2023届二轮复习 专题17　电学实验 作业

这是一份2023届二轮复习 专题17　电学实验 作业，共7页。
A．电流表G：测量范围0～10mA，内电阻未知；
B．电流表A：测量范围0～0.5A，内电阻很小；
C．电阻箱R0：电阻变化范围0～999.9Ω，最小精度0.1Ω；
D．滑动变阻器R电阻变化范围0～20Ω；
E．开关一个、导线若干．
实验中，首先需将电流表G改装成电压表，该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：
(1)将R0调到某一定值，滑动变阻器R的滑动触头移到________(选填“左端”“右端”或“任意”)位置然后闭合开关；
(2)多次改变R0的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R0＝5.0Ω时，电流表G的示数为10.0mA.电流表A的示数为0.210A，则电流表G的内电阻为________Ω；
(3)拆开电路，采用电阻箱R0与电流表G串联的方式，将电流表G改装成量程为2V的电压表V，则R0的值应调为________Ω.
(4)用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻，根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到U­I图像如图3所示，根据图像可求得该干电池的电动势E＝________V；内电阻r＝________Ω.(保留三位有效数字)
2．[2021·辽宁卷]某同学将一量程为250μA的微安表改装成量程为1.5V的电压表．先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示．
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8kΩ，据此计算R1的阻值应为________kΩ.按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值．
(2)开关闭合前，R2的滑片应移动到______端．
(3)开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是________．(填选项前的字母)
A．1、2间断路 B．3、4间断路
C．3、5间短路
(4)排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98μA，此时需要________(填“增大”或“减小”)R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值．
3．[2022·广东押题卷]某同学用以下器材组装一简易欧姆表：
毫安表A(量程0～50mA)；
电阻箱R(阻值0～999.9Ω)；
学生电源(输出电压0～16V)；
红，黑表笔各一只；
导线若干．
实验步骤如下：
(1)用导线将毫安表A、电阻箱R、学生电源串联起来，两只表笔一只接毫安表的负极，一只接学生电源负极，为使电流从黑色表笔流出，和毫安表相连的表笔应为________(选填“红”或“黑”)表笔；
(2)将学生电源的电压调至2V，电阻箱调到100.0Ω，将两表笔短接，发现毫安表指针向右偏转，调节电阻箱阻值，当阻值为35.0Ω时，发现毫安表恰好满偏，此时电路中的总电阻为________Ω；(结果保留一位小数)
(3)断开两表笔，他在毫安表0刻度处标记“∞”，“50 mA”刻度处标记“0”，并在其他刻度处标上正确阻值成为一个简易欧姆表，则25mA处应标记________Ω；(结果保留一位小数)
(4)将学生电源的电压调至6V，将两表笔短接，调节电阻箱直到毫安表满偏，此时该欧姆表的倍率为________(选填“×2”“×3”或“×10”)，将一未知电阻接入两表笔之间，发现毫安表指在25mA处，该电阻的阻值为________Ω(结果保留一位小数).
4．[2022·河北押题卷]某小组研究光敏电阻阻值随光照强度的变化规律．实验已选用了规格和量程合适的器材．
(1)用多用电表粗测光敏电阻在实验室正常光照条件下的阻值．选择×1k倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节________旋钮，使指针指在“0Ω”处．将两表笔与光敏电阻连接，测量的示数如图甲，则其电阻为________Ω.
(2)按图乙连接好电路进行测量．
①闭合开关S前，将电阻箱R调至______(选填“最大值”或“最小值”).将一光源对准光敏电阻的透光窗口，利用手机软件测量光敏电阻所处位置的光照强度．闭合开关S，调节电阻箱R，使电压表(可视为理想电表)的指针偏转到某一位置．待示数稳定后记录此时的光照强度、电压表的示数U和R0，断开开关S.已知电源电动势为E，内阻可以忽略不计，则此时光敏电阻阻值RL＝________．
②改变光敏电阻处的光照强度，测量不同光照强度下的光敏电阻阻值，并据此绘出如图丙的关系图线，可以大致得到光敏电阻阻值随光照强度的变大而________．
5．[2022·广东冲刺卷]一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清．某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤：
(1)将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表的红、黑表笔________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的________________．
(2)图甲为连接好的实物电路图，其中a为________(填“红”或“黑”)表笔．
(3)调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U­I图像，则该欧姆表的内阻为________Ω(结果保留整数).若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”).
(4)断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为________；占满偏电流值的eq \f(3,4)处的刻度应标记的数值为________(两空均保留整数).
6．[2022·邯郸三模]小玲同学在进行电学实验时需要一只量程为5V左右的电压表，而实验室仅有的可用器材有：
①一只量程为3mA、内阻50Ω的电流表；
②两可用定值电阻，一电阻R1＝400Ω，另一电阻R2的阻值在1000～2000Ω之间；
③一直流电源(电动势2～4V，内阻可忽略不计)；
④S1、S2及若干线；
⑤小玲决定将电流表与R2串联，通过电学知识确定改装后电表量程的准确值．
(1)请帮小玲完成确定电压表量程的电路图，并将图甲中的实物图连成完整电路．
(2)连线完成以后，将S1与S2闭合，电流表的示数如图乙，为________mA；
(3)当S1闭合，S2断开时，电流表的示数如图丙，为________mA；
(4)由此可以计算出改装后电压表的量程为________V，电源电动势为________V．
7．在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中．
(1)下图中，A代表电流传感器，B代表电压传感器，R为变阻器，R1为定值电阻．则下面各电路图中，图________是最合理正确实验电路图．
(2)某次实验得到的电源的U­I图线，其拟合方程为y＝－1.2x＋2.9可得，该电源的电动势E＝________V，内阻r＝____Ω.
(3)根据实验测得的该电源的U、I数据，若令y＝UI，x＝U/I，则通过计算机拟合得出y­x图线如图所示，则图线最高点A点的坐标x＝________Ω，y＝________W．(结果均保留两位有效数字)
专题强化训练17 电学实验
1．解析：（1）将R0调到某一定值，滑动变阻器R的滑动触头移到左端位置然后闭合开关；
（2）根据R0（I－IG）＝IGRG
解得RG＝100Ω；
（3）根据电压表的改装原理可知
R0＝eq \f(U,IG)－RG＝eq \f(2,0.01)Ω－100Ω＝100Ω；
（4）根据图像可求得该干电池的电动势E＝1.46V
内电阻r＝eq \f(ΔU,ΔI)＝eq \f(1.46－1.00,0.5)Ω＝0.920Ω.
答案：（1）左端 （2）100 （3）100 （4）1.46（1.47） 0.920（0.940）
2．解析：（1）微安表的内阻Rg＝0.8kΩ，满偏电流Ig＝250μA＝250×10－6A，串联R1后改装为U＝1.5V的电压表，所以满足Ig（Rg＋R1）＝U，代入数据解得R1＝eq \f(U,Ig)－Rg＝eq \f(1.5,250×10－6)Ω－0.8kΩ＝6kΩ－0.8kΩ＝5.2kΩ.
（2）开关闭合前，将滑动变阻器R2的滑片移动到2端，这样测量电路部分的分压为0，便于检测改装后的电表．
（3）若1、2间断路，则该电路从分压电路变成了限流电路，R2的变化引起电路总电阻的变化较小，故微安表有示数且变化不显著；若3、4间断路，则微安表始终无示数；若3、5间短路，则微安表的示数变化范围与无故障时相同．故应选A.
（4）标准电压表的示数为0.6V，若改装电压表也为0.6V，此时微安表的示数为I＝eq \f(0.6V,Rg＋R1)＝eq \f(0.6,6kΩ)＝100μA，但此时微安表示数为98μA，说明R1的阻值偏大，所以应该减小R1的阻值．
答案：（1）5.2 （2）2 （3）A （4）减小
3．解析：（1）根据电流流向，可以判断与毫安表相连的应为黑表笔；
（2）毫安表满偏，根据R＝eq \f(E,Ig)，解得R＝40.0Ω；
（3）毫安表指向25mA时，毫安表半偏，待测电阻等于内阻，此处标记40.0Ω；
（4）学生电源的电压调至6V，欧姆表的内阻为120.0Ω，故欧姆表的倍率为×3，毫安表指在25mA处，该电阻的阻值为40.0×3Ω＝120.0Ω.
答案：（1）黑 （2）40.0 （3）40.0 （4）×3 120.0
4．解析：（1）调节欧姆调零旋钮；图甲中，指针恰好指在16刻度上，多用电表欧姆挡不需要估读，所选倍率×1k，所以阻值为16kΩ，也可以采用科学计数法1.6×104Ω.
（2）①为了保护电路，电阻箱的阻值应先调到最大值，使得回路总阻值最大，回路电流最小，因此电压表的电压值最小，避免电压表的指针超过电压表的量程．由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋eq \f(U,RL)R0，整理可得RL＝R0eq \f(U,E－U).
②由图丙可知横坐标为光照强度，纵坐标为光敏电阻阻值，随着光照强度的变大，光敏电阻的阻值变小，但二者无线性关系．
答案：（1）欧姆调零 16000 （2）①最大值 R0eq \f(U,E－U) ②变小
5．解析：（1）欧姆调零时，将欧姆表的红、黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的最右端刻度线．
（2）在该实验中，欧姆表相当于电源，根据“红进黑出”原理可知a为红表笔．
（3）图像斜率的绝对值等于内电阻，因此欧姆表的内电阻为r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|＝|eq \f(1.5－1.35,0.5×10－3)|Ω＝300Ω.若考虑毫安表内阻影响，则测量值为毫安表与欧姆表内阻之和，因此测量值比真实值偏大．
（4）正中央刻度的阻值即中值电阻，而中值电阻等于欧姆表内电阻，又由于是“×10Ω”挡位，因此正中央刻度应标记的数值为30.
根据欧姆定律Im＝eq \f(E,r)
而eq \f(3,4)Im＝eq \f(E,r＋R)，可知R＝eq \f(1,3)r＝100Ω
因此刻度应标记的数值为10.
答案：（1）短接 最右端刻度线 （2）红 （3）300（或290～310均可） 偏大 （4）30（或29、31） 10
6．解析：（1）根据实验步骤，结合电流表的示数，电路是R1和R2的串联电路，且S2与R1并联，具体实物连线如图：
（2）～（4）电流表量程为3mA，刻度线共计30小格，每格刻度值为0.1mA，读数需要估读到下一位，故图乙读数为2.00mA，图丙读数为1.60mA.
开关均闭合时，根据闭合电路欧姆定律有：
E＝I1（RA＋R2）；
S1闭合，S2断开时，根据闭合电路欧姆定律有：
E＝I2（RA＋R2＋R1）
联立两式解得：E＝3.2V，
RA＋R2＝1600Ω；
改装电压表量程U＝Ig（RA＋R2），代入数据得U＝4.8V.
答案：（1）图见解析 （2）2.00 （3）1.60 （4）4.8 3.2
7．解析：（1）测电源的电动势和内阻，需要测量路端电压和干路电流，定值电阻是为了保护电路，开关应该接入干路中，故电路图选c；
（2）根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir
电源的U­I图线，其拟合方程为y＝－1.2x＋2.9
可得E＝2.9V，r＝1.2Ω；
（3）若令y＝UI＝P出，x＝eq \f(U,I)＝R
由此可知y­x图线表示电源输出功率随外电阻变化图线，根据P出＝I2R＝（eq \f(E,R＋r)）2R＝eq \f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，
当R＝r时，输出功率达到最大值P出＝eq \f(E2,4r)，
故图线最高点坐标x＝1.2Ω，y＝1.8W.
答案：（1）c （2）2.9 1.2 （3）1.2 1.8