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2014届高考物理第二轮复习升级训练篇:12 电学实验


专题升级训练十二

电学实验

(时间:60 分钟 满分:100 分) 1. (15 分) (2011·深圳二模,34(2) )①用伏特表、安培表测定电池电动势和内阻实 验,采用的是下列________电路图。

②某同学将测得的数值逐一描绘在坐标纸上,再根据这些点分别画出了图线 a 与 b,你 认为比较合理的是图线__

______(填“a”或“b”) 。

③根据该图线得到电源电动势的大小是________V;内阻是________Ω (结果保留两位 小数) 。 2. (15 分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ρ 。步骤如下: ①用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如左下图,由图可知其长度为________mm。

[来源:Z_xx_k.Com] ②用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为________mm。 ③用多用电表的电阻“×10”挡, 按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻, 表盘的示数如 图,则该电阻的阻值约为________Ω 。

④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R,现有的器材及其代号和规格如下: 待测圆柱体电阻 R 电流表 A1(量程 0~4 mA,内阻约 50 Ω ) 电流表 A2(量程 0~10 mA,内阻约 30 Ω )[来源:学。科。网 Z。X。X。K] 电压表 V1(量程 0~3 V,内阻约 10 kΩ )[来源:学科网 ZXXK] 电压表 V2(量程 0~15 V,内阻约 25 kΩ ) 直流电源 E(电动势 4 V,内阻不计) 滑动变阻器 R1(阻值范围 0~15 Ω ,允许通过的最大电流 2.0 A) 滑动变阻器 R2(阻值范围 0~2 kΩ ,允许通过的最大电流 0.5 A) 开关 S、导线若干 为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并 标明所用器材的代号。

⑤若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的 R 测量值几乎相等, 由此可估算此圆柱体 材料的电阻率约为 ρ =________Ω ·m。 (保留 2 位有效数字) 3. (20 分)甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势 E 及电阻 R1 和 R2 的阻值。实验 器材有:待测电源 E(不计内阻) ,待测电阻 R1,待测电阻 R2,电压表 V(量程为 1.5 V,内 阻很大) ,电阻箱 R(0~99.99 Ω ) ,单刀单掷开关 S1,单刀双掷开关 S2,导线若干。

①先测电阻 R1 的阻值。请将甲同学的操作补充完整:闭合 S1,将 S2 切换到 a,调节电阻 箱,读出其示数 r 和对应的电压表示数 U1,保持电阻箱示数不变,__________,读出电压表 的示数 U2。则电阻 R1 的表达式为 R1=__________。 ②甲同学已经测得电阻 R1=4.8 Ω ,继续测电源电动势 E 和电阻 R2 的阻值。该同学的做 法是:闭合 S1,将 S2 切换到 a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示 数 U,由测得的数据,绘出了如图所示的

1 1 ? 图线,则电源电动势 E=__________V,电阻 U R

R2=__________Ω 。

[来源:学科网] ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻 R1,乙同学测电源电动势 E 和电阻 R2 的阻值的 做法是:闭合 S1,将 S2 切换到 b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表 示数 U,由测得的数据,绘出了相应的

1 1 图线,根据图线得到电源电动势 E 和电 ? U R ? R1

阻 R2。 这种做法与甲同学的做法比较, 由于电压表测得的数据范围__________ (选填 “较大” “较小”或“相同” ) ,所以__________同学的做法更恰当些。 4. (25 分) (2011·天津理综,9(4) )某同学测量阻值约为 25 kΩ 的电阻 Rx,现备有 下列器材:[来源:学科网 ZXXK] A.电流表(量程 100 μ A,内阻约为 2 kΩ ) ; B.电流表(量程 500 μ A,内阻约为 300 Ω ) ; C.电压表(量程 15 V,内阻约为 100 kΩ ) ; D.电流表(量程 50 V,内阻约为 500 kΩ ) ; E.直流电源(20 V,允许最大电流 1 A) ; F.滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ ,额定功率 1 W) ; G.电键和导线若干。 电流表应选________,电压表应选________。 (填字母代号) 该同学正确选择仪器后连接了以下电路, 为保证实验顺利进行, 并使测量误差尽量减小, 实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:

①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。 [来源:学#科#网 Z#X#X#K] 5. (25 分) (1)如图甲是由某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的图象,若用 该电阻与电池(电动势 E=1.5 V,内阻不计) 、电流表(量程为 5 mA、内阻不计) 、电阻箱 R′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为 相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

① 电 流 刻 度 较 大 处 对 应 的 温 度 刻 度 ________ ( 选 填 “ 较 大 ” 或 “ 较 小 ” ) 。[来 源:Z&xx&k.Com] ②若电阻箱阻值 R′=150 Ω ,当电流为 5 mA 时对应的温度数值为________ ℃。 (2) 某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系, 得到了如下表所示的一组数据, 并描绘出其 I-U 图线如图(a)所示。 5.4[ 7.2[ 来 来 源:Z U/V 0 0.9 2.4 3.6 源:Z 10.2 14.4 ,xx, xxk. k.Co Com] m] I/mA 0 45 120 170 210 230 250 265

(a)

(b) ①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而________ (选填“增大”或“减小”) 。 [来源:学科网 ZXXK] ②实验还用到了下列器材:直流电源、 滑动变阻器、 电压表、电流表、 开关及导线若干。 请在图(b)中以笔画线代替导线,按实验要求将实物图补充完整。

参考答案 1.答案:①D ②a ③1.43~1.46 0.91(0.86~0.98 都算对) 解析:②由于电源的 U-I 线是倾斜的直线,作图时,将实验点拟合到一条直线上。③ 将图线的两点坐标 (0,1.46) 和 (0.425,1.05) 代入 U=E-Ir 解得: E=1.46 V, r=0.96 Ω 。 -2 2.答案:①50.15 ②4.700 ③220 ④如图所示 ⑤7.6×10

解析:④电源电动势为 4 V,所以电压表选用 V1,通过待测电阻的电流最大值约为 I=
2

U R



R 3 A≈10 mA,所以电流表选用 A2;若电流表采用外接法误差 x 约为 4.8 Ω ,若电流表 220 R
V

采用内接法误差为 30 Ω ,所以电流表采用外接法;为测得多组数据应该采用分压接法,变 阻器若采用 R2,不便于调节,采用 R1,电路图如答案图所示。 1 2 -6 220× ×3.14×4.7 ×10 4 RS -2 ⑤ρ = = Ω ·m=7.6×10 Ω ·m。 -3 L 50.15×10 U2-U1 3.答案:①将 S2 切换到 b r ②1.43 1.2 ③较小 甲

U1

解析:①由第一步的操作及后面测得 U2 知省缺操作应为“将 S2 切换到 b”;因电压表 内阻“很大”(意即“无穷大”) ,不必考虑它对电路的影响,所以 S2 切换后流过 R1 的电流 U1 U2-U1 U2-U1 不变,由 I= 及 R1= 得 R1= r。

r

I

U1

U 1 1 R1+R2 1 ②由欧姆定律得 E=I(R1+R2)+U,I= ,解得 = + · 。 R U E E R
1 R1+R2 2.8-0.7 由图知 =0.7; = =4.2,代入 R1 后解得 E E 0.5 10 所以 E= V=1.43 V;R2=1.2 Ω 。 7 1 1 R2 1 1 1 ③“S2 切换到 b”时有 = + · ,只要绘出 - 图线同样可求出 E、R2,由于 U E E R1+R U R1+R R1 的分压作用,致使电压表的读数范围缩小,不利于得到多组数据,也就影响了图线的准确 性,使误差增大。 4.答案:B C ①电流表应采用内接的方法 ②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 20 解析:流过待测电阻的最大电流约为 Im= A=800 μ A,因此选电流表 B。待测电 25 000 阻两端的最大电压约为 20 V,选电压表 C。由于待测电阻的阻值远大于电流表的内阻,因此 电流表应采用内接方法; 滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值, 因此滑动变阻器应采用 分压器方式的接法。 5.答案: (1)①较小 ②50 (2)①增大 ②如解析图所示 解析:①电流越大,电阻越小,温度越低。②I= (2)①增大 ②如图所示

E ,R=150 Ω 对应温度为 50 ℃ R+R′


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