高考物理一轮复习专题突破练习9电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)含答案

这是一份高考物理一轮复习专题突破练习9电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)含答案，共11页。


图(a) 图(b)
2．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或(b)所示，结果由公式Rx＝eq \f(U,I)计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
图(a) 图(b)
3．(1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中指针示数是______ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______ A，图中指针示数为________ A。
(2)图乙使用较小量程时，每小格表示______ V，图中指针的示数为________ V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______ V，图中指针示数为________ V。
甲 乙
(3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______ Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是______________________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________。
丙
4．某实验小组欲用伏安法测量一合金导线的电阻率，其电阻Rx大约为200 Ω，可选用的实验器材如下：
甲 乙
直流电源(电动势4 V，内阻不计)
电压表V(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)
电流表A(量程0～3 mA，内阻RA＝4 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)
定值电阻R1(阻值等于1 Ω)
定值电阻R2(阻值等于10 Ω)
开关
导线若干
(1)用螺旋测微器测量合金导线的直径d，示数如图甲所示，则读数为________ cm。
(2)测量电路如图乙所示，为了使测量结果更加准确，定值电阻应选择________(选填“R1”或“R2”)。
(3)根据电路图连接电路，闭合开关，电压表的示数为U＝2.1 V，电流表的示数为I＝2.0 mA，则合金导线的电阻为________ Ω。
5．(2022·宁夏区吴忠市模拟)利用如图甲所示的电路，测量一个量程为3.0 V的电压表的内阻。
(1)按图甲所示的电路，用铅笔画线代替导线完成图乙中的实物连接。
甲 乙
(2)实验步骤如下，并填写步骤一、二中的相关内容。
第一步：将滑动变阻器的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端，再将电阻箱R0的阻值调到________(选填“零”或“最大”)，然后闭合开关S；
第二步：____________________________________________________________
___________________________________________________________________；
第三步：保持滑动变阻器滑动端不动，仅调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为1.5 V，读出此时电阻箱R0的阻值；
第四步，断开开关S。
(3)若在第三步中读出的R0＝2 100 Ω，则该电压表的内阻为________ Ω。使用这种方法测出的电压表的内阻与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。
6．(2023·山东德州模拟)某同学用伏安法测量待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表(量程0～1 V，内阻约为10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约为100 kΩ)
C．电流表(0～1 mA，内阻约为30 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.05 Ω)
E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)
G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________。(均填器材的字母代号)
(2)画出测量Rx阻值的实验电路图。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
7．(2022·辽宁卷)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图(a)所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。
图(a)
(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～________ mA。
(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________(填“大”或“小”)。
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
甲 乙
图(b)
8．(2021·山东卷)热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：
待测热敏电阻RT(实验温度范围内，阻值几百欧到几千欧)；
电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)；
电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)；
滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；
微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
甲
①按图示连接电路；
②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。
(2)请用笔画线代替导线，将实物图(不含温控装置)连接成完整电路。
(3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为________ Ω(结果保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值。
(4)多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐________(填“增大”或“减小”)。
乙
专题突破练习(九)
1．解析：题图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的某一条刻线对齐，故测量结果为12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。螺旋测微器的精度为0.01 mm，由题图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm。
答案：1.220 6.860(或6.861)
2．解析：由于eq \f(RV,Rx)＝10UR，I＝IR，则Rx1>R真，即测量值Rx1大于真实值；又由于Rx2＝eq \f(U,I)，R真＝eq \f(UR,IR)，其中U＝UR，I>IR，则Rx2答案：Rx1 大于 小于
3．解析：(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A。
(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，指针示数为8.5 V。
(3)电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。
答案：(1)0.02 0.44 0.1 2.20
(2)0.1 1.70 0.5 8.5 (3)1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω
4．解析：(1)螺旋测微器的读数：固定刻度的读数＋可动刻度读数×精度值＝1.5 mm＋20.0×0.01 mm＝1.700 mm＝0.170 0 cm。
(2)由于电压表量程为0～3 V，Rx阻值约为200 Ω，可知最大电流约为15 mA，电流表的量程太小，为了测量结果更加准确，需要扩大量程，选定值电阻R1，刚好量程扩大5倍，这样测Rx的电流误差才小。
(3)电流表与定值电阻R1并联后其电阻为R′A＝eq \f(RAR1,RA＋R1)＝eq \f(4,5) Ω，合金导线的电阻为Rx＝eq \f(U,5I)－R′A＝eq \f(2.1,5×2.0×10－3) Ω－eq \f(4,5) Ω＝209.2 Ω。
答案：(1)0.170 0 (2)R1 (3)209.2
5．解析：(1)根据题图甲所示的电路图连接实物图，实物图如图所示。
(2)由题图所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片P滑到a端，再将电阻箱R0的阻值调到零；第二步，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V。
(3)由串联电路特点可知，电压表与电阻箱阻值相等，即电压表内阻RV＝R0＝2 100 Ω，把电阻箱接入电路时，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流变小，路端电压变大，分压电路两端电压变大，当电压表示数为1.5 V时，电阻箱两端电压大于1.5 V，即R0的分压要大一些，故RV的实际值要小一些，实验认为电压表内阻等于电阻箱阻值，由此可知，电压表内阻测量值大于真实值。
答案：(1)见解析图 (2)a 零 调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V
(3)2 100 偏大
6．解析：(1)若选用电源1.5 V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，即电源选用电动势为12 V的，即F；则电压表就应该选取B；电路中的最大电流为Im＝1.2 mA，故选用电流表C。
(2)因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10 Ω，若采用滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法；由于eq \f(RV,Rx)(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据Rx＝eq \f(U,I)，可知测量值偏大。
答案：(1)B C F (2)见解析图
(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)
7．解析：(1)由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，与电流表并联，满偏时电流表两端的电压为
Um＝Imr＝250×10－6×1.2×103 V＝0.3 V
此时R1和R2的电流为
I＝eq \f(Um,R1＋R2)＝eq \f(0.3,40＋360) A＝0.75×10－3 A＝0.75 mA
所以总电流为I总＝Im＋I＝1 mA
即量程为0～1 mA。
(2)当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于与电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在A端时量程大。
(3)图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
答案：(1)1 (2)大 (3)乙
8．解析：(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选R1。
(2)电路连接图如图所示
(3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即RT＋RμA＝6 000 Ω
可得RT＝3 500 Ω
当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
(4)由于是lnRT­eq \f(1,T)图像，当温度T升高时，eq \f(1,T)减小，从图中可以看出lnRT减小，从而RT减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
答案：(1)R1 (2)见解析 (3)3 500 大于
(4)减小