专题06 电学实验大题综合-2024年高考物理二轮复习大题必刷满分冲刺 (新高考山东专用)
展开一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系,确定每一个专题的内容,在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型,明确题目考查的目的,恰当运用所学知识解决问题:情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目,使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点,把握命题的趋势和方向,确定本轮复习的热点与重点,使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练,举一反三、触类旁通,注重解题技巧的提炼,充分提高学生的应试能力。
专题06 电学实验大题综合
一、实验题
1.(2023·山东·高三专题练习)某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律,该灯泡在25℃时的电阻约为2.5Ω,所加电压为2V时的电阻约为4.0Ω。图甲中其它部分器材的参数如下:
电源(电动势为4V,内阻不计);
电压表(量程为3V时内阻约为,量程为15V时内阻约为);
电流表(量程为0.6A时内阻约为,量程为3A时内阻约为)。
(1)将图甲所示的实验电路补充完整,要求灯泡两端的电压自零开始调节;( )
(2)电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,调整滑动变阻器滑片位置,得到多组U、I数据,根据得到的U、I数据画出的图像如图乙所示,由图像可得灯泡在时的电阻为 Ω(保留两位有效数字),由于实验存在系统误差,该测量值比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(3)将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为3V,内阻为2Ω的电源上,则每个小灯泡消耗的功率约为 W,电源的效率约为 (保留两位有效数字)。
2.(2023·山东·高三专题练习)某实验小组利用如图甲所示电路图测量一节干电池的电动势和内阻,实验器材如下:
一节待测干电池(电动势约为1.5V)
电流表A1(满偏电流15mA,内阻r1=10Ω);
电流表A2(满偏电流90mA,内阻r2=5Ω);
滑动变阻器R1(0~30Ω);
滑动变阻器R2(0~500Ω);
定值电阻R3=90Ω;
开关S和导线若干。
(1)为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选 (选填“R1”或者“R2”);
(2)根据图甲所示电路图,在答题纸上将图乙中实物图连接起来,组成完整的电路 ;
(3)图丙为该同学根据实验数据作出的电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2的图线,由该图线可得被测干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
3.(2023·山东泰安·统考模拟预测)某物理兴趣小组设计了一个如图所示的多用电表电路图。如图所示,已知表头G的满偏电流为Ig=30mA,内阻Rg=90Ω。定值电阻R1=10Ω。电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻箱R2和R3的调节范围都是0~999.9Ω。
(1)与多用电表B端相连的是 (填“红”或者“黑”)表笔。
(2)选择开关置于1位置,闭合开关S,电流表的量程为 ,保持S闭合,选择开关置于3位置,将其改装为量程60V的电压表,电阻箱R3应调节为 Ω。
(3)选择开关置于2位置,通过开关S的通断可以实现欧姆表“×1”与“×10”两种倍率,则 (填“闭合”或者“断开”)开关S,欧姆表为“×1”倍率。将欧姆表切换至“×10”倍率,红、黑表笔短接进行欧姆调零,将某一待测电阻接在红黑表笔之间,当表头G的指针偏转角度为满量程的时,待测电阻为 Ω。
4.(2023·山东济南·济南市历城第二中学校考模拟预测)现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx
B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大)
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
E.定值电阻(阻值为50Ω)
F.定值电阻(阻值为10Ω)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾,R应选用定值电阻 (填或);
(2)按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向 (填“a”或“b”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为 mg/L;(保留小数点后一位)
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断 (填“变大”或“变小”)。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”;此浓度表刻度线上对应的浓度值是 (填“均匀”或“非均匀”)变化的;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围,该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶ 。(保留一位有效数字)
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,其测量结果 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。
5.(2023·山东·统考二模)某学习小组利用量程为15V电压表V、电源E和电位器R(相当于最大阻值很大的滑动变阻器),改装成一个能够测量电阻的欧姆表。实验原理图如图甲所示。实验主要步骤如下,请完成有关内容。
(1)按照实验原理图连接电路,先把电位器R的滑片P调到 (填“a”或“b”)端,将红、黑表笔短接,调节滑片P使电压表满偏。
(2)保持电位器R的滑片P不动,在红、黑表笔间接入电阻箱,调节电阻箱的阻值,当电压表半偏时,电阻箱的示数如图乙所示,读出电阻箱的阻值 Ω。
(3)在红、黑表笔间接入待测电阻,若电压表的示数为U,已知电压表的满偏电压为。把电压表的示数标示为待测电阻的阻值,换算公式是 (用、U和表示)。
(4)利用改装好的欧姆表测量人体两手间的电阻。测试者两手分别捏紧红、黑表笔,电压表指针读数如图丙所示,则人体电阻 kΩ(结果保留两位有效数字)。
(5)经过一段时间之后,电池的电动势降低,内阻增大,则重新欧姆调零之后,测得的电阻阻值将 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
6.(2023春·山东烟台·高三统考期中)某实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池,如图甲所示,外壳上标有电动势4.50V,为了测定该电池的实际电动势和内阻,小组成员利用身边的仪器,设计方案对其进行测量。
A.待测手机电池
B.电压表(量程0~3.00V,内阻约)
C.电流表(量程0~500mA,内阻为)
D.电阻箱(阻值范围)
E.电阻箱(阻值范围)
F.滑动变阻器(阻值范围,额定电流0.2A)
G.滑动变阻器(阻值范围,额定电流0.2A)
H.开关,导线若干
(1)实验室所提供的电压表的量程不够用,需要对电压表进行改装。
①为将电压表的量程扩大为0~4.50V,小组成员采用了以下的操作:按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将开关接b,将的滑片移至 (选填“最上端”或“最下端”),将电阻箱调为零,闭合开关,保持开关断开,适当移动的滑片,使电压表示数为3.00V;保持接入电路中的阻值不变,改变电阻箱的阻值,当电压表示数为 V时,改装后的电压表量程为4.5V,完成了扩大量程,而后断开;
②小组成员按照乙所示的实验电路图完成了该实验。图中滑动变阻器应选 ,电阻箱应选 ;(均填写器材前面字母标号)
(2)用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻,步骤如下:保持电阻箱的阻值不变,开关接a,闭合、,从下到上移动的滑片,读出电压表(量程0~3.00V,内阻约)的读数U和电流表(量程0~500mA,内阻为)的读数I,并作出图像如图丙所示,可得该电池的电动势为 V,内阻为 。(结果均保留三位有效数字)
7.(2023·山东泰安·统考模拟预测)实验室有一只电压表V,已知该电压表的满偏电压Ug=3V,内阻为几千欧,为了测出电压表内阻,小明设计了如图甲所示的电路。除电压表外,提供的器材有:
①滑动变阻器R1(020Ω,2A),滑动变阻器R2(02000Ω,0.5A)
②电阻箱R3(099.9Ω),电阻箱R4(09999.9Ω)
③电池组(电动势E=6V,内阻忽略不计)
④开关、导线若干
(1)为测出电压表内阻,滑动变阻器RL应选择 ,电阻箱R应选择 。
(2)将图甲中的电阻箱R调至0,RL滑片移到最左端,闭合S,向右移动滑片,使电压表指针达到满偏;保持滑片位置不动,调节电阻箱R,电压表指针指在2.4V,此时电阻箱读数为1.2kΩ,则RV为 。此时电阻箱两端电压 (选填“大于”“小于”或“等于”)0.6V。
(3)若准确测得电压表内阻RV=4.5后,小明同学用所给电池组(E=6V)、电阻箱和电压表连接了图乙所示的电路,在电压表两端接上两个表笔,设计出一个简易的欧姆表,并将表盘的电压刻度转换为电阻刻度:
①将两表笔断开,闭合开关S,调节电阻箱R= ,使电压表指针指在“3V”处,此处刻度应标阻值为∞;
②再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同已知阻值的电阻Rx,对应不同的电压刻度U,当电压示数1V时电阻为 kΩ。
8.(2023·山东·模拟预测)某科学兴趣小组为测定一根长度为l的电阻丝的电阻率,将该电阻丝截成等长的8份小电阻丝(不考虑电阻丝的变形),通过以下实验器材测量电阻丝的电阻率。
A.理想电流表A
B.电源(电动势为E,内阻为r)
C.滑动变阻器R滑
D.开关S
E.游标卡尺
F.导线若干
(1)将8份小电阻丝并排后,用游标卡尺测量并排后的总直径,测量结果如图甲所示,则该电阻丝的直径D= mm。
(2)为了测量小电阻丝的电阻,现将一根小电阻丝接入图乙所示电路后,调节滑动变阻器,读出电流表示数I1,然后将第二根与第一根小电阻丝并联,读出此时电流表示数I2,再将第三根并联进去,读出电流表示数I3……最后画出图像,测得图像斜率为k,则一根小电阻丝的电阻Rx= ,电阻率ρ= (上述两个结果用题中所给的物理量符号表示)。若考虑电流表内阻,测量值与实际值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.(2023·山东·高三专题练习)某兴趣小组测定一长为L的金属丝(电阻约为20Ω)的电阻率,实验室提供的器材如下:
A.游标卡尺
B.电流表A1(量程为30mA,内阻为r1=10Ω)
C.电流表A2(量程为1mA,内阻为r2=100Ω)
D.电压表V(量程为5V,内阻约为3kΩ)
E.定值电阻R1(阻值为10Ω)
F.定值电阻R2(阻值为1400Ω)
G.滑动变阻器R(阻值为10Ω)
H.一节新的干电池
I.开关及导线若干
(1)该兴趣小组利用游标卡尺测量金属丝不同部位的直径,如下图可知其中一次测量的结果d= mm;
(2)该兴趣小组利用上述器材,设计了一系列的实验电路图测量金属丝电阻Rx,其中最合理的电路图为 ;
A. B. C. D.
(3)利用所选的最合理的电路图得到此金属丝的电阻为Rx= (用题中所给的物理量符号表示,电压表示数为U,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,内阻分别为r1、r2,定值电阻R1、R2),进一步可求出金属丝的电阻率;
(4)不考虑偶然误差,该实验中电阻率的测量值 (填写“大于”、“小于”或者“等于”)电阻率的真实值。
10.(2023·山东聊城·校联考模拟预测)某同学设计实验测定某型号电池的电动势及电流表的内阻,电池表面有“3.0V,22A·h”的字样,查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计,待测电流表A(量程为0~3A,内阻r待测)。为了精确地测定电源电动势和电流表内阻,该同学设计了如图甲所示的实验方案。则:
(1)电流表应安装在 处(选填①或②)。
(2)该同学通过实验测得多组数据,绘制出如图乙所示的U-I图线,则该型号电池的电动势为 V,电流表内阻为 Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)若电池内阻不可忽略,从实验原理上判断电流表内阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
11.(2023·山东·高三专题练习)某课外兴趣小组要精确测定一节圆筒状碳布鱼竿的电阻,可选择的实验仪器有:
A.电源(,内阻可以忽略
B.电压表V(,内阻约为)
C.电流表A(,内阻为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.开关、导线
H.多用电表
完成下列问题:
(1)小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为,为了精确测量该节鱼竿的电阻,要求电压调节范围尽量大一些,根据提供的实验器材,请你选出最佳电路图 (选填“A”或“B”);
(2)实验中应该选用的定值电阻是 (选填“”或“”);
(3)根据选取的电路图,用笔画线代替导线,在答题卡上把实物图连接完整 ;
(4)移动滑动变阻器的滑片,将电流表和电压表的对应的示数填在上面的表格中,并在图像中描点作图如图所示,则该节鱼竿的电阻大小为 (结果保留3位有效数字)。
12.(2023·山东·高三专题练习)某实验小组要测量定值电阻的阻值。
(1)先用多用电表粗测。当用电阻“×100”挡时,发现指针在如图甲中的a位置进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲中的b所示,其阻值约为
(2)为了更精确地测量定值电阻的阻值,将多用电表的选择开关调至如图乙所示的位置,实验室还提供了下列器材:
干电池E(电动势,内阻未知):
定值电阻(阻值为);
滑动变阻器R(最大阻值足够大);
开关S,导线若干。
测量电路如图丙所示。
①断开开关。连接电路,多用电表的红表笔接在 (填“1”或“2”)端。
②将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的处:再断开开关,保持滑片的位置不变。用替换,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的处。则的测量值为 。
③本实验中电池内阻对的测量值 (填“有”或“无”)影响。
13.(2023·山东·高三专题练习)某小组设计了图甲所示的实验电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。图中为开关,为单刀双掷开关,为待测稀盐水溶液液柱。
(1)实验时,闭合之前应将的滑片P置于 (填“C”或“D”)端。
(2)实验时,闭合,置于位置1,改变滑动变阻器滑动触头P的位置,电流表示数有明显变化,电压表没有示数;再将置于位置2,情况相同。经检查,电路中所有元件完好,则导线中出现断路故障的是 导线。
(3)修复故障后,用电流表内接法测量的阻值时应该将置于位置 (填“1”或“2”)。
(4)用电流表内、外接法得到的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示(不计由于通电导致的化学变化)。某次用电流表内接法测得的阻值为,的横截面积为,长度为,则其电阻率为 ,由图乙中对应曲线 (填“A”或“B”)可得此时溶液浓度约为 %。
14.(2023·山东·高三专题练习)某实验兴趣小组要精确测量某电阻的阻值,请回答下面问题:
(1)该小组同学先后用图甲和图乙所示电路测量了待测电阻的阻值,则采用甲电路测得阻值 其真实值,采用乙电路测得阻值 其真实值;(选填“小于”或“大于”)
(2)该小组同学通过讨论发现,无论采用甲或乙电路,都无法精确测得该电阻的阻值。该小组同学为此进行了深入研究,设计了如图丙所示电路,以实现对该电阻的精确测量。
图丙中各实验器材规格如下:电源E(电动势为3V,内阻不计)、滑动变阻器(0~4700Ω)。滑动变阻器)、滑动变阻器(0~100Ω)、电流表A(量程5mA)、电压表V(量程3V)、灵敏电流计G(量程)。
该小组同学连接好实验电路后,实验操作如下;
①闭合开关S1,断开开关S2,调节的滑片位置,使电流表A的示数超过其量程;
②将的滑片滑至下端,闭合开关S2,调节滑片位置,使灵敏电流计G示数为零;
③断开开关S2,将滑片滑至上端,然后使S2断续接通,调节,使灵敏电流计G示数为零;
④记录电压表、电流表的读数U、I;
⑤改变的滑片位置,重复实验操作②③④,再测几组U、I值。
在步骤②中“将的滑片滑至下端”的原因是 ;
(3)实验过程记录的数据如下表
根据实验数据,作出的U-I图像如图丁所示,根据图线可得= Ω(计算结果保留三位有效数字);
(4)与采用图甲或图乙电路测量电阻比较,采用图丙实验方案测得的电阻值误差更小,主要原因是 。
15.(2023·山东·高三专题练习)太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片“或“光电池”,只要光照达到一定的强度,瞬间就可输出电压。某物理兴趣小组想利用下面所给器材测量某光电池的电动势和内阻,已知相同光照强度下该光电池的电动势不变。
待测光电池(电动势约为、内阻约为);
电流表(量程为、内阻);
电流表(量程为、内阻约为);
定值电阻;
定值电阻;
滑动变阻器;
开关S,导线若干。
(1)根据所给器材设计最合理的实验电路,其中定值电阻应选 (填“”或“”),并在答题纸上完成实物连接 。
(2)该同学用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值,读出电流表的读数和电流表的读数,得到该电池的曲线如图所示。由图可知,该电池的电动势为 V(保留三位有效数字),当的示数为时,电池内阻为 (保留两位有效数字)。
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为时,滑动变阻器上消耗的电功率为 W(保留两位有效数字)。
16.(2023·山东·高三专题练习)利用如图所示电路测量灵敏电流表的内阻。其中E为电源,K为开关,R为滑动变阻器,P为滑动触头,R1、R2为电阻箱,V为电压表,G为待测内阻的灵敏电流表。
A.电压表(量程0 ~ 2V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0 ~ 10V,内阻约100kΩ)
C.灵敏电流表(量程0 ~ 300μA,内阻未知)
D.电源(电动势1.5V,内阻不计)
E.滑动变阻器(阻值范围0 ~ 10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值范围0 ~ 1000Ω,额定电流0.6A)
(1)为减少实验误差,关于仪器选择,下列说法正确的是 。
①电压表选A,滑动变阻器选E②电压表选A,滑动变阻器选F
③电压表选B,滑动变阻器选E④电压表选B,滑动变阻器选F
(2)闭合开关K,调节滑动触头P的位置和电阻箱R1、R2的阻值,读出灵敏电流表的示数为I,电压表的示数为U,电阻箱R2的阻值为a,灵敏电流表的内阻为 。
(3)闭合开关K,调节滑动触头P的位置和电阻箱R1、R2的阻值,使灵敏电流表达到半偏,此时电阻箱R2的阻值为b;再次调节,使灵敏电流表达到满偏,此时电阻箱R2的阻值为c。两次调节过程中,电压表示数保持不变,则灵敏电流表的内阻 。若考虑电压表的内阻,灵敏电流表内阻测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相同”).
17.(2023·山东·高三专题练习)光伏电池是将太阳能转化为电能的装置,由于其能量来源于“取之不尽”的太阳能辐射,而且清洁、安全、无污染,目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小明家里就安装了一套太阳能庭院灯,小明和科技小组的同学拆下了其中的光伏电池,欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌,他们了解到电池规格为“12V6Ah”,高亮度LED照明灯的规格为“3W10V”。
(1)若通过分压电阻保证LED灯正常发光,则给光伏电池充满电后,理论上可使LED灯连续照明 h;
(2)实验室可提供的器材如下:
①电流表A(量程0.6A,内阻约为)
②电压表V(量程15V,内阻约为)
③滑动变阻器(0〜)
④电阻箱(最大阻值,最小分度)
⑤电阻箱(最大阻值,最小分度)
⑥单刀单掷开关、单刀双掷开关及导线若干
为测量该电池的电动势和内阻,该小组设计了如图甲所示的电路,并按以下步骤进行操作:
①闭合开关,断开开关,调节滑动变阻器使电流表指针满偏;
②保持滑片P不动,把开关与1接通,调节电阻箱使电流表指针半偏,读出电阻箱的阻值,则可得电流表的内阻 ,该测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”),其中电阻箱应选择 (选填“”或“”);
③闭合开关,把开关与2接通,调节滑动变阻器阻值,记下多组电流表的示数I和相应电压表的示数U;
④以U为纵坐标,I为横坐标,作出图线如图乙所示,图线斜率为k,纵截距为b,根据图线求得电动势 ,内阻 ;
(3)在不计电流表内阻测量误差的情况下,测量电动势和内阻时电流表和电压表 (选填“会”或“不会”)引起系统误差。
18.(2023春·山东·高三统考学业考试)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。济南市定期对市场出售的纯净水质量进行抽测,通过测量电导率判定是否合格(电导率是电阻率的倒数,电导率小于10为水质合格)。测量时将采集的水样装入绝缘性能良好的圆柱形容器,容器两端用圆片形的金属电极密封,两电极相距L=0.50m,该实验还用到如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、单刀单掷开关一个和导线若干。图甲为用10分度的游标卡尺测量容器内径的图示。图乙为测量电路,图丙为根据电流表和电压表的实验数据所画出的U-I图像。
请根据以上所述完成下列问题:
(1)容器的内径d的测量值为 cm。
(2)请根据图乙所示的实物图画出电路图 (被测电阻用 符号表示)。
(3)根据图丙的图像,求出水样的电阻 (保留两位有效数字)。
(4)计算出该水样的电导率 (保留三位有效数字),通过数据对比可以判定此水样水质 (选填“合格”或者“不合格”)。
19.(2023·山东·校联考模拟预测)小明同学想用所学的知识来测量市场上销售的某型号电热丝的电阻率,他选用了长度为50m的某规格电阻丝,粗略测量,电阻丝的电阻约为400Ω。从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,精确测量该规格电热丝的电阻率。
A.电源E(电动势为3V,内阻不计)
B.电压表(量程为0~10V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程为0~5mA,内阻约为50Ω)
D.电流表(量程为0~3.0mA,内阻)
E.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2.0A)
F.定值电阻(阻值为500Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径。如图所示,在测量电热丝直径时,先将电热丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动 (选填“A”“B”“C”或“D”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
(2)请根据所提供的器材,在虚线框里按要求画出实验电路图,并在图中标明所选元件 。
(3)测电阻时,两电表读数如下表,由第5组数据可求得电热丝的电阻率ρ= Ω·m(结果保留三位有效数字)。
20.(2023·山东·模拟预测)某实验小组用多用电表、电流表G和电阻箱进行一系列实验,分别是练习使用多用电表、测量电流表的内阻、改装电压表,实验器材如下:
A.多用电表
B.电流表G(满偏电流Ig= 15mA,内阻未知)
C.标准电流表G0
D.电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω)
E.电源(电动势E = 3.0V,内阻可忽略不计)
F.导线、开关若干
(1)用多用电表欧姆挡粗略测量电流表的内阻;
(2)精确测量电流表G的内阻Rg;
①按如图甲所示的电路图连接好电路,先将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关S1,断开开关S2,调节电阻箱R,使标准电流表G0的示数大于量程的,且两电流表的示数都没有超过量程,读出标准电流表G0的示数为I0,电阻箱的示数为R1;
②保持开关S1闭合,再闭合开关S2,调节电阻箱R,使标准电流表G0的示数仍为I0,读出电阻箱的示数为R2。
(3)用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表;
根据实验回答以下问题:
①用多用电表欧姆挡测量电流表G的阻值,应将多用电表的红表笔与电流表G的 (填“正”或“负”)接线柱相连,开始时选用“ × 100”的挡位发现指针偏角太大,挡位应调整为 (填“ × 1000”或“ × 10”)挡,正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量,指针如图乙所示,那么电流表阻值为 Ω。
②电流表G内阻的表达式为Rg= (用R1、R2表示)。
③通过以上测量得到电流表G内阻为Rg= 100Ω,用电流表G和电阻箱R改装成量程为0 ~ 5V的电压表,应将电阻箱R与电流表G (填“串联”或“并联”),将电阻箱R的阻值调到 Ω。
21.(2023·山东·高三专题练习)某实验小组要将一个灵敏电流计改装为“”和“”两个倍率挡的简易欧姆表,设计了如图甲所示的电路图。已知灵敏电流计的内阻为、满偏电流,电源的电动势,内阻。图乙为该多用电表的表盘,欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻,请回答下列问题:
(1)在正确操作的情况下,图甲中 (填“”或“”)表笔应为红表笔;
(2)电键断开时欧姆表的倍率为 (选填“”和“”);图甲中定值电阻的阻值为 ;
(3)将图甲中的电键闭合后,进行欧姆调零,当调零完毕时,滑动变阻器接入电路的阻值 ;欧姆调零后用该欧姆表测量某一待测电阻的阻值,稳定后电表指针指示位置如图乙所示,则该待测电阻的阻值 。
22.(2023·山东·高三专题练习)某科技小组要测量一只电流表A1(量程为1mA)的内阻。
(1)该小组同学首先用多用电表进行测量,红表笔应该接电流表A1的 (选填“正”或“负”)接线柱。测量如图所示,为测量尽量精确,应改用欧姆挡 继续测量。
(2)该小组继续选用以下器材用另一方案进行更为精确的测量
电流表A2:量程为3mA,内阻约为200Ω;
定值电阻R1:阻值为10Ω;
定值电阻R2:阻值为60Ω;
滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流1A;
直流电源:电动势1.5V,内阻为0.5Ω;
开关,导线若干。
①实验电路中的定值电阻应选用 (选填“R1”或“R2”)。
②在下图中将正确的实验电路图补充完整(必须在图中注明所选器材的符号)。
③该小组通过调节滑动变阻器进行了多次测量,以I2为纵轴,I1为横轴,根据测量数据画出的图像如图所示,则所测电流表A1的内阻应为 Ω。
23.(2023·山东·高三专题练习)某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源的电动势E和内阻r,已知图中电源的电动势为,内阻为,保护电阻的阻值为,S为单刀双掷开关。
(1)S与1接通前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)S与1接通,改变滑片P的位置,记下电流表的示数,保持P不动,S与2接通,记下电流表的示数,重复以上操作,得到多组和的值;
(3)该实验小组作出的的图像如图乙所示,若测得图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则电源的电动势E= ,内阻r= ;(选用,、k、b、表示)
(4)若不考虑偶然误差,该实验小组测得电源内阻的测量值 真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
24.(2023·山东·模拟预测)某实验小组采用如图甲所示的实验装置测量两节干电池的电动势E和内阻r,电路中定值电阻。
(1)有以下两种型号的滑动变阻器:
A.最大阻值,额定电流2A
B.最大阻值,额定电流1A
(2)为了方便调节,实验中选用滑动变阻器 (填“A”或“B”)
(3)某次测量时,电流表的量程为,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
实验中不断调节滑动变阻器的阻值,读取电流表和电压表对应的示数I、U,利用多组I、U数据绘制图像如图丙所示,根据图线得出该两节干电池的电动势 (保留三位有效数字),内阻 (保留两位有效数字)。
(4)若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图丙中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将 ,与纵坐标轴交点的数值将 (两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
25.(2023·山东·高三专题练习)小灯泡的说明书上标明额定电压为,伏安特性曲线如图甲所示。某同学通过实验验证它的伏安特性,所使用的器材有:电压表(量程,内阻);电流表(量程,内阻);定值电阻(阻值);滑动变阻器(阻值);电源(电动势,内阻不计);开关;导线若干。
(1)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量,在答题卡的虚线框内画出实验电路原理图 。
(2)请根据原理图,用笔画线代替导线在图乙实物接线图中完成导线的连接 。
(3)经验证,小灯泡的伏安特性曲线与说明书上的一致。现用另一电源(电动势,内阻)和小灯泡、滑动变阻器、开关以及导线连接成图丙所示的电路。滑动变阻器的滑片在最左端时闭合开关,稳定后小灯泡的电阻 。调节滑动变阻器的阻值,在可变化范围内,小灯泡的最大功率 W。(结果均保留2位有效数字)
26.(2023·山东·高三专题练习)电容储能已经在电动汽车,风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压,电容标识不清);
电源E(电动势,内阻不计);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器(最大阻值,额定电流);
电压表V(量程,内阻很大);
发光二极管,开关,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向 端滑动(填“a”或“b”)。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为 V(保留1位小数)。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为时,开关掷向1,得到电容器充电过程的图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为 C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为 F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关掷向2,发光二极管 (填“”或“”)闪光。
27.(2023·山东·高三专题练习)采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时,某研究性学习小组对此实验进行了如下探究:
(1)研究性学习小组首先按图甲所示的实验电路进行了测量。实验后,同学们对该实验方案进行了认真研究分析,发现实验的系统误差是由于电表的因素造成的,该实验的系统误差主要来源于 。
(2)研究性学习小组对实验方案进行了优化,改进后的实验电路如图乙所示,a为待测电源,b为辅助电源,A、B两点间接有一灵敏电流计G。
①闭合开关,调节R和使灵敏电流计G的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
②改变滑动变阻器R和的阻值,再次使灵敏电流计G示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
③由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势E表达式为 ,内电阻r的表达式 。
④该实验中 (选填“>”、“<”或“=”), (选填“>”、“<”或“=”)。
28.(2023·山东·模拟预测)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪秦电池铭牌如图所示,电池采用的是比亚迪的刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池串联而成,其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来,测量其中一块电芯的电动势E和内阻r,现有如下器材:一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻(已知)、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。
(1)实验前利用1A恒流电源对电芯进行充电,充满的时间最多要 h(保留三位有效数字);
(2) 某物理实验小组按图甲连接电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电流表的相应读数I,利用测量数据,作图线如图丙所示,图线的纵轴截距为a,斜率为,则一块电芯的电动势E= ,r= ;
(3)利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比, , (填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)为了消除电流表内阻误差,实验小组再按图乙组装电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电流表的相应读数I,利用测量数据,作图线如图丁所示,斜率为,则一块电芯的内阻= 。
29.(2023·山东·高三专题练习)某小组要测量图甲电路中的电流,需要在电路中串联电流表,如图乙所示,由于电流表存在内阻,从而引起电流测量误差。为消除电表内阻的影响,该小组采用图丙所示的电路,由电源、滑动变阻器和电流表A组成补偿电路,调节滑动变阻器,使灵敏电流计G的示数为零,电流表A的示数即图甲电路中的待测电流。
该小组想在图丙中添加一电压表,进一步测量电源E的电动势和内阻。
(1)请你将电压表接入电路中的合适位置;
(2)闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器R和,使灵敏电流计G的示数为零,读出电流表和电压表的示数I1和U1;
(3)改变滑动变阻器R和的阻值,重新使灵敏电流计G的示数为零,读出电流表和电压表的示数I2和U2;
(4)电源的电动势E= ,内阻r= (用I1、I2、U1和U2表示);
(5)不考虑偶然误差,电动势的测量值 真实值,内阻的测量值 真实值(填“>”“<”或“=”)。
30.(2023·山东·高三专题练习)某同学利用如图所示的电路测量多个物理量。实验室提供的器材有:
两个相同的待测电源(内阻r约为)
电阻箱(最大阻值为)
电阻箱(最大阻值为)
电压表V(内阻约为)
电流表A(内阻约为)
灵敏电流计G,两个开关、
主要实验步骤如下:
①按图连接好电路,调节电阻箱和至最大,闭合开关和,再反复调节和,使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱、电阻箱的示数分别为0.41A、12.0V,30.0Ω,28.2Ω;
②反复调节电阻箱和(与①中的电阻值不同),使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V。
回答下列问题:
(1)步骤①中:电流计G的示数为0时。A和D两点的电势差 V;
(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表V的内阻 ;
(3)结合步骤①步骤②的测量数据,电源的电动势的测量值 (保留1位小数), (选填“”、“”、“”)
0
0
1.61
21.5
2.01
26.8
2.2
29.3
2.42
32.3
2.66
35.5
2.82
37.6
U(V)
1.50
1.74
2.00
2.24
2.50
I(mA)
3.02
3.50
4.01
4.49
4.99
组
1
2
3
4
5
6
7
8
(mA)
2.2
2.4
2.9
3.2
3.7
4.2
4.4
4.7
(mA)
0.9
1.0
1.2
1.3
1.5
1.7
1.8
1.9
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专题02 电磁学版块大题综合-2024年高考物理二轮复习大题必刷满分冲刺 (新高考山东专用): 这是一份专题02 电磁学版块大题综合-2024年高考物理二轮复习大题必刷满分冲刺 (新高考山东专用),文件包含专题02电磁学版块大题综合-冲刺双一流之大题必刷备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺新高考山东专用原卷版docx、专题02电磁学版块大题综合-冲刺双一流之大题必刷备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺新高考山东专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共137页, 欢迎下载使用。