高考物理专题练习---实验题突破策略与技巧(4)

2019-04-08 20:43

选,误差太大;由电源电动势E=6 V,被测阻值约120 Ω可知:通过Rx的最大电流约为I==50 mA;此题要用伏安法测电阻,测量中表的指针要有较大角度偏转误差才会较小,同时知A1的量程和内电阻,可将定值电阻R0与A1串联改装成一电压表测Rx两端的电压;滑动变阻器的最大阻值R=10 Ω比被测电阻Rx小得多,则采取分压式接法,则电路图如图所示:

ERx

由电路图可知,Rx两端电压Ux=I1(R0+r1) Rx中的电流Ix=I2-I1 则Rx==

UxI1

(R0+r1).

IxI2-I1

I1I2-I1

(R0+r1)

答案:(1)①换用×10倍率的挡位 ③120 (2)电路图见解析

电学实验题巧练(二)

1.(2015·贵州七校联考)测量一个长约5 cm、电阻R1约为30 Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:

游标卡尺(20分度); 螺旋测微器;

直流电源E(电动势为18 V,内阻可忽略不计); 标准电流表A1(量程1.5 A,内阻r1=6 Ω); 电流表A2(量程2 A,内阻r2约为5 Ω); 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω); 开关S,导线若干.

(1)用游标卡尺测得导电材料的长度如图甲所示,读数L=________cm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数D=________mm.

(2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图,要求获得较多的实验数据.

(3)若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则由已知量和测量量计算电阻率的表达式ρ=____________.

解析:(1)游标卡尺主尺读数为50 mm,20分度游标卡尺精确度为0.05 mm,第5条刻度线与主尺刻度线对齐,故游标尺读数为5×0.05 mm=0.25 mm,所以该材料的长度为50 mm+0.25 mm=50.25 mm=5.025 cm;螺旋测微器固定刻度部分读数为2.0 mm,可动刻度部分读数为15.0×0.01 mm=0.150 mm,因此该材料直径为2.0 mm+0.150 mm=2.150 mm.(2)

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标准电流表量程为1.5 A,内阻为6 Ω,可当电压表使用,将其与待测材料并联,再与电流表A2串联,由于提供的滑动变阻器总电阻小于待测材料电阻,故需要将滑动变阻器接成分压式电路,电路图见答案.(3)通过并联电路特点,可知通过电阻R1的电流为I2-I1,其两

2

I1r1LπD端电压U=I1r1,所以待测材料的电阻为R1=,由电阻定律R1=ρ,S=,解得:I2-I1S4

πDI1r1

电阻率ρ=. 4L(I2-I1)

答案:(1)5.025 2.150 (2)如图所示

2

πDI1r1

(3) 4L(I2-I1)

2.(2015·高考全国卷Ⅱ)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:

待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干.

(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.

2

(2)根据设计的电路,写出实验步骤:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析:(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻,故控制电路采用分压式接法,电路图见答案.

(2)(3)见答案.

答案:(1)实验电路图如图所示

-17-

(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路电压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻

(3)> 断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV(其他合理说法同样正确)

3.(2015·湖南十三校二联)某同学利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻.实验中电表内阻对实验结果影响很小,均可以忽略不计.闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙的U-I图象中的图线a、b所示.

(1)用笔画线代表导线,将图丙实物图中各元件按图甲连接成实验电路.

(2)通过分析可知,其中图乙中图线________(填“a”或“b”)表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系.

(3)根据U-I图象中坐标轴所标出的数据,可求出电源的电动势E=________,内阻r=________.(用图中给出的坐标值表示)

解析:(1)如图所示.

(2)由题图甲知电压表V1测路端电压,则其U-I图线应为图线a. (3)结合题给条件,由闭合电路欧姆定律可得:

-18-

E=U1+I1r E=U2+I2r

U1I2-U2I1

解得E=

I2-I1U1-U2r=. I2-I1

答案:(1)图见解析 (2)a (3)

U1I2-U2I1U1-U2

I2-I1I2-I1

4.(2015·高考海南卷)某同学利用图甲所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随

时间的变化.实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干.

(1)按图甲所示的电路原理图将图乙中实物图连线.

(2)先闭合开关S2,再断开开关S2;闭合开关S1,同时按下秒表开始计时.若某时刻电压表的示数如图丙所示,电压表的读数为________V(保留2位小数).

(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表所示.在坐标纸上绘出 U-t图线.已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是________s. 时间t/s 电压U/V 10.0 2.14 20.0 3.45 30.0 4.23 40.0 4.51 50.0 5.00 60.0 5.18

(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是____________________________.

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解析:(2)电压表的量程为6 V,分度值为0.1 V,所以读数为 3.60 V.

(3)将表中各数据在坐标纸上描点连线如答图所示,由图可知除t=40.0 s的数据外其他各点基本在同一平滑曲线上,故误差较大的数据点只能是t=40.0 s对应的点.

(4)电路中C、R2和S2构成的回路,先闭合开关S2,再断开开关S2,目的是实验前使电容器上下极板所带电荷充分中和,不影响实验.

答案:(1)如图所示

(2)3.60 (3)图线如图所示 40.0 (4)放电

5.(2015·河北保定4月模拟)某同学尝试把一个灵敏电流计改装成温度表,他所选用的器材有:

灵敏电流计(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt=a+kt,a>0,k>0).设计电路图如图所示,并按如下步骤进行操作:

(1)按电路图连接好实验器材.

(2)将滑动变阻器滑片P滑到________端(填“a”或“b”),单刀双掷开关S掷于________端(填“c”或“d”),调节滑片P使电流计________,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路.

(3)向容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5 ℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I,然后断开开关.请根据温度

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