 联立代入数据，得：R1＝10 Ω，R2＝90 Ω. 答案：(1)B　E　<　(2)a　10 Ω　90 Ω 2．在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中： (1)用多用表测电流或电阻的过程中________． A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零 B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零 C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测 D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测 (2)测量时多用表指针指在如图3所示位置．若选择开关处于“10 V”挡，其读数为________V；若选择开关处于“×10”挡，其读数________(选填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω. 图3 解析：(1)多用电表测量电阻时，更换倍率后都必须重新进行欧姆调零，选项A正确；测量电流前需要进行机械调零，更换量程时不需要进行再次调零，选项B错误；在测量未知电阻时，要先用中等倍率的挡位试测，看指针偏角情况后再换用恰当倍率挡测量，故选项C错误；在测量未知电流时，必须选择电流最大量程进行试测，避免电表烧坏，故选项D正确．(2)若选择开关处于“10 V”挡，则电表的最小刻度为0.2 V，此时读数为5.4 V；若选择开关处于“×10”挡，根据表盘刻盘“左密右疏”可知，指针指示小于15，所以读数应该小于150 Ω，故小于200 Ω. 答案：(1)AD　(2)5.4　小于 3．某同学制作了一个简单的多用电表，图4甲为多用电表的内部电路图．已知选用的电流表的内阻Rg＝5 Ω、满偏电流Ig＝25 mA，当选择开关接3时为量程为0～100 V的电压表．该多用电表表盘如图4乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于该同学粗心，上排刻度线对应数据没有标出． 图4 (1)若指针指在图4乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________． (2)为了测该多用电表欧姆挡的内阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R1使电表指针满偏； ②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图4丙所示，则C处刻度应为________Ω. ③计算得到多用电表内电源的电动势为________V．(保留两位有效数字) (3)调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图4乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω.(保留两位有效数字) 解析：(1)选择开关接1时测电流，多用电表为量程是0～25 mA的电流表，其分度值为0.5 mA，示数为17.0 mA.选择开关接3时测电压，多用电表为量程是0～100 V的电压表，其分度值为2 V，其示数为68 V. (2)②由图丙所示的电阻箱可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω. ③指针指在C处时，电流表示数为12.5 mA＝1.25×10－2 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E＝I×2R＝1.25×10－2×2×150 V＝3.8 V. (3)根据第(1)问可知，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为17.0 mA，而表内电源的电动势为E＝3.8 V，表内总电阻等于中值电阻，为150 Ω，所以待测电阻的阻值约为R＝ Ω－150 Ω＝74 Ω. 答案：(1)17.0 mA　68 V　(2)②150　③3.8　(3)74 4．某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜，电阻率达不到要求……”． (1)欲测量某捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，取长度为100 m(真实长度)的电线，横截面积取1 mm2，可供选用的器材有： A．电源(电动势约为6 V，内阻不计)； B．待测长度为100 m的电线一捆； C．电压表V1(量程为0～3 V，内阻为6 kΩ)； D．电压表V2(量程为0～15 V，内阻为20 kΩ)； E．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.125 Ω)； F．电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.025 Ω)； H．定值电阻R1＝1 kΩ； G．定值电阻R2＝6 kΩ； K．滑动变阻器(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为3 A)． 为使实验尽可能准确，电表的示数均要达到满偏的以上，请你根据实验要求在图5甲中完成实物图的连线，注意闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏． 图5 (2)请你选择合适的器材，电压表为________，电流表为________，定值电阻为________．(填仪器前的序号) (3)某次测量得电压表示数为2.50 V，电流表读数如图5乙所示，为________A. (4)经分析计算，这捆电线电阻率是否达标________．(选填“是”或“否”) 解析：(1)该捆电线的电阻约为Rx＝ρ＝1.7 Ω，小于滑动变阻器的最大电阻，故滑动变阻器采用限流式接法；电路中的最大电流大于0.6 A，故电流表选量程较大的A2；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大端，电压表V1的量程太小，而电压表V2的量程又太大，示数达不到满偏量程的以上，故应把R2与V1串联起来，扩大V1的量程；电流表采用外接法．测量电路如图6所示． 图6 (2)由(1)中分析可知电压表选C，电流表选F，定值电阻选G. (3)电流表的读数I＝2.50 A. (4)被测电线的电阻R＝＝ Ω＝2.0 Ω，电阻率ρ＝＝Ω·m＝2.0×10－8 Ω·m>1.7×10－8 Ω·m，故该电线电阻率不达标． 答案：(1)图见解析　(2)C　F　G　(3)2.50　(4)否 5．实验小组要测定一个电池组的电动势E和内阻r，并测量保护电阻的阻值Rx.已知电池组的电动势约为6 V，电池内阻和待测电阻的阻值均约为几十欧，可选用的实验器材有： 电流表A1(量程0～30 mA) 电流表A2(量程0～100 mA) 电压表V1和电压表V2(量程均为0～6 V) 滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω) 滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω) 开关S一个，导线若干 图7 某同学设计的实验过程如下： ①实验电路图如图7甲所示，正确连接电路；将滑动变阻器R接入电路的阻值调到最大，闭合开关S； ②逐渐减小滑动变阻器R的阻值，测量并记录多组电压表和电流表的数据U1、U2、I. 根据上面信息，回答下列问题： (1)实验中电流表应选用__________，滑动变阻器应选用________． (2)如图7乙所示是根据步骤②的测量数据作出的U1－I图象，由图象可知，电源电动势E＝________ V，电源内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字) (3)用U1、U2、I表示待测保护电阻的阻值Rx＝______，考虑到电表内阻对测量结果的影响，实验中待测电阻的测量值与真实值相比__________(选填“偏小”“偏大”或“相等”)． 解析：(1)由题意可知，电动势约为6 V，而电池内阻和待测电阻的阻值均约为几十欧，电流表应该选取A2，由电路图可知，滑动变阻器采用限流式接法，应比Rx与内阻之和或差不多，故应选R2.(2)由图象可知，图线在纵轴上的截距表示电动势大小，可知E＝5.9 V，图线的斜率的绝对值表示内阻，故r＝||＝25 Ω.(3)由部分电路的欧姆定律得Rx＝，由于电压表的分流作用，电流表的示数小于实际通过待测电阻Rx的电流I1，Rx的真实值为Rx0＝，其中I<I1，故待测电阻的测量值大于真实值． 答案：(1)A2　R2　(2)5.9　25　(3)　偏大 6．(2016年高考·课标全国卷Ⅱ)某同学利用图8(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下： ①按电路原理图8(a)连接线路； ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图7(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值． 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)． (2)根据图8(a)所示电路将图8(b)中实物图连线． (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)． (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)． A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA 解析：(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1. (2)实物图连线如图9所示． 图9 (3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5 V，电阻箱阻值R＝630.0 Ω时，电压表的示数UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得＝， 故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω. (4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug， 故Ig＝＝ A≈1 mA，选项D正确． 答案：(1)R1　(2)图见解析　(3)2 520　(4)D - 8 -