【金版教程】（全国通用）2022高考物理二轮复习 新题重组练专题五　物理实验13b

【金版教程】（全国通用）2022高考物理二轮复习新题重组练专题五　物理实验13bZ专题检测•素能提升1.[2022·课标全国卷Ⅱ]在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表的内阻约为2kΩ，电流表的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。[解析]　＝20，＝10，因此Rx属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即Rx1更接近真实值；因Rx1＝＝Rx＋RA，故Rx1＞Rx，Rx2＝＝R并(即Rx与RV的并联值)，故Rx2＜Rx。[答案]　Rx1　大于　小于2．[2022·太原模拟]某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。现有的实验器材为：A．待测干电池(电动势约为1.5V)B．电压表(量程3V)C．电压表(量程15V)D．电流表(量程0.6A)E．电流表(量程3A)F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)G．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω)H．开关、导线若干14\n图1　图2(1)实验中，电压表应选用__________，电流表应选用__________，滑动变阻器应选用__________。(选填器材前的字母)(2)在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整。图314\n(3)如图3所示，他们根据实验数据绘制出UI图象，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数。由此可以得出，干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。(结果保留两位有效数字)(4)该实验小组还制作了一个水果电池。他们先将一电压表(量程3V、内阻2000Ω)与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表(内阻约为100MΩ)与水果电池的两极相连，读数为0.91V。由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r＝________Ω。[解析]　以测电池的电动势、内阻实验为背景，考查仪器的选择、电路的连接、数据处理等实验能力。(1)电源电压约为1.5V，本着准确的原则，电压表选量程3V的B，电流表选量程为0.6A的D，本着方便的原则滑动变阻器选F。(2)实物连接要忠实于电路图，按一定顺序连接，如下图所示。(3)由电路中电势的降落得E＝U＋Ir⇒U＝E－Ir，可见U－I图象中，纵轴截距代表电源电动势E＝1.4V，直线的斜率代表电源的内阻r＝＝Ω≈0.91Ω。(4)由全电路欧姆定律有0.70V＝E－·r，用内阻为100MΩ的数字电压表测电源电压为0.91V，因数字电压表内阻太大，可认为E＝0.91V，代入上式解得r＝600Ω。[答案]　(1)B　D　F(2)答案见解析图(3)1.4　0.91(4)6.0×10214\n3．[2022·皖南八校联考]一电压表的量程标定不准确，某同学利用图甲所示电路测量该电压表的实际量程Um。所用器材有：量程标定为3V的不准确的电压表V1，内阻r1＝3kΩ；量程标定为15.0V的标准电压表V2；标准电阻R0，阻值为9kΩ；滑动变阻器R，总电阻为20.0Ω；电源E，电动势为18.0V，内阻可忽略；开关S；导线若干。回答下列问题：(1)按电路图甲连接实物图乙。(2)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端P应滑至________端。(填“a”或“b”)(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器，使电压表V1满偏；若此时电压表V2的示数为U2，则V1的量程为________。(4)若测量时电压表V1未调到满偏，两电压表的示数如图丙，从图丙中读出V1的示数U1＝________，V2的示数U2＝________；由读出的数据计算Um＝________。(计算结果保留三位有效数字)[解析]　实物连线如图所示；在闭合开关前，应使分压部分电压为零，即滑片应置于a端。闭合开关后，并联部分电压相等，则电压表V1的量程为U2/4。题图丙中两电压表读数为U1＝2.50V和U2＝12.0V；电压表的量程为Um，则有＝，解得Um＝3.60V。14\n[答案]　(1)如解析图所示　(2)a　(3)U2/4(4)2.50V　12.0V　3.60V4．实验室有一个破损的多量程动圈式直流电流表，有1mA、10mA两挡，由一个单刀双掷开关S转换，其内部电路如图所示，A、B为电流表的两接线柱。若电流表的表头G已烧坏，但两个精密分流电阻完好，且测得R1＝162Ω。(1)已知烧坏前表头G的内阻rg＝180Ω，则表头G的实际满偏电流Ig＝________mA，精密分流电阻R2＝________Ω。(2)现有以下备选器材用于修复：A．灵敏电流表G1，内阻为660Ω，满偏电流为0.2mAB．灵敏电流表G2，内阻为130Ω，满偏电流为0.5mAC．定值电阻r1，阻值为50ΩD．定值电阻r2，阻值为100Ω现保留两个精密电阻不动，根据表头参数，用于修复的器材有________和________。(只填器材序号)在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图。14\n[解析]　由串、并联电路的分压、分流特点易得Ig＝0.5mA，R2＝18Ω。灵敏电流表G2内阻为130Ω，满偏电流为0.5mA，与损坏表头满偏电流相同，内阻偏小，修复时只需将灵敏电流表G2与定值电阻r1＝50Ω串联即可，故修复的器材选B和C，电路原理图如下。[答案]　(1)0.5mA　18Ω　(2)B　C　图见解析5．[2022·陕西质检]在“测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学的实物电路连接如图1所示。(1)在方框中画出与图1对应的电路图。(2)图2的－R坐标系中已经标出了该同学所测的实验数据，请作出这些数据点的拟合直线，并读得该直线的纵轴截距为________A－1，求得其斜率为________V－1。14\n(3)求得电源的电动势是________V，内阻是________Ω(结果保留两位有效数字)。[解析]　本题考查“测定电池的电动势和内阻”的实验，意在考查考生的实验操作能力和数据处理能力。(1)根据实物图，画电路图时应注意各用电器的符号，各用电器的连接次序，电表的正、负接柱等。(2)将各数据点用直线拟合后，由数学方法计算出斜率k＝0.67V－1,纵轴截距b＝0.9A－1。(3)由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)，可得＝＋，因此图象斜率为电动势的倒数，纵轴截距为短路电流，所以电源电动势E＝1.5V，r＝1.4Ω。[答案]　(1)电路图如图甲(2)图象如图乙　0.9　0.6714\n(3)1.5　1.46．[2022·淄博模拟]在一次实验技能比赛中，一同学设计了如图1甲所示电路来测电源的电动势和内阻。该同学选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图)，其中R0是保护电阻。(1)该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是________(请用接线柱处的字母去表达)。(2)该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U－I图线如图2所示。根据图线求出电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。14\n(3)若保护电阻R0的阻值未知，该电源的电动势E、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值。该条线是________，需改接为________。改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U、电流表示数为I，电源的电动势用E表示，内电阻用r表示，则R0＝________Ω。[解析]　(1)电流表有示数，说明电源与电流表构成的闭合回路中各段导线均完好，电压表无示数，只能是jd部分断路造成的。(2)由U－I图线可以读出：E＝1.48V，r＝＝Ω＝0.50Ω。(3)要测出R0的阻值，只需将jd线改接为je或jf即可，由闭合电路欧姆定律可得：E＝U＋I(r＋R0)，故R0＝－r。[答案]　(1)jd部分断路　(2)1.48　0.50　(3)jd　je(或jf)　－r7．[2022·山东高考]实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。14\n可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0＝3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V。14\n(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)。[解析]　(1)因控制电路是限流式接法，而测量电路总电阻在3.0Ω以上，为使测量电路有较大的调节范围，滑动变阻器应选用总阻值较大的R2。为了保证开关闭合时电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，即开关闭合前滑片应置于a端。(2)如图所示。(3)由图乙知该电压表的分度值为0.1V，故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30V。(4)测量电路的总电阻R0＋Rx＝＝4.60Ω，故Rx＝1.60Ω。由Rx＝ρ可得L＝，代入数据可得L≈94m。[答案]　(1)R2　a(2)图见解析(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)8．[2022·揭阳模拟]为测量某一玩具电动机中导线圈的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下：(1)用螺旋测微器测得导线圈同种规格导线直径d，如图甲所示，则d＝________mm；(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx，选择“×1Ω”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图乙所示(此过程电动机不转动)，则Rx＝________Ω。14\n(3)为提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx：电流表A1(0～3A、内阻约5Ω)；电流表A2(0～30mA、内阻约10Ω)；滑动变阻器R1(1kΩ)；滑动变阻器R2(50Ω)；定值电阻R0＝60Ω；电源(4V、内阻约1Ω)及开关等，导线若干。14\n①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图2所示的电路图，应选择的电流表是________，滑动变阻器是________；(填写符号)②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压2.5V”挡作为电压表使用，请依据图2将图3甲实验电路中的仪器连接欠缺的两处补完整；③图3乙是该实验小组测得的数值描绘出的图象，其斜率值表示的是________(填选项)。A.导线圈的电阻B.导线圈的电阻与R0阻值之和C.R0阻值[解析]　(1)d＝0.01mm×15.3＝0.153mm(2)Rx＝25Ω。(3)①为了使电动机不转动，流过电动机的电流应较小，故电流表选A2，因电路采用滑动变阻器分压接法，故应选阻值较小的R2。②电路连接如图所示。14\n③因＝R0＋RM，故题图所示U－I图线的斜率值表示导线圈的电阻与R0阻值之和，B正确。[答案]　(1)0.153(2)25(3)①A2R2②图见解析③B14