2018届高三物理二轮复习试题：板块一 专题突破复习专题六 物理实验15+Word版含解析

跟踪强化训练(十五)1．(2017·江西六校联考)一探究小组要测量2B 铅笔芯的电阻率，所用的实验器材有：电源E (9 V)，铅笔芯(最大阻值约6 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，电流表A(量程为0.3 A ，内阻约为0.5 Ω)，电压表V(量程为3 V ，内阻约为1000 Ω)，开关S.(1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整．(2)实验中，改变连入电路的铅笔芯长度L ，测出对应的电阻值R ，测得的5组实验数据已描点在如图甲所示的R －L 坐标系中，请画出R －L 图线．(3)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径．如图乙所示，其读数为________mm.(4)根据画出的R －L 图线及测得的铅笔芯的直径，可求得铅笔芯的电阻率为________Ω·m(保留三位有效数字)．[解析] (1)由于待测电阻R x <R A R V ，所以电流表应该用外接法，滑动变阻器采用分压式接法．(3)螺旋测微器的读数为 1 mm ＋20.0×0.01 mm ＝1.200 mm.(4)由电阻定律得R ＝ρL S ＝ρ4L πd 2，R －L 图线的斜率k ＝4ρπd 2，解得ρ＝3.77×10－5 Ω·m.[答案](1)如图1所示(2)如图2所示(3)1.200(4)3.77×10－52．(2017·天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．(2)排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.[解析] (1)用多用电表的电压挡测U ab ′≠0，说明两表笔与电源两极间为通路，问题出在a 、b ′之间的含有电键的电路部分；若U aa ′≠0，说明aa ′导线断路，若U aa ′＝0，说明导线bb ′断开．(2)由于I 2≫I 1，故可将I 2视为干路电流，则有I 1(R 1＋r 1)＝E －I 2(r ＋R 0)则I 1＝E R 1＋r 1－r ＋R 0R 1＋r 1·I 2，故从图线的截距和斜率可求得E ＝1.4 V ，r ＝0.5 Ω.[答案] (1)aa ′ bb ′ (2)1.4(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可)3．(2017·山西五校四联)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需要测量一个规格为“2.5 V 0.5 A ”的小灯泡两端的电压和通过它的电流．现有如下器材：A ．直流电源(电动势3.0 V ，内阻不计)B ．电流表(量程3 A ，内阻约0.1 Ω)C ．电流表(量程600 mA ，内阻约2 Ω)D．电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)E．电压表(量程15 V，内阻约15 kΩ)F．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)(1)实验中，电流表应选择________；电压表应选择________．(填所选器材前的字母)(2)为了尽可能地减小实验误差，请根据正确选择的器材设计电路并在虚线框中作出该电路图．(3)灯泡的伏安特性曲线如图所示．实验中，若把该小灯泡和一个阻值为9 Ω的定值电阻串联在电动势为3 V、内阻为1 Ω的直流电源上，则小灯泡此时的电阻为________Ω.(结果保留两位有效数字)[解析](1)因灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.5 A，因此为保证实验的安全和准确，电压表应选择D，电流表应选择C.(2)本实验要求通过灯泡的电流由零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，因灯泡正常发光时电阻为R L＝2.50.5Ω＝5 Ω，较小，则电流表采用外接法．(3)在灯泡的伏安特性曲线中，作出等效电源(电动势3 V，内阻10 Ω)的I－U图线，由图可知两图线交点坐标为(0.4 V,0.26 A)，则灯泡此时电阻为0.4 V0.26 A＝1.5 Ω.[答案](1)C D (2)如图所示(3)1.5(1.4～1.6均可)4．某探究小组要尽可能精确地测量电流表的满偏电流，可供选用的器材如下：A．待测电流表(满偏电流I max约为800μA、内阻r1约为100 Ω，表盘刻度均匀、总格数为N)B．电流表(量程为0.6 A、内阻r2＝0.1 Ω)C．电压表(量程为3 V、内阻R V＝3 kΩ)D．滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)E．电源E(电动势为3 V、内阻r约为1.5 Ω)F．开关S一个，导线若干(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图，其中合理的是________(选填“图甲”或“图乙”)．(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”或“C”)．(3)在开关S闭合前，应把滑动变阻器的滑片P置于________端(选填“a”或“b”)．(4)在实验中，若所选电表的读数为Z，电流表的指针偏转了n格，则可算出待测电流表的满偏电流I max＝________.[解析] (1)由于待测电流表的量程较小，而内阻大于滑动变阻器的最大阻值，为了减小误差，应选用乙电路图．(2)由于两块电流表的量程差距较大，只能选用电压表当电流表使用，故选C.(3)乙电路图中滑动变阻器采用的是分压式接法，在闭合开关前，要求测量电路的分压为零，故滑动变阻器的滑片P 应置于b 端．(4)根据串联电路的特点，可得：Z R V ＝I max n N ，解得：I max ＝ZN nR V ⎝ ⎛⎭⎪⎫ZN 3000n 也对. [答案] (1)图乙 (2)C (3)b (4)ZN nR V ⎝ ⎛⎭⎪⎫ZN 3000n 也对 5．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请根据要求完成下列问题：(1)在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“×10”挡，则测量的结果为________Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为________mA.(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，R g为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值R x的关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为______________________．(3)(多选)下列对图丙中的I－R x图线的解释或判断中正确的是________．A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使R x＝0时电路中的电流I ＝I gC．测量中，当R x的阻值为图丙中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧D．R x越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左疏右密[解析](1)根据多用电表的读数规则，若选择开关拨至“×10”挡，按照最上面欧姆表刻度读数，则测量结果为14 Ω×10＝140 Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，按照刻度盘上中间刻度读数，且要估读一位，则测量结果为26.0 mA.(2)根据题图乙的电路，由闭合电路欧姆定律，E＝I(r＋R0＋R g＋R x)，得到电路中电流I与待测电阻的阻值R x的函数关系式为I＝Er＋R0＋R g＋R x.(3)由题图乙可知，I＝Er＋R0＋R g＋R x，待测电阻最小为零时，电流最大，电流表指针满偏；待测电阻最大为无限大(两表笔断开)时，电流为零，电流表指针在最左侧，所以欧姆表的示数左大右小，最右端刻度为零，最左端刻度为无限大，选项A错误．欧姆表调零的实质是通过调节R0使R x＝0时电路中的电流I＝I g(满偏电流)，选项B正确．测量中，当R x的阻值为题图丙中的R2时，大于中值电阻R1，指针位于表盘中央位置的左侧，选项C正确．R x越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，选项D错误．[答案](1)14026.0(2)I＝Er＋R0＋R g＋R x(3)BC6．为了测量某待测电阻R x的阻值(约为30 Ω)，有以下器材可供选择，要求测量范围尽可能大．电流表A1(量程0～50 mA，内阻约10 Ω)；电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.12 Ω)；电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)；电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)；定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流2.0 A)；滑动变阻器R2(0～1 kΩ，允许最大电流0.5 A)；单刀单掷开关S一个，导线若干．(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号)(2)请画出测量电阻R x的实验电路图．(3)某次测量中，电压表示数为U时电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为R x＝________.[解析](1)因电源电动势约为3 V，所以电压表选择量程为0～3V的V1；待测电阻R x的阻值约为30 Ω，流过R x的最大电流为3 V 30 Ω＝0.1 A，如果电流表选择A2，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1；因实验要求测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应接成分压式，选用最大阻值较小的滑动变阻器操作方便、误差小，所以滑动变阻器选R1.(2)因待测电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应采用外接法；为了使流过电流表A1的电流不超过其最大测量值50 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻，起保护作用，所以实验原理图如图所示．。