新高考物理一轮复习单元素养评价十电路电能（含解析）

单元素养评价(十)　电路　电能

1．为了测定金属丝的电阻率，某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上，其两端可作为接线柱，一小金属夹夹在金属丝上，且可在金属丝上滑动．请完成以下内容．

(1)某次用螺旋测微器测该金属丝的直径，示数如图甲所示，则其直径d＝________mm.

(2)实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为3 Ω.

(3)实验室提供的实验器材如下：

A．电压表V(0～3 V，内阻约20 kΩ)

B．定值电阻10 Ω

C．定值电阻100 Ω

D．蓄电池(电动势约12 V，内阻不计)

E．开关S一只

F．导线若干

实验小组利用上述器材设计并完成实验．实验中通过改变金属夹位置进行了多次测量，在实验操作和测量无误的前提下，记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U，并作出 ­ 关系图线如图乙所示．

根据题目要求，在虚线框内完成设计的实验电路图，其中定值电阻R应选________(选填“B”或“C”)；金属丝电阻率的表达式ρ＝________(用a、b、c、d、R表示).

2．用实验室提供的器材设计个测量电流表内阻的电路．实验室提供的器材为：待测电流表A(量程10 mA，内阻约为50 Ω)，滑动变阻器R1，电阻箱R，电源E(电动势约为6 V，内阻可忽略)，开关S1和S2，导线若干．

(1)根据实验室提供的器材，在图(a)所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用．

(2)将图(b)中的实物按设计的原理图连线．

(3)若实验室提供的滑动变阻器有两种规格

①10 Ω，额定电流2 A

②1 500 Ω，额定电流0.5 A

实验中应该取________(选填“①”或“②”)．

3．(1)小明准备将电流表G改装成电压表，需要测量电流表的内阻Rg，他采用如图(a)所示的电路，实验步骤如下：

①连接好电路，闭合开关S1前，滑动变阻器R1的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端附近．

②闭合S1，断开S2，调节R1使电流表G满偏．

③闭合S2，保持R1阻值不变，调节电阻箱R2的阻值，使电流表G的指针指到满刻度的，读出电阻箱示数R2＝104.0 Ω，则测得电流表G的内阻Rg＝________Ω.

(2)查阅说明书后，知电流表G的内阻Rg＝53.0 Ω，量程Ig＝1 mA，将其改装成量程为15 V的电压表，串联的电阻箱R2的阻值应调到________Ω.

(3)将改装后的电压表标准后，用如图(b)所示的电路测量电源的电动势和内阻，已知定值电阻R＝5 Ω，根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表读数I的关系图像如图(c)，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果保留到小数点后2位).

4．练习使用多用电表：

(1)如图甲所示，用多用电表按正确的操作步骤测量电学元件的电阻，如果指针偏转角度过小，为了比较精确测量，应将选择开关旋转到________(填“×1”“×10”或“×1k”)的倍率挡位上，并重新调零．

在重新欧姆调零的过程中，发现电表指针无法对准电阻零刻度线，该多用电表此挡位损坏，为了能继续完成对该元件的电阻的测量，该同学对此电表进行检测，发现电表“×100”挡位能正常使用，而其他测量电阻的挡位均损坏．该同学发现实验台上还有一只灵敏电流计，一只电阻箱、开关一个和若干导线，利用上述器材，继续完成实验．

(2)该同学通过一灵敏电流计测量多用电表“×100”挡位所用电池的电动势，将多用电表和电流计串联，其中红表笔与多用电表的________(选填“＋插孔”或“－插孔”)相连，同时与灵敏电流计的________(选填“＋接线柱”或“－接线柱”)相连．

(3)正确连接后，多用电表的读数如图乙所示，读数为________Ω，灵敏电流计表盘示数为500 μA，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为________V(计算结果保留2位有效数字).

(4)利用多用电表“×100”挡位，电阻箱、开关和导线测量上述元件的电阻，请在如图丙所示的框图内画出实验电路原理图．

(5)若电阻箱的阻值调整到R＝2.0 kΩ时，多用电表指针刚好指到1.4 kΩ处，通过计算得出该电阻的阻值为________，此时流过多用电表的电流为________．

5.

某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999 9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．

(1)欧姆表设计．

将图(a)中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”).

(2)刻度欧姆表表盘．

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________．

(3)校准．

红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω.

单元素养评价(十)　电路　电能

1．答案：(1)0.752(0.751～0.753均可)

(3)如图所示　B　

2．解析：(1)因为只提供了一只待测的电流表和一个电阻箱，所以应该采用半偏法测定电流表的内阻，即先闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器使电流表达到满偏，再闭合S2，调节电阻箱，使电流表为半偏，此时的电阻箱的数值就是电流表的阻值．故设计电路如图所示．

(2)根据(1)中所给的原理图连接实物图．

(3)电路最小电阻约为：R＝＝ Ω＝600 Ω，

滑动变阻器接入电路的最小电阻约为600 Ω－50 Ω＝550 Ω，所以实验中滑动变阻器应该取②.

答案：(1)见解析图

(2)

(3)②

3．解析：(1)①为保护电路，连接电路时，滑动变阻器滑片应该移到阻值最大处，所以滑片应滑至a端；

③电流表G的指针指到满刻度的，则电阻箱的电流为电流表满偏的，根据并联电路反比分流，电流表的内阻为电阻箱阻值的一半，为52.0 Ω；

(2)根据电表的改装原理可知，应串联的电阻为：

R2＝ Ω－53.0 Ω＝14 947.0 Ω

(3)根据闭合电路欧姆定律可知，U＝E－Ir，故图像与纵轴的交点表示电源的电动势，故有：E＝12.10 V，r＝ Ω－5 Ω＝1.05 Ω

答案：(1)①a　③52.0　(2)14 947.0　(3)12.10　1.05

4．解析：(1)指针偏转角度小，则电阻阻值过大，此时应将测量挡位调大，即将开关旋转至“×1k”挡位．(2)使用多用电表时，满足“红正、黑负”的原则，红表笔接“＋插孔”，而多用电表的电流流向为“红进、黑出”，即电流从黑表笔流出后进入电流计，故黑表笔与电流计“＋接线柱”相连，而红表笔与电流计“－接线柱”相连．(3)多用电表挡位为“×100”，故此时读数为1 900 Ω，此值为电流计内阻Rg，多用电表表盘中值电阻为其内阻，故R内＝1 500 Ω，根据闭合电路欧姆定律，有E＝I(Rg＋R内)，解得E＝1.7 V．(4)将电阻箱和待测电阻并联，总阻值减小，使其接近多用电表的中值电阻，以减小电阻的测量误差，电路如图所示．

(5)电阻箱和待测电阻并联的总阻值为R总＝1.4 kΩ，又R总＝，解得R测＝4.7 kΩ.根据闭合电路欧姆定律，有E＝I′(R总＋R内)，解得I′＝0.59 mA.

答案：(1)×1 k　(2)＋插孔　－接线柱　(3)1 900　1.7　(4)原理图见解析图　(5)4.7 kΩ　0.59 mA

5．解析：(1)将电源与电流表、定值电阻R0以及滑动变阻器R串联起来即可将电流表改装为欧姆表；将红、黑表笔短接时，滑动变阻器接入电路的电阻应该满足使电流表恰好达到满偏电流，由闭合电路欧姆定律，有Ig＝，则R＝－(Rg＋R0＋r)＝900 Ω，故滑动变阻器应选择R1.

(2)当电路中的电流为25 μA时，电路中的总电阻R总＝＝60 kΩ，则接入电路的阻值即a处的电阻刻度R′＝R总－(Rg＋R0＋r＋R)＝45 kΩ，同理可得b处的电阻刻度R″＝－(Rg＋R0＋r＋R)＝5 kΩ.

(3)红、黑表笔短接的目的是进行欧姆调零，即使欧姆表指针指向0 kΩ处；图(c)中×10k的旋钮指向3，×1k的旋钮指向5，其余旋钮都指向0处，故读数为35 000.0 Ω.

答案：(1)如图所示　900　R1

(2)45　5　(3)0　35 000.0