2023版高考物理总复习之加练半小时 第九章 微专题61 电学实验基础

微专题61　电学实验基础

1．电表改装时可把表头看作是可显示自身电流的普通电阻，利用欧姆定律解决电表改装问题.2.电流表内外接结论：“大内偏大，小外偏小”.3.滑动变阻器分压式接法的主要优势：可以从零开始调节、调节范围大．

1.李伟同学在学习电表改装的原理以后，想找器材实践一下，于是他从学校实验室找来了一个小量程电流计G(表头)，查阅说明书，知道了该电流表满偏电流为50 μA，内阻为800 Ω，他想把该电流计改装成0～1 mA和0～10 mA的双量程电流表，电路图如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．改装后开关接2时量程为0～1 mA

B．改装后的电流表量程均随电阻R2的阻值增大而减小

C．改装后的电流表量程均随电阻R1的阻值增大而减小

D．改装后开关接2时电流表内阻大于开关接1时的内阻

答案　C

解析　开关接1时表头与R1、R2并联，分流较小，量程较小，开关接2时，表头先与R2串联，再与R1并联，分流较大，量程较大，故改装后开关接2时量程为0～10 mA，A错误；当开关接1时，量程为I1＝Ig＋，当开关接2时，量程为I2＝Ig＋，故随R1的增大，I1、I2均减小，随R2的增大，I1减小，I2增大，B错误，C正确；将I1＝1 mA、I2＝10 mA代入B、C解析中的表达式可得R1≈4.2 Ω，R2≈37.9 Ω.开关接1时，内阻为RA1＝≈40 Ω，开关接2时的内阻为RA2＝≈4 Ω，故改装后开关接2时电流表内阻小于开关接1时的内阻，D错误．

2.如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　　)

A．A1、A2的读数之比为1∶1

B．A1、A2的读数之比为1∶5

C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5

D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1

答案　D

解析　电流表A1、A2量程之比为5∶1，则由Rg＝可得其内阻之比为1∶5；A1、A2并联，故流经A1、A2电流之比等于内阻的反比，即流经A1、A2电流之比为5∶1，所以读数之比为5∶1，由电表改装原理可得A1、A2并联，且两电流计相同，故流经电流计的电流相等，两指针偏转角度相等，故选D.

3．太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，在有光照射时，可以将光能转化为电能，在没有光照射且未储存电能时可视为一个电阻．该同学先将某太阳能电池用不透光的黑色器件盒封好(电阻约为1 kΩ)，利用直流电动势为3 V的电源E、量程为3 V的电压表(内阻约为3 kΩ)、量程为6 mA的电流表(内阻约为5 Ω)、滑动变阻器R以及开关、导线等进行实验测此太阳能电池的电阻，则本实验应该采用的实验电路设计图为(　　)

答案　C

解析　因＝≫＝，则应该采用电流表内接；滑动变阻器接成分压电路，则电路图选择C.

4．用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图所示，分别将图a和b两种测量电路连接到电路中，按照a图时，电流表示数为4.60  mA，电压表示数为2.50 V；按照b图时，电流表示数为5.00  mA，电压表示数为2.30 V，比较这两次结果，正确的是(　　)

A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω

B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω

C．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω

D．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω

答案　B

解析　两次测量电流表分压示数变化为＝8%，电压表分流示数变化为≈8.7%，即电流表分压示数变化较小，所以采用电流表内接，测量值更接近真实值，且测量值大于真实值；所以电流表内接法所测电阻Rx＝ Ω≈543 Ω，故A、C、D错误，B正确．

5．如图所示，滑动变阻器的最大阻值是R1，定值电阻的阻值是R2，A、B两端的电压恒定为U，R2两端的电压用U2表示，则(　　)

A．开关S断开时，滑片P从a移动到b，U2从0变化到U

B．开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U2从0变化到U

C．若R1比R2小很多，开关S断开时，滑片P从a移动到b，U2的改变量远小于U

D．若R1比R2小很多，开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U2的改变量远小于U

答案　C

解析　开关S断开时，滑片P在a处，R2两端的电压最大，为U，滑片P在b处，R2两端的电压最小，为U，A错误；开关S闭合时，滑片P在a处，R2两端的电压最大，为U，滑片P在b处，R2被短路，两端的电压最小，为0，U2从U变化到0.B错误；开关S断开时，滑片P从a移动到b，U2的改变量为ΔU2＝U－U＝U，由于R1比R2小很多，所以ΔU2≪U，C正确；开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U2的改变量为ΔU2′＝U－0＝U，D错误．

6．某同学要测量水笔笔帽的深度、内径和外径，应选择________(选填“游标卡尺”或“螺旋测微器”)进行测量．如图甲为游标卡尺结构，某次游标位置如图乙所示，则其读数为________ cm.

答案　游标卡尺　2.125

解析　测量水笔笔帽的深度、内径和外径，应分别选择游标卡尺的深度尺、内量爪、外量爪，故应选择游标卡尺．

游标卡尺读数的方法为主尺读数加上游标尺读数，不需估读．主尺读数为21 mm，游标尺读数为0.05×5 mm＝0.25 mm，最后读数为21 mm＋0.25 mm＝21.25 mm＝2.125 cm.

7．某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________到F靠近小球，再转动________到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数(填仪器部件字母符号)．正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________ mm.

答案　D　H　G　6.700

解析　用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动制动旋钮G使F固定后读数．

小球直径的读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.

8．(1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径，其示数如图a、b、c所示，该金属导线的直径读数为：

a．________ mm　b．________ mm　c．________ mm

(2)用游标尺为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图d所示，则测量结果应该读作________ mm.

(3)正确读出图中各表的读数：

①如图e，接0～3 V量程时读数为________ V；接0～15 V量程时读数为________ V.

②如图f，接0～3 A量程时读数为________ A；接0～0.6 A量程时读数为________A.

答案　(1)4.592(4.591～4.593均可)　1.880(1.879～1.881均可)　8.600(8.599～8.601均可)　(2)10.40　(3)①2.18(2.17～2.19均可)　10.9(10.7～10.9均可)　②0.80　0.16　

解析　(1)图a读数为4.5 mm＋9.2×0.01 mm＝4.592 mm

图b读数为1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm

图c读数为8.5 mm＋10.0×0.01 mm＝8.600 mm

(2)游标卡尺的读数为10 mm＋20×0.02 mm＝10.40 mm

(3)①图e接0～3 V量程时，最小分度为0.1 V，则读数为2.18 V，接0～15 V量程时，最小分度为0.5 V，则读数为10.9 V.

②图f接0～3 A量程时，最小分度为0.1 A，则读数为0.80 A，接0～0.6 A量程时，最小分度为0.02 A，读数为0.16 A.