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    高考物理二轮复习专题分层突破练18电学实验(含解析)

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    这是一份高考物理二轮复习专题分层突破练18电学实验(含解析),共13页。试卷主要包含了将一个量程在1,9 Ω),2 V;,12 A=120 mA,等内容,欢迎下载使用。

    专题分层突破练18 电学实验

                       

    1.(2020北京高三一模)同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,如图甲所示。电路中用到的器材均完好无损。

    (1)检查电路时,他们发现在开关闭合前电压表示数不为零,这是由于导线   (填写表示导线的字母)连接错误造成的。改正错误连接后再次闭合开关,他们发现电压表有示数,但改变电阻箱连入电路的阻值时,电压表示数保持不变,原因可能是(写出一条即可)                         

    (2)排除故障后,他顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的图线,其中U为电压表示数,R为电阻箱连入电路的阻值。由图知:电池组的电动势E=    ,内阻r=      

    2.(2020浙江高三月考)小明与小红想确定图中滑动变阻器(铭牌丢失)的金属丝的材料,于是进行了如下实验:

    (1)先用游标卡尺测量了陶瓷桶上未绕金属丝部分的直径d=21.00 mm;后用游标卡尺测量了陶瓷桶上绕有金属丝(金属丝直接紧密地绕在陶瓷桶上)部分的直径D=22.20 mm;再用刻度尺测得滑动变阻器滑线部分的长度L=10.50 cm(假设上述测量值均看作多次测量的平均值)

    (2)小明用欧姆表测得该滑动变阻器全部金属丝的电阻为25 Ω;小红则向实验室借来以下器材测量该金属丝的电阻:

    A.直流电源3 V(内阻不计)

    B.直流电流表0~100 mA(内阻约为5 Ω)

    C.直流电流表0~600 mA(内阻约为1 Ω)

    D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ)

    E.滑动变阻器0~10 Ω(允许的最大电流为2 A)

    F.导线和开关

    则实验中电流表应选用    (填字母) 

    (3)请帮小红设计一个最佳实验电路,并将电路图画在下面方框中(待测滑动变阻器就用普通电阻符号表示)

                

     

     

     

    (4)若该滑动变阻器全部金属丝的电阻用R表示,则金属丝电阻率的表达式ρ=     (用本题中字母表示);小红通过正确的操作后测得R=25.4 Ω,请对照表格中几种导体材料的电阻率(20 )判断该金属丝的材料最有可能为    (填字母) 

    材料ρ/(Ω·m)

    材料ρ/(Ω·m)

    1.6×10-8

    1.0×10-7

    1.7×10-8

    锰铜合金

    4.4×10-7

    2.9×10-8

    镍铜合金

    5.0×10-7

    5.3×10-8

    镍铬合金

    1.0×10-6

     

    A. B.

    C.含铜合金 D.镍铬合金

    3.(2020山东滨州高三二模)某特种玻璃厂生产的调光玻璃是一款将液晶膜复合进两层玻璃中间,经高温高压胶合后一体成型的夹层结构的新型特种光电玻璃产品。使用者改变其电压可控制玻璃的透明度。为了使玻璃的透明度随光照强度变化而变化,可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。某光敏电阻在不同照度下的阻值如图所示:

    (1)由图像可以看出,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而    (选填增大减小”); 

    (2)为了当照度上升时,调光玻璃(可视为阻值极大的电阻)两端所加电压变大,请同学根据图中提供的器材,设计并补全下面电路。为了便于调节,滑动变阻器采用分压式接法;

    (3)若光敏电阻与定值电阻串联总电压3 V,照度上升至1.0 Lx,要求玻璃两端电压上升至2 V,则定值电阻阻值应为      

    4.(2020山西高三二模)将一个量程在1.5~2.5 mA(标有清晰的刻度但没有标示数)、内阻在150~250 Ω的电流表G改装成一个量程为0~30 V的电压表。为了正确改装,采用如图甲所示的电路来测量电流表G的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:

    A.电源(电动势约6 V、内电阻小于1 Ω)

    B.标准电流表A(量程为0~10 mA,内电阻约为500 Ω)

    C.电阻箱(阻值范围0~9.9 Ω)

    D.电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)

    E.滑动变阻器(阻值范围0~1 kΩ)

    F.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω)

    G.开关S和导线若干

    (1)该实验中电阻箱应选   ,滑动变阻器应选   (填题中仪器前面的字母序号); 

    (2)该同学的实验操作过程为:

    将滑动变阻器的滑片P移至最右端,将电阻箱的阻值调至最大;

    闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度,记录标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;

    再次向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到满刻度,记录第二组标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;

    重复步骤3~5;

    该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值R数据,画出I-图像如图乙所示。根据图线可以求得电流表G的量程为     A;内电阻为     Ω 

    (3)将电流表G与一个阻值为     Ω的电阻串联就可以组成量程为0~30 V的电压表。 

    5.(2020辽宁高三一模)某学习小组同学利用图甲所示的实验电路测量平行板电容器的电容。

    (1)图甲中电流表A1量程为300 μA,无法满足实验需要,需并联一电阻箱R1使其量程扩大为600 μA。由于电流表A1内阻未知,无法确定电阻箱R1的阻值,该小组同学设计了图乙所示的电路,已知电流表A2A1量程相同。实验操作步骤如下:

    按照图乙连接电路,电阻箱R1和滑动变阻器R2的阻值调到最大;

    断开开关S1,闭合开关S2。调节R2,使电流表A1A2读数均为200 μA;

    闭合开关S1,调节R1R2,保证电流表A2读数不变,则当电流表A1读数是     μA,电流表A1R1并联即可做量程为600 μA的电流表使用。 

    (2)完成电流表的改装后,继续测量平行板电容器的电容,具体实验操作步骤如下:

    按图甲接好实验电路,请在图丙中将缺失的导线用笔画线补充完整;

    先将图丙中开关S4闭合,再将单刀双掷开关S3a”,记下此时电压表读数6.2 V;

    调节图丙中滑动变阻器的滑片P至阻值最大,将单刀双掷开关S3b同时开始计时,5 s10 s读一次电流表A1的示数i,记录数据;

    以电流表A1的示数i为纵轴、时间t为横轴,在坐标纸上绘制点,请用平滑曲线在图丁中画出i-t图线;

    根据实验结果和图像信息,估算电容器的电容C=     F(结果保留2位有效数字) 

    6.探究变压器两个线圈的电压关系的实验中,操作步骤如下:

    将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;

    闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;

    将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;

    将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。

    (1)以上操作的合理顺序是    (只填步骤前数字序号); 

    (2)如图所示,在实验中,两线圈的匝数n1=1 600,n2=400,当将n1做原线圈时,U1=16 V,副线圈两端电压U2=4 V;原线圈与副线圈对调后,U1'=8 V,U2'=32 V,那么可初步确定,变压器两个线圈的电压U1U2与线圈匝数n1n2的关系是     

     

     

    参考答案

     

    专题分层突破练18 电学实验

    1.答案 (1)c 导线a或导线d与其他元件连接时接触不好导致断路

    (2)

    解析 (1)由于电压表与电源直接相连,造成了闭合开关前电压表的示数不为0,故是导线c接在了开关与电源的正极之间,应该接在开关与电阻箱之间;若闭合开关后发现电压表有示数,但改变电阻箱连入电路的阻值时,电压表示数保持不变,说明电压表测量的一直是电源电压,也就说明与电压表并联的那部分出现了断路,即导线a或导线d与其他元件连接时接触不好导致断路;

    (2)根据闭合电路的欧姆定律E=U+r,

    则由图像可知图像的斜率k==a1,解得E=,r=

    2.答案 (2)B

    (3)

    (4) C

    解析 (2)电路中能达到的最大电流为I= A=0.12 A=120 mA,

    则直流电流表选择B;

    (3)因电压表的内阻远大于待测电阻阻值,可知选用电流表外接电路;滑动变阻器电阻小于待测电阻的阻值,则采用分压电路,则电路图如图;

    (4)待测金属丝横截面的半径r=

    金属丝横截面积S=

    每匝金属丝的长度为πD或者πd、或者π

    则线圈匝数n=

    金属丝的总长度为或者或者

    根据R=ρ可得ρ=或者ρ=或者ρ=

    R=25.4 Ω,D=22.20 mm,d=21.00 mm,L=10.50 cm代入解得ρ≈6.2×10-7 Ω·m

    由表中数据可知,可能是含铜合金,故选C

    3.答案 (1)减小

    (2)

    (3)4.0

    解析 (1)由图像可以看出,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小;

    (2)当照度上升时,光敏电阻的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大;根据串联分压可知光敏电阻两端的电压变小,而调光玻璃(可视为阻值极大的电阻)两端所加电压变大,所以调光玻璃与定值电阻并联;题中要求滑动变阻器采用分压式接法,所以电路图如图所示

    (3)由图像可以看出,照度上升至1.0 Lx,光敏电阻的阻值为2.0 kΩ,根据串联分压可知光敏电阻两端的电压为1 V,所以定值电阻阻值应为4.0

    4.答案 (1)D E (2)2×10-3 200 (3)14 800

    解析 (1)因为待测电流表G的估计值为150~250 Ω之间,电源电动势E=6 V,标准电流表A的量程为0~10 mA,内电阻约为500 Ω,故电阻箱应选择D,以获得较大的测量范围,为了保证电表的安全,应限制干路的电流,应选择阻值范围较大的滑动变阻器,故滑动变阻器应选E

    (2)设电流表G的满偏电流为Ig,内电阻为Rg,根据支路电流之和等于干路电流可得I=Ig+

    根据图乙可知

    IgRg= V=0.4 V

    截距Ig=2×10-3 A

    联立可得Rg=200 Ω

    (3)设改装量程为0~30 V的电压表,需要串联的电阻为R',根据欧姆定律可得

    Umax=Ig(Rg+R')

    30=2×10-3×(200+R')

    解得R'=14 800 Ω

    5.答案 (1)100

    (2)

    1.4×10-3(1.1×10-3~1.5×10-3均可)

    解析 (1)把电流表A1量程为300 μA,需要并联一电阻箱R1使其量程扩大为600 μA。并联的电阻箱的阻值要与电流表A1内阻相等,电流表A2读数是200 μA,当电流表A1读数是100 μA,通过电流表A1和变阻箱的电流相同,两者电阻相等,电流表A1R1并联即可做量程为600 μA的电流表使用;

    (2)根据电路原理图,实物连线如图所示;

    以电流表A1的示数i为纵轴、时间t为横轴,在坐标纸上绘制点,请用平滑曲线在图丁中画出i-t图线如图所示;

    由分流作用可知,由电流定义式有2i=

    整理得C=

    i-t图像与坐标轴所围的面积,即为it的积

    C= F≈1.4×10-3 F(1.1×10-3~1.5×10-3均可)

    6.答案 (1)①③②④ (2)

    解析 (1)探究变压器两个线圈的电压关系的实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤,顺序为①③②④

    (2)两线圈的匝数n1=1 600,n2=400,当将n1做原线圈时,U1=16 V,副线圈两端电压U2=4 V;当原线圈与副线圈对调后,U1'=8 V,U2'=32 V,由以上数据可得:

     

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