考前适应练十六 电学实验基础-备战2023年高考三轮复习专题-复习与训练
展开考向1 游标卡尺、螺旋测微器的读数
例1 (1)如图甲所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,它们的读数依次为________ mm,________ mm,________ mm.
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙所示,则金属丝的直径是________ mm.
考向2 电压表、电流表和电阻箱的读数
例2 (1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________ A;当使用3 A量程时,对应刻度盘中每一小格代表________ A,图中表针示数为________ A.
(2)如图乙所示的电表使用较小量程时,每小格表示_______ V,图中表针的示数为_______ V;若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________ V,图中表针示数为________ V.
(3)旋钮式电阻箱如图丙所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为_____ Ω.现欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是_______________________.若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为________.
题型二 电表改装
例3 某同学组装一个多用电表.可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡.
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱.
(2)电阻箱的阻值应取R1=________Ω,R2=________Ω.(保留到个位)
变式训练1 (多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示连接法连入电路,则( )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
题型三 测量电路与控制电路的选择
考向1 电流表的内、外接法
例4 某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
回答下列问题:
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________ Ω(保留1位小数).
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________ Ω(保留1位小数).
考向2 滑动变阻器两种接法的选择
例5 某同学为研究热敏电阻R4(约几百欧)的I-U关系,准备有以下器材.
A.待测热敏电阻R4
B.电压表V(量程3 V,内阻约为1 kΩ)
C.电流表A(量程60 mA,内阻约为0.1 Ω)
D.滑动变阻器R(0~10 Ω)
E.电源E(电动势3 V,内阻可忽略)
F.开关与导线若干
为使实验误差较小,要求电压从零开始测得多组数据进行分析,以下的四个电路中应选用________进行实验.
题型四 实验器材的选取与实物图的连接
例6 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)
E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)
F.电源(电动势 12 V,额定电流2 A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用________,电流表选用________,电源选用________.(均填器材的字母代号)
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图.
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_______________________________.
变式训练2 现要用如图甲所示的电路图来测量某一电压表V的内阻.给定的器材有:待测电压表V(量程2 V,内阻约为4 kΩ);电流表A(量程1.2 mA,内阻约500 Ω);直流电源E(电动势约2.4 V,内阻不计);滑动变阻器R0(最大阻值20 Ω);定值电阻R(3个:阻值分别为2 kΩ、20 kΩ、200 kΩ);开关S及导线若干.要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.
(1)定值电阻R应该选用的电阻阻值为________ kΩ;
(2)根据图甲的测量电路原理图,用笔画线代替导线,在图乙所给的实物图上连线;
(3)根据图甲的测量电路原理图,开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端应滑动到最________端(选填“左”或“右”);
(4)电路接通后,把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置,若此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV=________.
课时精练
1.某同学要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为________ mm.
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为________ mm.
2.如图,螺旋测微器的读数为________ mm;电压表的读数为________ V,电流表的读数为________ A.
3.有一个电阻Rx,其阻值大约是10 Ω,请选择适当的器材,以便测量其阻值.可供选择的电路如图甲、乙所示,可供选择的器材如下:
A.电动势为4.5 V、内阻不计的电源E
B.量程为0~15 V、内阻10 kΩ的电压表V1
C.量程为0~3 V、内阻6 kΩ的电压表V2
D.量程为0~300 mA、内阻4 Ω的电流表A1
E.量程为0~5 A、内阻2 Ω的电流表A2
F.最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1
G.最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2
H.开关和若干根导线
则选用的电路是________(选填“甲”或“乙”),选用的器材有________(填器材前的字母).
4.某实验小组要测量一根镍铬合金丝通过额定电流(0.4 A)时的电阻.把合金丝绕成螺线圈固定在接线板上,提供的实验器材如图乙所示:直流电源、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值50 Ω)、开关和导线若干.
(1)采用如图甲所示的电路测电阻时,电压表一端接线固定,另一端接线接a点,调节滑动变阻器,使得电流表示数为0.40 A,此时电压表示数为10.0 V;保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表另一端接b点时,发现电流表示数几乎不变,电压表示数变为10.5 V.那么本实验中电压表另一端接线接________点时,得到的结果更接近合金丝电阻的真实值,此时电阻的测量值为________ Ω.(计算结果保留三位有效数字)
(2)实验之前滑动变阻器滑片的位置如图乙所示,根据第(1)问的解答,为保证实验的安全性,请你用笔画线代替导线把乙图的电路连接完整.
5.某同学要测量一个未知电阻的阻值,实验室提供的器材有:
A.电流表A1:量程为0~3 mA,内阻r1约为15 Ω
B.电流表A2:量程为0~1.5 mA,内阻r2为25 Ω
C.定值电阻R1:R1=9 975 Ω
D.定值电阻R2:R2=1 975 Ω
E.滑动变阻器R3:最大阻值为10 Ω
F.电源E,电动势为3 V,内阻很小但不可忽略
G.开关S及导线若干
(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路,闭合开关S之前,滑动变阻器R3的滑片应置于________(填“最左端”或“最右端”).
(2)实验中需要量程为0~3 V的电压表,则电路图中的电流表①应选择________,定值电阻R应选择________(均填器材前面的序号).
(3)调节滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片置于合适的位置,若此时电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则待测电阻Rx=________(用物理量的符号表示).
6.电阻Rx的阻值在3~5 kΩ间,现要测量其电阻,实验室提供了下列器材:
电压表V(量程3 V,内阻约为30 kΩ)
电流表A1(量程100 μA,内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程1 mA,内阻约为10 Ω)
滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)
电源E(电动势4 V)
开关S及导线若干
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验,请回答下列问题:
(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号);
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑动触头P应在________(选填“a”或“b”)端;
(3)请根据图甲所示的电路图,在图乙中将实物连接补充完整;
(4)实验中得到的I-U图线如图丙中的实线d所示,电阻Rx的测量值为________ kΩ.
(5)由于本实验存在误差,你认为电阻Rx的真实I-U图线应为图丙中图线________(选填“c” 或“e”).
(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改,并从上述器材中选用适当的器材,设计出了测量电压表V内阻的电路,请在方框内画出该同学修改部分的电路,并在图中标出所选用的器材.
7.一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω);可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;
(4)待测电阻阻值的表达式Rx=______(用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
(6)利用上述5次测量所得eq \f(U2,U1)的平均值,求得Rx=________ Ω.(保留1位小数)
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
eq \f(U2,U1)
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
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