【三维设计】2022届高三物理一轮 课时跟踪检测28 电学实验综合训练

课时跟踪检测(二十八)　电学实验综合训练高考常考题型：实验题1．(2022·潍坊模拟)某同学用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图1甲所示，读数是________mm；用多用电表“×1”挡测该金属丝的电阻，如图乙所示，读数是________Ω。图12.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图2所示。(1)根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)。(2)画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图。图23．某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图3所示。图3读得直径d＝________mm。(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻R(Ω)121.050.023.910.03.1导线直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？10\n若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。________________________________________________________________________(3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l＝________m(结果保留两位有效数字)。4．(2022·四川高考)为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1、内阻大约为1kΩ的电压表B．量程为2、内阻大约为2kΩ的电压表C．量程为3、内阻为3kΩ的电压表选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时，电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。5．(2022·广东调研)2022年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目，还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施，处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：电流表A1(量程为0至50mA，内阻RA1约为3Ω)电流表A2(量程为0至3mA，内阻RA2＝15Ω)定值电阻R1＝697Ω定值电阻R2＝1985Ω滑动变阻器R(0至20Ω)一只电压表V(量程为0至12V，内阻RV＝1kΩ)蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)电键S一只10\n(1)在下边方框中画出应采用的电路图(2)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝________，当表达式中的________(填字母)达到________，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻。6．某电压表的内阻在20～50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V(量程3V)；电流表A1(量程200μA)；电流表A2(量程5mA)；电流表A3(量程0.6A)；滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)；电源E(电动势4V)；电键K，导线若干。(1)所提供的电流表中，应选用________(填写字母代号)。(2)为了尽量减少误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图。(其中电源和电键及其连线已画出)图47．(2022·潍坊模拟)为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图5甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示。请回答下列问题：10\n　　图5(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是________(选填“a”或“b”)；(3)根据图乙可以求得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W。8．(2022·深圳模拟)在测定一根粗细均匀的合金丝Rx的电阻率的实验中。(1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图6所示，则可读得合金丝的直径为________mm。图6(2)待测合金丝Rx的电阻约为5Ω。提供的仪器有：A．电压表V(内阻约为10kΩ，量程为3V)B．电流表A1(内阻约为3Ω，量程为0.6A)C．电流表A2(内阻约为0.1Ω，量程为3A)D．滑动变阻器R(阻值为0～5Ω，额定电流为2A)E．电源E(电动势为5V，内电阻为1Ω)F．一个开关、若干导线①要求较准确地测出其阻值，电流表应选________。(选填序号)②某同学根据以上仪器，按图7连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图乙中画一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽。③修改后的电路其测量结果比真实值偏________(选填“大”或“小”)。图79．(2022·南京模拟)某学习小组在研究小灯泡灯丝电阻和温度的关系时，描绘了一只小灯泡(3.6V　0.3A)的伏安特性曲线。实验中除红外测温仪、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E(电动势为6.0V)10\nB．电压表V1(量程为0～3V，内阻约为2kΩ)C．电压表V2(量程为0～5V，内阻约为4kΩ)D．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω)E．电流表A2(量程为0～100mA，内阻约为2Ω)F．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流1A)G．滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ，额定电流100mA)(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，请你选择合适的电压表、电流表和滑动变阻器________(填所选仪器前的字母序号)，并为该小组设计电路图，画在虚线框内。(2)根据正确设计的实验电路图，学习小组测得电压、电流、灯丝温度，并求得对应电阻值，如下表：电压/V00.200.501.001.502.002.503.003.50电流/A00.0510.1050.1650.2050.2350.2600.2800.300电阻/Ω3.94.86.17.38.59.610.712.0温度/℃12.066.1144.1216.3288.3354.4420.4498.5根据表格中的数据，学习小组的同学在图8中画出了小灯泡的伏安特性曲线。现要知道图线上P点对应的电阻RP，有同学认为可以作出曲线在P点的切线，而RP就等于该切线的斜率的倒数，这样做是否正确？答：________。(选填“正确”或“不正确”)图8(3)请你根据表格中的数据，在图9中画出灯丝的电阻值随温度变化的关系图线。根据图中的R－t图线可知，灯丝的电阻值与温度的关系是：________；0℃10\n时灯丝的电阻值约为________Ω(保留两位有效数字)。图910\n答案课时跟踪检测(二十八)电学实验综合训练1．解析：螺旋测微器读数时，先读出固定刻度线的分度值，再读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即0.001mm。本题中的读数为0.5mm＋40.0×0.01mm＝0.900mm；欧姆表测电阻本身就不是很精确，只能近似测出电阻值，所以对其读数要求不是很严格，小数点后保留几位是没有多大意义的，到底保留多少，就中学考试来讲，看题目中已知数据的位数而定，但应注意“×挡位”，该题中7.0也是可以的。答案：0.900　72．解析：(1)图线如图所示。Rx＝＝2.4×103Ω(2.3×103～2.5×103Ω)(2)因满足Rx2>RARV，故采用电流表内接法。答案：见解析3．解析：(1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取，读数为(1＋20.0×0.01)mm＝1.200mm。(2)由数据可得：R与S不成反比，R与S2成反比(或RS2＝恒量)。(3)根据电阻定律公式R＝ρ，所以l＝＝m＝19m。答案：(1)1.200　(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝恒量)　(3)194．解析：电压表的改装，须已知待改装电表的内阻，故电压表选择；电压表满偏时，串联电阻两端电压为6V，根据串联分压原理，串联电阻应为待改装电表内阻的2倍，即6kΩ，改装后电压表所测电压为其示数的3倍，由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋r，代入已知数据解得：E＝2.5V，r＝10Ω。实际电动势E0＝3E＝7.5V。10\n答案：(1)或C　6　(2)如图所示(3)7.5　105．解析：(1)滑动变阻器比待测电阻阻值小很多，故供电电路采用分压式；可估算LED灯正常工作时的电流为：I＝＝6mA，故电流表A1不能用来测其电流，要精确测定其电阻就要排除电压表与电流表内阻的分流与分压，所以不能用电压表V测其电压与电流表A2测其电流的比值求电阻。由于电流表A2内阻已知，与定值电阻串联可当做量程为0～6V的电压表与灯泡并联测电压；电压表V内阻已知，可知电流表在干路中测得的电流与电流表A2示数的差值即为通过灯泡的真实电流。(2)由于灯泡的额定电压为3V，所以当I2(R2＋RA2)＝3V，灯泡达到额定电压，此时电流的值为：I2＝1.5mA。答案：(1)如图所示(2)　I2　1.5mA6．解析：伏安法测电阻需要两块表：电压表和电流表。本题测量的是一个电压表的内阻，和普通定值电阻不同的是，电压表本身两端的电压UV可以通过自身表的示数读取，故不再需要其他的电压表来测其两端电压了，故本题只需一个量程合适的电流表与之串联测出其电流IV即可。经计算，流经待测电压表的最大电流为Imax＝＝150μA，考虑安全性及准确性，电流表应选A1。对于本题，因为待测电阻RV>R(待测电压表阻值是滑动变阻器最大阻值的20倍以上)，故滑动变阻器应采用分压式接法，满足题目多测几组数据的要求。答案：(1)A1(2)电路图如图所示10\n7．解析：(1)首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测路端电压。电阻箱两端电压为U＝U2－U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I＝；(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线；(3)图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0V，图线a的斜率为电源的内阻r＝2.0Ω，图线a、b的交点表示U1＝U2即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0W。答案：(1)I＝　(2)b　(3)3.0　2.0　1.08．解析：(1)由螺旋测微器的读数规则知该合金丝的直径＝0.5mm＋10.9×0.01mm＝0.609mm。(2)①由于被测电阻约为5Ω，电源电动势为5V，内阻为1Ω，则电路中出现的最大电流约为0.8A，如果选择量程为3A的电流表，误差太大，故电流表应选择量程为0.6A的。②原电路图中滑动变阻器是限流作用，电路的电流变化范围小，加一条导线连接，让滑动变阻器起分压作用。被测电路中电流变化范围变大。③被测电阻值Rx＝，由于电压表分流，故I>I真，即电阻的测量值比真实值偏小。答案：(1)0.609(0.607～0.609均对)(2)①B　②如图所示　③小9．解析：(1)小灯泡的额定电压为3.6V，要描绘其完整的伏安特性曲线，电压表应选“C”；小灯泡的额定电流为0.3A，故电流表应选“D”；要求小灯泡两端的电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法，在不超滑动变阻器额定电流的情况下，为操作方便，滑动变阻器应选择阻值较小的“F”。(2)不正确，小灯泡的阻值为非线性关系，图中的横轴表示小灯泡两端的电压U，纵轴表示流经它的电流I，图线上P点对应的阻值为RP＝。(3)从作出的R－t图可知，0℃时灯丝的电阻值约为3.7Ω(3.6～3.8Ω都正确)。10\n答案：(1)CDF　电路如图所示(2)不正确(3)如图所示　一次函数关系　3.710