2015届高考物理二轮复习专题测试： 电学实验
1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)利用如图甲所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。 实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R; ③以错误！未找到引用源。为纵坐标,R为横坐标,作?R图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。 回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则错误！未找到引用源。与R的关系式为 。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R =3.0Ω时电流表的示数如图乙所示,读出数据,完成下表。
答:① ,② 。
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R/Ω I/A I-1/A-1 1.0 0.143 6.99 2.0 0.125 8.00 3.0 ① ② 4.0 0.100 10.0 5.0 0.091 11.0 6.0 0.084 11.9 7.0 0.077 13.0
(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率
k= A-1Ω-1,截距b= A-1。
(4)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。 【解题指南】本题要首先利用闭合电路欧姆定律得出I与R的函数关系,然后变形成y=kx+b这样的一次函数。
【解析】本题考查了测量电源电动势和内电阻。(1)电流表电阻是R1的2倍,所以干路电流为3I,根据闭合电路欧姆定律
E?3I(r?R0?R)?IRA代入数据,化简得
133r?15?R?。 IEE(2)电流表每小格表示2 mA,因此电流表读数是0.110 A,倒数是9.09 A-1。
(3)根据坐标纸上给出的点,画出一条直线,得出斜率k=1.0A-1Ω-1,截距b=6.0A-1。
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33r?153bE?5?1.0?。 ,因此E??3.0V,截距b?,r?k3EE133r?15答案:(1) ?R? (2)0.110 9.09 (3)1.0(或在0.96～
IEE(4)斜率k?1.04之间) 6.0(或在5.9～6.1之间) (4)3.0(或在2.7～3.3之间) 1.0(或在0.6～1.4之间)
2.(2014·北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图1中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干以及以下器材: A.电压表(0～15 V) B.电压表 (0～3 V) C.滑动变阻器(0～50Ω) D.滑动变阻器(0～500Ω)
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实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。
序号 电压U/V 电流I/A 1 1.45 0.060 2 1.40 0.120 3 1.30 0.240 4 1.25 0.260 5 1.20 0.360 6 1.10 0.480
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内电阻r=
Ω。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的是 。
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【解析】(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,所以选甲图电路。
(2)依据安全、精确、方便的原则:电源电压为一节干电池,大约为1.5 V,所以电压表应选B;滑动变阻器串联在电路中,其阻值应选与待测电阻阻值(大约几欧)相当的,应该选C。
(3)先描点,再作图,第四个点误差较大,应该舍去,如图所示。
(4)U轴的截距为电动势,为1.50V,直线的斜率为内阻r=未找到引用源。0.83Ω。
(5)随着U的增大,外电阻是不断增大的,当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时,电源的输出功率最大;当U与E相等时,则意味着外电阻为
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?U=错误！?I1.5?1.0Ω≈ 0.6