2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 一、選擇題 1.以下說(shuō)法中,正確的是(  ) A.采用伏安法測(cè)電阻時(shí),只要儀器選得正確,可保證沒(méi)有系統(tǒng)誤差 B.用伏安法測(cè)電阻,不論是用電流表外接法,還是電流表內(nèi)接法,都存在系統(tǒng)誤差 C.用歐姆表測(cè)電阻,既準(zhǔn)確又方便 D.伏安法測(cè)電阻,存在系統(tǒng)誤差的原因是由于電流表的分壓 [答案] B [解析] 對(duì)A、B選項(xiàng),伏安法測(cè)電阻不可能沒(méi)有系統(tǒng)誤差,只能減小,故B選項(xiàng)正確,A選項(xiàng)錯(cuò)誤.對(duì)C選項(xiàng),歐姆表測(cè)電阻方便但由于刻度不均勻讀數(shù)誤差較大,電池用久了誤差更大.因而C選項(xiàng)錯(cuò)誤.對(duì)D選項(xiàng),不同的測(cè)量電路引起誤差的原因不同,故D選項(xiàng)

2、錯(cuò)誤. 2.如下圖所示,用伏安法測(cè)電阻,若電流表內(nèi)阻1Ω,電壓表內(nèi)阻5000Ω,Rx約為10Ω,則下圖中哪個(gè)測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確?測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏小(  ) A.甲電路,偏大      B.甲電路,偏小 C.乙電路,偏大 D.乙電路,偏小 [答案] B [解析] =500,=10,∴>,應(yīng)采用電流表外接法,由于電壓表分流,使IA>Ix,Rx的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。? 3.分別用圖(a)、(b)兩種電路測(cè)量同一未知電阻的阻值.圖(a)中兩表的示數(shù)分別為3V、4mA,圖(b)中兩表的示數(shù)分別為4V、3.9mA,則待測(cè)電阻Rx的真實(shí)值為(  ) A.略小于1kΩ

3、 B.略小于750Ω C.略大于1kΩ D.略大于750Ω [答案] D [解析] 先判斷采用的測(cè)量方法,由于在兩種不同的接法中電壓表的示數(shù)變化大,說(shuō)明測(cè)量的是小電阻,這樣電流表分壓較大,應(yīng)該采用(a)圖進(jìn)行測(cè)量比較準(zhǔn)確.(a)圖中測(cè)量值較真實(shí)值偏?。? 4.如右圖所示電路,用伏安法測(cè)量電阻的大?。娮鑂=320Ω時(shí),電流表的示數(shù)是15mA,電壓表的示數(shù)是4.5V.如果用這個(gè)電路測(cè)量未知電阻R′,電流表的示數(shù)是13mA,電壓表的示數(shù)是5.2V,則電阻R′的大小是 (  ) A.R>420Ω B.400Ω

4、 D.無(wú)法確定 [答案] A [解析] R=320Ω時(shí),兩端電壓U=4.5V,則通過(guò)R的電流IR==A=0.014A=14mA 通過(guò)電壓表的電流IV=I-IR=(15-14)mA=1mA 電壓表內(nèi)阻RV==Ω=4500Ω 當(dāng)電阻為R′時(shí),電壓U′=5.2V 通過(guò)電壓表的電流IV′==A=1.15mA 通過(guò)R′的電流IR′=I′-IV′=(13-1.15)mA=11.85mA 電阻R′==Ω=439Ω. 二、非選擇題 5.(xx·濰坊)某課題小組探究一阻值較小的半導(dǎo)體電阻R的導(dǎo)電特性.用電壓表和電流表以及滑動(dòng)變阻器、電源與之組成電路研究電阻R的伏安特性. ①在方框內(nèi)補(bǔ)充完成

5、實(shí)驗(yàn)電路圖. ②測(cè)得其電壓與電流的數(shù)據(jù)如下表所示: U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 I/A 0 0.03 0.06 0.10 0.17 0.26 0.38 0.70 在坐標(biāo)紙中畫(huà)出R的U-I圖線 ③若將電阻R接在電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為3Ω的電源上,電阻R的功率約為_(kāi)_______W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). [答案] ①如圖a?、谌鐖Db  ③0.18(0.17~0.19均正確) 6.(xx·萊蕪)某一阻值不變的純電阻元件(阻值Rx在50Ω~100Ω之間),額定功率為0.25W.要用伏安法

6、較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值,實(shí)驗(yàn)器材有: 電流表A1:量程為100mA,內(nèi)阻約為5Ω; 電流表A2:量程為1A,內(nèi)阻約為0.5Ω; 電壓表V1:量程為6V,內(nèi)阻約為10kΩ; 電壓表V2:量程為30V,內(nèi)阻約為50kΩ; 滑動(dòng)變阻器R:0~10Ω,2A; 電源(E=9V),開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干. (1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表為_(kāi)_______,電壓表為_(kāi)_______;(填入器材符號(hào)) (2)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖; (3)測(cè)出的電阻值與真實(shí)值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相等”). (4)若上述實(shí)驗(yàn)器材中未提供電壓表,但多加了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻箱,能否利用現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)

7、器材較為準(zhǔn)確的測(cè)量該電阻?請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. [答案] (1)A1 V1 (2)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖: (3)偏小 (4)①替換法?、诎肫? 7.(xx·福建四校聯(lián)考)有一個(gè)電阻Rx,其阻值大約在40Ω~50Ω之間,現(xiàn)要進(jìn)一步準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻,需測(cè)量多組數(shù)據(jù),手邊現(xiàn)有器材如下: 電

8、源E(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻為0.5Ω); 電壓表(0~3~15V,內(nèi)阻約為10kΩ); 電流表(0~0.6~3A,內(nèi)阻約為1Ω); 滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~10Ω,額定電流2A); 滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~1750Ω,額定電流0.3A); 開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干. (1)電壓表的量程應(yīng)選________,電流表的量程應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ________. (2)在虛線方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖. [答案] (1)0~15V 0~0.6A R1 (2) [解析] 滑動(dòng)變阻器R2連續(xù)性不好,應(yīng)選R1;由于Rx比R1大許多,為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器采用分壓式接

9、法;由Rx<,電流表應(yīng)采用外接法. 8.用伏安法測(cè)量一個(gè)阻值約為20Ω的未知電阻Rx的阻值,有下列器材: 電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)); 電流表A1(量程0~50mA,內(nèi)阻約12Ω); 電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻約0.12Ω); 電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ); 電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ); 滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,允許最大電流2.0A); 滑動(dòng)變阻器R2(0~1000Ω,允許最大電流0.5A); 定值電阻R(30Ω,允許最大電流1.0A); 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干. (1)在以上備選器材中,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用_

10、_______,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填寫(xiě)器材的字母代號(hào)); (2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖(要求所測(cè)量的值的變化范圍盡可能大一些,所用器材用對(duì)應(yīng)的符號(hào)標(biāo)出). (3)某次測(cè)量中,電壓表讀數(shù)為U時(shí),電流表讀數(shù)為I,則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=________. [答案] (1)A1 V1 R1  (2)電路圖如圖所示 (3)-R [解析] (1)電源電動(dòng)勢(shì)為3V,選用電壓表V2,量程太大,故應(yīng)選表V1.電流表A2的量程太大,應(yīng)選A1.若直接用V1測(cè)量Rx兩端的電壓U

11、差,Rx應(yīng)與定值電阻R串聯(lián).滑動(dòng)變阻器接成分壓式,選擇R1控制電路較方便. (2)因(R+Rx)<,電流表應(yīng)接成外接進(jìn)行測(cè)量. (3)用伏安法測(cè)得數(shù)據(jù)U、I,有=R+Rx,故Rx=-R. 9.(xx·廈門(mén))某一電壓表的刻度線清晰,但刻度上的數(shù)字模糊不清了.某同學(xué)為了測(cè)定該電壓表的量程和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖.已知電路中其他儀器的主要參數(shù)如下: 電流表:A1(量程2mA,內(nèi)阻約20Ω);A2(量程3mA,內(nèi)阻約10Ω); 滑動(dòng)變阻器:R(阻值范圍0~50Ω); 電源:E(電動(dòng)勢(shì)為4.0V,內(nèi)阻約為0.2Ω); 電阻:R0(2.0×103Ω) (1)該同學(xué)接通電路后,調(diào)節(jié)滑

12、動(dòng)變阻器,他發(fā)現(xiàn),當(dāng)電壓表指針指在三分之二滿偏刻度時(shí),電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1=1.0mA、I2=1.5mA.若將兩個(gè)電流表視為理想電表,不計(jì)其內(nèi)阻影響,則該電壓表的量程為_(kāi)_______,該電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______. (2)由于電流表A1有內(nèi)阻,該同學(xué)測(cè)出的電壓表量程的測(cè)量值比真實(shí)值________,內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值________(選填“偏大”、“偏小”或“相等”). (3)若某同學(xué)依據(jù)圖甲的電路圖連接成圖乙的實(shí)物圖,并將滑片P置于滑動(dòng)變阻器的最左端.由于實(shí)物連接電路有一處錯(cuò)誤,該同學(xué)接通電路后,最可能造成損壞的儀器是________.請(qǐng)?jiān)谝覉D上改正電路連接的錯(cuò)誤.

13、 [答案] (1)3.0V 4.0×103Ω (2)偏小 偏小 (3)電壓表 如圖 [解析] (1)若電流表為理想電表,R0兩端的電壓為U0=I1R0=2V,因?yàn)橹羔樦冈谌种M偏刻度,所以電壓表的量程為3.0V,電壓表的內(nèi)阻為RV==4.0×103Ω. (2)由于電流表有內(nèi)阻,電壓表兩端的電壓測(cè)量值比實(shí)際值要小,所以電壓表量程的測(cè)量值比真實(shí)值偏小.根據(jù)(1)中的內(nèi)阻計(jì)算可知,內(nèi)阻測(cè)量值也偏小. (3)電路圖中滑動(dòng)變阻器是分壓式接法,而實(shí)物圖中滑動(dòng)變阻器采用的是限流式接法,少接了一根導(dǎo)線.由于R0阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電路中其他部分的電阻,因此電壓表測(cè)量電壓接近4V,大于電壓表的量程

14、,所以電壓表最可能造成損壞. 10.實(shí)驗(yàn)室有如下器材: 電流表A1(滿偏電流約500μA,有刻度無(wú)刻度值,內(nèi)阻rg約500Ω); 電流表A2(量程0~300μA,內(nèi)阻rA2=1000Ω); 電流表A3(量程0~1mA,內(nèi)阻rA3=100Ω); 定值電阻R0(阻值1kΩ); 滑動(dòng)變阻器R(0~5Ω,額定電流2A); 電池(電動(dòng)勢(shì)2V,內(nèi)阻不計(jì)); 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干. 要求較精確地測(cè)出A1表的內(nèi)阻和滿偏電流. (1)在方框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電路; (2)應(yīng)讀取的物理量是________; (3)用這些量表示的A1表的滿偏電流Ig=__________,A1表的內(nèi)阻rg=_____

15、___. [答案] (1)電路如圖所示 (2)A1表滿偏時(shí)A2表的讀數(shù)I2、A3表的讀數(shù)I3 (3)I3-I2  [解析] (1)要測(cè)量A1表的內(nèi)阻,需測(cè)出通過(guò)A1表的電流和它兩端的電壓U1.A1表沒(méi)有刻度值,所以不能直接讀出滿偏電流,要通過(guò)A2、A3才能間接測(cè)得.U1m=Igrg≈(5×10-4×500)V=0.25V,因A2、A3表的內(nèi)阻是確定值,故可以把它們當(dāng)做電壓表.A3表的電壓量程U3=Ig3·rA3=0.1VU1m,所以應(yīng)選擇A2與A1并聯(lián),這樣A2表兩端的電壓就是U1.若A3直接與A1、A2串聯(lián)接在滑動(dòng)變阻器的

16、分壓端,電壓小于(U1m+U3)=0.35V,滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)不方便,所以可再串聯(lián)一個(gè)定值電阻R0. (2)見(jiàn)答案. (3)當(dāng)A1表滿偏時(shí),讀出A2、A3表的讀數(shù)I2、I3,有Ig=I3-I2.A1表的內(nèi)阻rg==. 11.(xx·???測(cè)量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻,器材如下: A.待測(cè)電壓表 (量程3V,內(nèi)阻約3kΩ) B.電流表 (量程0.6A,內(nèi)阻0.01Ω) C.定值電阻R (阻值2kΩ,額定電流0.5A) D.電源E (電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻不計(jì)) E.開(kāi)關(guān)兩只,S1、S2,導(dǎo)線若干 (1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路,在實(shí)驗(yàn)操作時(shí),發(fā)現(xiàn)不可行,你認(rèn)為主要問(wèn)題是___

17、____________________________________________________________________. (2)請(qǐng)從上述所給器材中選用所需器材,幫助該同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)能盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差的測(cè)量電路,并在虛線框內(nèi)畫(huà)出原理圖,要求標(biāo)明給定器材的符號(hào),用需要測(cè)量的物理量和電路中器材已給的物理量,寫(xiě)出電壓表內(nèi)阻的計(jì)算式RV=________.并從圖乙所給的器材中選出你所需要的器材,連接成實(shí)驗(yàn)電路圖. [答案] (1) 不可行理由:電流表量程太大,而電路中電流太小,電流表沒(méi)有明顯讀數(shù). (2)電路圖 連線 RV=R0或RV=R0 [解析] 本題考查測(cè)量電

18、表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn).(1)因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻較大,所以電路中電流較小,電流表的量程又比較大,所以電流表沒(méi)有明顯讀數(shù),因而不可行. (2)按照答案所示的電路圖.閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,電壓表讀數(shù)為U1,閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)S2,電流表讀數(shù)為U2,根據(jù)=,解得RV=.本題較難. 12.(xx·黑龍江齊齊哈爾高三質(zhì)檢)有一只電流表的滿偏電流為500μA,內(nèi)阻約為100Ω.若要用下圖甲所示的電路測(cè)量它的精確內(nèi)阻,有下列器材供選用 圖甲 圖乙 A.電動(dòng)勢(shì)為1.5V的電池 B.電動(dòng)勢(shì)為6V的電池 C.0~99.9Ω的電阻箱 D.0~999Ω的電阻箱 E.0~3kΩ的滑動(dòng)變阻器 F.0~15kΩ

19、的滑動(dòng)變阻器 還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等 ①實(shí)驗(yàn)中與表頭并聯(lián)的電阻R2應(yīng)選________,干路上的電阻R1應(yīng)選________,電源應(yīng)選________(填器材代號(hào)). ②實(shí)驗(yàn)測(cè)得的Rg值偏________(填“大”或“小”). ③按圖甲所示的電路在圖乙中畫(huà)出連接導(dǎo)線. [答案]?、貲 F B  ②小  ③如解析圖所示 [解析] 由于電流表的內(nèi)阻可能比100Ω略大,用半偏法測(cè)電阻,R2選大于100Ω的電阻箱,選D;由R1+Rg+r=E/Ig,為了減小本實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)使R1大些,配合計(jì)算可知R1選F,電源選B能滿足要求.由本實(shí)驗(yàn)的原理可知,先斷S2調(diào)G滿偏,再合S2調(diào)G半偏,由于合上S2后干路總電流稍減小,調(diào)半偏后通過(guò)R2的電流比通過(guò)G的電流小,將R2作為G的測(cè)量值,所以測(cè)量值小于G真實(shí)值.按電路圖連線如圖所示.

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