高考物理二轮复习专项分层特训专项16含答案

这是一份高考物理二轮复习专项分层特训专项16含答案，共10页。试卷主要包含了9 Ω，额定电流为1 A)；等内容，欢迎下载使用。

(1)该同学先用多用电表粗测小灯泡的电阻，他将多用电表的选择开关调到欧姆挡“×1”挡位，测量结果如图甲所示，则小灯泡的电阻为R＝________Ω.
(2)他根据测量结果选择合适的实验器材，设计了如图乙所示的实验电路，请根据图乙画出电路图．
(3)调节滑动变阻器得到了两组电流表和电压表的示数如图丙中的①、②、③、④所示，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，所以①、②、③、④的读数分别为________、________、________、________．两组数据得到的电阻分别是________和________．
2.某实验小组利用如图甲所示的电路图同时测量了两电流表的内阻，实验室为其提供的实验器材有：
待测电流表A1，量程0.6 A，内阻约为5 Ω；
待测电流表A2，量程100 mA，内阻约为30 Ω；
定值电阻R0＝8 Ω；
滑动变阻器R1，阻值变化范围0～10 Ω；
滑动变阻器R2，阻值变化范围0～100 Ω；
电源(E＝4 V，内阻不计)；
开关及导线若干．
回答下列问题：
(1)为了减小实验误差和调节方便，滑动变阻器应选用________(填器材符号)；为了保护电路，则开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于________(填“a”或“b”)端．
(2)按照电路图将乙图中的实物正确连线．
(3)两开关均闭合，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于某处时，电流表A1、A2的示数分别为0.25 A、50.0 mA.
(4)闭合开关S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片，当滑片位于某处时，电流表A1、A2的示数分别为0.40 A、60.0 mA，则电流表A1的内阻为r1＝________Ω，电流表A2的内阻为r2＝________Ω.
3.[2022·河南部分名校4月联考]某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该多用电表的电路图．已知选用的电流表的满偏电流Ig＝10 mA.C为最上排刻度线的中间刻度，最上排对应数据在图乙中没有标出．
(1)若选择开关接1时，指针指在图乙所示位置，则其示数为________．
(2)为了测该多用电表电阻挡的内阻和多用电表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：
①先将选择开关接2，再将____________，然后调节R1的阻值使多用电表指针满偏；
②将多用电表的红、黑表笔分别与电阻箱的两接线柱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则电阻箱的示数为________Ω，多用电表内电源的电动势为________V.(结果保留3位有效数字)
(3)在上述基础上不换挡位，直接用该多用电表测量另一电流表的内阻，指针的位置如图乙所示，则________(填“A”或“B”)表笔接电流表的正接线柱，该电流表的阻值为________Ω.(结果保留2位有效数字)
4.[2022·广东卷]弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件．某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：
(1)装置安装和电路连接
如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中．
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L.
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端．断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置．记录两表的示数U和I1.
③闭合S2，电压表的示数________(选填“变大”或“变小”).调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示).
④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③.
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________(选填“有”或“无”)影响．
(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx­L图线．将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________ cm，即为机械臂弯曲后的长度．
5.[2022·全国甲卷]某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，电流表(量程10 mA，内阻约10 Ω)，微安表(量程100 μA，内阻Rg待测，约1 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关S，导线若干．
(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0 μA，电流表的示数为9.00 mA，由此计算出微安表内阻Rg＝________Ω.
6.[2022·山东卷]某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验．实验器材：
干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)；
电流表A1(量程10 mA，内阻为90 Ω)；
电流表A2(量程30 mA，内阻为30 Ω)；
定值电阻R0(阻值为150 Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)；
待测电阻Rx；
开关S，导线若干．
测量电路如图所示．
(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端．将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的 eq \f(1,2) 处．该同学选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω.
(2)断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的 eq \f(3,5) 处，则Rx的测量值为________Ω.
(3)本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值________(填“有”或“无”)影响．
7.实验小组测定某种特殊电池的电动势和内阻．其电动势E约为12 V，内阻r约为3 Ω.实验室提供的器材有：
A．电流表G(量程为0～10 mA，内阻未知)；
B．电阻箱R1(总阻值为9 999.9 Ω，额定电流为1 A)；
C．电阻箱R2(总阻值为999.9 Ω，额定电流为0.5 A)；
D．滑动变阻器R3(0～100 Ω，额定电流为2 A)；
E．滑动变阻器R4(0～2 000 Ω，额定电流为1 A)；
F．开关2个，导线若干．
(1)先用如图甲所示的电路图来测定电流表G的内阻．请补充完整实验步骤：
①为实现测量目的，滑动变阻器R′应该选取________(选填“R3”或“R4”)；
②连接好电路，断开S1、S2，将R′的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端；
③闭合S1，调节R′，使电流表G的指针满偏；
④保持R′不变，再闭合S2，当调节电阻箱电阻R1＝20.0 Ω时，电流表G的示数为4 mA；
⑤若调节电阻箱电阻时，干路上电流几乎不变，则电流表G的内阻Rg＝________．
(2)按图乙所示电路图连接电路，将电阻箱R1的阻值调为R10＝1 170.0 Ω.再闭合开关S1、S2，多次调节电阻箱R2，并记录每次电阻箱的阻值及对应的电流表的示数．作出 eq \f(1,I) ­ eq \f(1,R2) 图像如图丙所示，根据两次操作测得的数据求出电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留1位小数)
8.[2022·全国乙卷]一同学探究阻值约为550 Ω 的待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性．可用器材有：电压表(量程为3 V，内阻很大)，电流表(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干．
(1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；
(2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为________(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻；
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为________V，流过Rx的电流为________mA，此组数据得到的Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字).
专项16 电学实验
1．解析：(1)根据多用电表读数的规则可知，小灯泡的电阻为R＝10 Ω.
(2)从实物图中可知电压表测量的是灯泡两端的电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，实验电路图如图所示．
(3)因电流表的量程为0～0.6 A，所以其分度值为0.02 A，故①的读数为0.10 A，②的读数为0.24 A；因电压表的量程为0～3 V，则分度值是0.1 V，所以③的读数为2.00 V，④的读数为0.30 V．根据欧姆定律可知①、④为同一组数据，故得到的电阻为R1＝ eq \f(U1,I1) ＝3.0 Ω；②、③为同一组数据，故得到的电阻为R2＝ eq \f(U2,I2) ＝8.33 Ω.
答案：(1)10 (2)见解析图 (3)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.30 V 3.0 Ω 8.33 Ω
2．解析：(1)由于滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器应选用阻值变化范围较小的R1；为了保护电路，由滑动变阻器的连接方式可知，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于a端．
(2)按照电路图的连接方式，将实物图连接，如图所示．
(4)由(3)可知，两开关均闭合时，两电流表并联，则得I1r1＝I2r2，整理得 eq \f(r1,r2) ＝ eq \f(I2,I1) ＝ eq \f(1,5) ；闭合开关S1，断开开关S2，当电流表A1、A2的示数分别为0.40 A、60.0 mA时，则有I′1r1＝I′2(r2＋R0)，代入数据解得r1＝4.8 Ω、r2＝24 Ω.
答案：(1)R1 a (2)见解析图 (4)4.8 24
3．解析：(1)由图甲所示的电路可知，选择开关接1时，多用电表相当于量程为10 mA的电流表，图乙所示表盘的最小分度值为0.2 mA，所以不用估读到下一位，示数为6.8 mA.(2)①将选择开关接2时为欧姆表，进行电阻测量之前需要先进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，然后调节R1的阻值使多用电表指针满偏；②由图丙可知，电阻箱的示数为(0×1 000＋1×100＋5×10＋0×1)Ω＝150 Ω，即C处刻度线的标称值应为150 Ω，由题意可知，此时指针指在C处，电流表示数为5.0 mA，因为C处的电阻为中值电阻且等于电阻箱接入电路的阻值，又中值电阻等于欧姆表内阻，所以多用电表的内电阻为150 Ω，由闭合电路欧姆定律有E＝I(R＋R内)，解得该多用电表内电源的电动势为E＝5.0×(150＋150)×10－3V＝1.50 V．(3)当用此多用电表直接测量电流表内阻时，电流从欧姆表的B表笔流出，而电流表要求电流正进负出，所以B表笔要接电流表的正接线柱，此时有I0＝ eq \f(E,Rx＋R内) ，所以Rx＝ eq \f(E,I0) －R内＝ eq \f(1.50,6.8×10－3) Ω－150 Ω＝71 Ω.
答案：(1)6.8 mA (2)①红、黑表笔短接 ②150 1.50 (3)B 71
4．解析：(2)断开开关S2，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值R0＝ eq \f(U,I1) .闭合开关S2，导电绳与定值电阻并联，并联后的总电阻小于定值电阻的阻值R0，电流表示数增大，电压表示数变小．调节滑动变阻器R使电压表的示数仍为U，设导电绳与定值电阻并联后的总电阻为R′，则R′＝ eq \f(R0Rx,R0＋Rx) ，根据欧姆定律得R′＝ eq \f(U,I2) ，联立解得Rx＝ eq \f(U,I2－I1) .(3)考虑电压表内阻时，有 eq \f(I1,U) ＝ eq \f(1,R0) ＋ eq \f(1,RV) ， eq \f(I2,U) ＝ eq \f(1,R0) ＋ eq \f(1,Rx) ＋ eq \f(1,RV) ，联立解得Rx＝ eq \f(U,I2－I1) ，与(2)中分析的结果相同，故电压表内阻对导电绳电阻的测量值无影响．(4)由Rx­L图线可知，导电绳电阻Rx＝1.33 kΩ对应的导电绳拉伸后的长度L＝51.80 cm.
答案：(2)变小 eq \f(U,I2－I1) (3)无 (4)51.80
5．解析：流过电阻R0的电流I0＝I－Ig＝9 mA－0.09 mA＝8.91 mA，由欧姆定律可知，Rg＝ eq \f(I0R0,Ig) ＝ eq \f(8.91×10,0.09) Ω＝990 Ω.
答案：(1)如图所示 (2)990
6．解析：(1)器材选择需要结合测量电路，用假设法初步分析，电流表半偏时，若电流表为A1，由闭合电路欧姆定律可计算出电路中总电阻为300 Ω，定值电阻与电流表A1的内阻之和为240 Ω，不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为60 Ω，实验器材可满足需求；若电流表为A2，电流表半偏时，电路中总电阻为100 Ω，不符合题意．(2)由闭合电路欧姆定律有E＝ eq \f(I,2) (rA1＋R0＋r＋R)，E＝ eq \f(3I,5) (rA1＋Rx＋r＋R)，(1)问得到的滑动变阻器接入电路的阻值60 Ω，实际上是滑动变阻器R和电池内阻r串联后的总阻值，联立可得Rx＝100 Ω.(3)由(2)问分析可得，是否考虑电池内阻对实验结果无影响．
答案：(1)A1 60 (2)100 (3)无
7．解析：(1)①测量电流表内阻用的是“半偏法”，要使干路中的电流几乎不变，则需要满足滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，又 eq \f(12 V,0.01 A) ＝1 200 Ω，故R′选大阻值的滑动变阻器R4.②滑动变阻器采用限流接法接入电路时，闭合开关前滑动变阻器阻值要调到最大，所以滑片要滑到a端．⑤干路中的总电流等于满偏电流10 mA，电流表的示数为4 mA时，则流过电阻箱R1的电流为6 mA，由并联电路的规律可知 eq \f(Rg,R1) ＝ eq \f(6 mA,4 mA) ，解得Rg＝30.0 Ω.(2)在图乙中，电流表G与电阻箱R1串联成一个电压表(内阻RV＝Rg＋R10＝1 200.0 Ω)，与电阻箱R2并联，在实验原理上就是“伏阻法”测电源电动势和内阻．由闭合电路欧姆定律，可得E＝U＋ eq \f(U,R2) r＝IRV＋ eq \f(IRV,R2) r，整理得 eq \f(1,I) ＝ eq \f(rRV,E) · eq \f(1,R2) ＋ eq \f(RV,E) ，可知图丙图线斜率k＝ eq \f(rRV,E) ，截距b＝ eq \f(RV,E) ，可得E＝ eq \f(RV,b) ，r＝ eq \f(k,b) ，结合图丙可求出E＝12.0 V，r＝3.2 Ω.
答案：(1)①R4 ②a ⑤30.0 Ω (2)12.0 3.2
8．解析：(1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，则应用滑动变阻器的分压式接法，电流表的量程为1 mA，需测到5 mA，则要对电流表改装，与其并联一个电阻R0，电压表的内阻很大，则电流表采用外接法．
(2)滑动变阻器采用分压式接法，R应选最大阻值较小的滑动变阻器；电流表量程1 mA改装为量程5 mA，则R0＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(1 mA×300 Ω,5 mA－1 mA) ＝75 Ω，故R0应选阻值为75 Ω的定值电阻．
(3)电压表的分度值为0.1 V，读数时需估读到分度值的下一位，读数为2.30 V，电流表的分度值为0.02 mA，此时示数为0.84 mA，考虑到改装关系，流过Rx的电流为5×0.84 mA＝4.20 mA，利用R＝ eq \f(U,I) 解得Rx≈548 Ω.
答案：(1)如图所示 (2)10 Ω 75 Ω (3)2.30 4.20 548