2024年高考物理第一轮复习讲义：第九章 专题突破10 电学实验基础

这是一份2024年高考物理第一轮复习讲义：第九章 专题突破10 电学实验基础，共8页。
【A级——夯实基础】1.有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm等分成50份，以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示。(1)它的准确度是________mm。(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是________cm。解析：(1)39 mm等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为1.95 mm，故准确度为2.00 mm－1.95 mm＝0.05 mm。(2)主尺示数为31 mm，游标尺示数为0.05 mm×6＝0.30 mm，故物体的厚度为31 mm＋0.30 mm＝31.30 mm＝3.130 cm。答案：(1)0.05　(2)3.1302.写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的示数：(1)游标卡尺的示数为________mm；(2)螺旋测微器的示数为________mm。解析：(1)由图甲所示游标卡尺可知，主尺示数是1.0 cm＝10 mm，游标尺示数是0×0.05 mm＝0.00 mm，游标卡尺示数为10 mm＋0.00 mm＝10.00 mm。(2)由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为3.5 mm，可动刻度示数为35.3×0.01 mm＝0.353 mm，螺旋测微器示数为3.5 mm＋0.353 mm＝3.853 mm。答案：(1)10.00　(2)3.8533.图甲为某次测量时电压表的刻度盘的情形，若当时使用的是该表的0～3 V量程，那么电压表示数为________V，若当时使用的是该表的0～15 V量程，那么电压表示数应为________V；如图乙所示的电阻箱的示数为________Ω。解析：0～3 V量程最小刻度是0.1 V，要向下估读一位，读1.15 V(由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14～1.16 V都算正确)。0～15 V量程最小刻度为0.5 V，只要求读到0.1 V这一位，所以读5.7 V(5.6～5.8 V都算正确)。图乙中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到电阻箱的示数为84 580.2 Ω。答案：1.15(1.14～1.16均可)　5.7(5.6～5.8均可)　84 580.24.一只小灯泡标有“3 V　0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻：电源(电动势为12 V、内阻为1 Ω)，最大阻值为5 Ω的滑动变阻器，电流表(内阻为1 Ω)，电压表(内阻为10 kΩ)，开关一个，导线若干。(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用____________(选填“内接”或“外接”)法，滑动变阻器应采用____________(选填“分压式”或“限流式”)接法。(2)在下面虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。    解析：(1)因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx＝＝15 Ω，而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ，满足Rx<，电流表应采用外接法；实验中因小灯泡两端的电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。(2)实验电路图如图所示。答案：(1)外接　分压式　(2)图见解析5.在测量某待测电阻Rx的阻值(约为45 Ω)的实验中，有以下器材可供选择：电流表A(量程0～100 mA，内阻约为1 Ω)；电压表V(量程0～3 V，内阻约为30 kΩ)；电源E(电动势为3 V，内阻约为0.2 Ω)；滑动变阻器R1(0～1 000 Ω)；滑动变阻器R2(0～5 Ω)；开关S一个，导线若干。(1)滑动变阻器应选________(填器材的元件符号)。(2)请在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图，并标出电路元件的字母符号。         (3)在某次测量中，电压表示数如图所示，则此电压值为________V。(4)若某次测量中，电压表示数为1.26 V时，电流表示数为30.0 mA，则待测电阻Rx的阻值为________(结果保留两位有效数字)。解析：(1)滑动变阻器的阻值越小，调节滑动变阻器时，流过待测电阻的电流变化及电阻两端的电压变化范围越大，故滑动变阻器选择R2。(2)为了使流过待测电阻的电流及电阻两端的电压范围大，滑动变阻器采用分压式接法，由题可得＞，故电流表采用外接法，综上可得电路图如图所示。(3)电压表的量程为3 V，分度值为0.1 V，则电压表的读数为2.20 V。(4)根据欧姆定律得Rx＝＝ Ω＝42 Ω。答案：(1)R2　(2)图见解析　(3)2.20　(4)42【B级——能力提升】6.利用如图所示电路测量一量程为300 mV的电压表的内阻RV，RV约为300 Ω。实验步骤如下：①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；②闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的指针指到满刻度；③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的一半，读出此时电阻箱R0的阻值，即为电压表内阻RV的测量值。实验提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9 Ω)、电池(电动势约1.5 V，内阻可忽略不计)、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：A．滑动变阻器(最大阻值150 Ω)；B．滑动变阻器(最大阻值10 Ω)；C．定值电阻(阻值约20 Ω)；D．定值电阻(阻值约200 Ω)。根据以上设计的实验方法，回答下列问题：(1)对于上述测量方法，从实验原理分析可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值R测______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值RV。(2)为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器应选用________，定值电阻R′应选用________。(填字母代号)(3)在其他元件不变的情况下，为使测量更准确，可换用一电动势更________(选填“大”或“小”)的电池(内阻可忽略)。解析：(1)从实验原理分析可知，当电阻箱接入电路后，电阻箱和电压表组成的支路分得的电压增大，电阻箱R0的电压大于电压表满刻度的一半，导致所测电阻也偏大，所以测量电阻大于真实电阻。(2)该实验中，滑动变阻器采用了分压接法，因此要选择总阻值较小的，故选B。定值电阻R′的阻值不能过大，否则R′分得的电压偏大，影响实验的准确性，故选C。(3)为使测量更准确，可换用一电动势更大的电池。答案：(1)大于　(2)B　C　(3)大7.某同学为测量电压表的内阻，实验室提供了：A．待测电压表(量程为3 V，内阻约为30 kΩ)B．电源E1(电动势为6.0 V，内阻不能忽略)C．电源E2 (电动势为3.0 V，内阻不能忽略)D．滑动变阻器R1(最大阻值为10  kΩ)E．滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω)F．电阻箱R′(满足实验要求)G．开关，导线若干该同学利用上述器材连接了如图电路后，进行了下述操作：①先将滑动变阻器R的滑片调到最左端，电阻箱R′的阻值调为零；②闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表指针满偏；③保持滑动变阻器R的滑片不动，调节电阻箱R′，使电压表指针偏转到满刻度的一半，读出电阻箱R′的读数为29  kΩ。(1)电源应选用________，滑动变阻器选用________。(填写对应序号)(2)在虚线框中画出电路图。      (3)待测电压表内阻为________，测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：(1)由于电压表要满偏，达到3 V，但电源由于内阻不能忽略，则其路端电压小于电源电动势，故电动势为3 V的电源不能满足要求，故选电源电动势为6 V的B；由于满偏和半偏时认为电压未变，故只有滑动变阻器远小于电压表内阻时才成立，故选择最大阻值为10 Ω的E。(2)此图是用半偏法测电压表的内阻，按实物连线画电路图如图所示。(3)滑动变阻器保持不变，可以认为总电压不变，再调节电阻箱使电压表半偏，那么电阻箱的电压与电压表相同，所以RV＝R箱＝29 kΩ。实际上，由于电阻箱与电压表串联后接入电路增加了总电阻，则滑动变阻器的分压将增大，这样当电压表半偏时，电阻箱的电压比电压表大，所以测量值大于真实值。答案：(1)B　E　(2)图见解析　(3)29 kΩ　大于8．(2021·河北唐山模拟)一金属线材电阻未知且电阻分布不均匀，为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段，实验研究小组设计了如图所示电路，实验器材如下：未知电阻Rx，阻值约为4.8 Ω；微安表(零刻度在表盘中间)，一端接导线，另一端接表笔；定值电阻R1，阻值为10 Ω；电阻箱R2，阻值0～99.9 Ω；电流表，量程0～0.6 A，内阻RA＝1 Ω；电压表，量程0～3.0 V，内阻约为3 000 Ω；滑动变阻器R3，0～10 Ω；电源，电动势为3 V；开关，导线若干。实验过程如下：(1)按图连接电路，闭合开关之前，将滑动变阻器的滑片滑到最________(选填“左”或“右”)端；(2)将电阻箱R2的阻值调整到________Ω，闭合开关；(3)将滑动变阻器R3的滑片调节到合适位置，连接微安表的表笔与未知电阻试触，防止微安表电流过大，不断改变表笔在未知电阻上的接触位置，直到________________________时，记录此次接触点的位置，即为等分电阻的位置；(4)保持表笔与记录的接触位置的接触，读出此时电流表和电压表的读数分别为________A和________V；(5)通过两表读数可以得到未知电阻的阻值为________Ω。解析：(1)按图连接电路，闭合开关之前，要保护电路，让电流最小，则将滑动变阻器的滑片滑到最右端，让阻值最大。(2)为了测量金属线材阻值并将其截为阻值相等的两段，则将电阻箱R2的阻值调整与定值电阻R1相等，调为10 Ω。(3)利用串联电阻的分压作用，当两电阻阻值相等时，电势降低值相等，则两触点的电势相等，流过微安表的电流为零，所以为了等分电阻，只需要调节表笔在未知电阻上的接触位置，直到流过微安表的电流为零时，记录此次接触点的位置，即为等分电阻的位置。(4)电流表的最小刻度为0.02 A，读数时，只需要同位估读，所以电流表的读数为0.50 A。电压表的最小刻度为0.1 V，读数时，需要估读到下一位，所以电压表的读数为2.50 V。(5)并联电阻的阻值R并＝＝＝5 Ω，根据并联电路电阻关系有＝＋，代入数据解得Rx≈6.7 Ω。答案：(1)右　(2)10　(3)流过微安表的电流为零(4)0.50　2.50　(5)6.7