【优化方案】2014高考物理二轮 电学实验课时演练知能提升(含2013试题,含详解)

1【优化方案】2014物理二轮课时演练知能提升：电学实验（含2013试题，含详解）1．(2013·高考北京卷)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值．(1)现有电源(4V，内阻可不计)，滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)、开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线．(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx＝UI＝________Ω(保留两位有效数字)．(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)2A．电流表测量值小于流经Rx的电流值B．电流表测量值大于流经Rx的电流值C．电压表测量值小于Rx两端的电压值D．电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U－x关系的示意图中正确的是________．解析：(1)为了减小误差，应使电流表读数为量程的12～23，因电源电动势为4V，故电压表应选C，因此通过被测电阻Rx的最大电流Im＝45A＝0.6A，故电流表应选B，本题测的是一个小电阻，即RVRRRA，所以应采用电流表外接法，故采用图甲．(2)电路连接如图所示．(3)由题图3可读出电流表的读数为0.50A，电压表的读数为2.6V，故Rx＝UI＝5.2Ω.(4)甲图中引起误差的原因主要是电压表的分流作用，即电流表的测量值大于流经Rx的电流值，选项B正确．乙图中引起误差的原因主要是电流表的分压作用，即电压表的测量值大于Rx两端的电压值，选项D正确．(5)因闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，设滑动变阻器的总阻值为R，两端总长度为L，则接入电路的阻值为R′＝RL(L－x)，故被测电阻两端的电压U＝RxERx＋RL（L－x），故选项A正确．答案：(1)BC甲(2)如图所示(3)5.2(4)BD(5)A2．(2012·高考山东卷)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；3电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．解析：(1)螺旋测微器主尺读数为1.5mm，螺旋刻度读数为27.3×0.01mm＝0.273mm，读数应为：1.5mm＋0.273mm＝1.773mm.(2)由于待测电阻Rx阻值约为4Ω，额定电流约为0.5A，故电流表选A1，电源选E1.答案：(1)1.773(1.771～1.775均正确)(2)A1E1电路如图所示3．(2013·云南部分名校统考)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8V，0.3A”．除了开关、导线外，还有如下器材：电压表V，量程0～5V，内阻约5kΩ电流表A1，量程0～500mA，内阻约0.5Ω电流表A2，量程0～100mA，内阻约4Ω滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流2.0A滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，额定电流1.0A直流电源E，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω(1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填器材符号)(2)请根据所选的器材，在图甲中用笔画线代替导线，连接实验电路．(3)根据实验数据，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙．则可确定小灯泡的功率P与U2和I2的关系，下列示意图中正确的是________．4(4)将被测小灯泡与一个电动势为1.5V，内电阻为5Ω的电源串联组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为________A.解析：(1)因小灯泡的规格为“3.8V，0.3A”可知，电流表应选A1；从图乙分析知电压从0开始增大，故滑动变阻器应采用分压接法，则滑动变阻器选R1.(2)实物连接图见答案．(3)由图乙可知小灯泡的电阻为图线斜率的倒数且越来越大，P＝1R·U2，P－U2图线中1R为斜率，所以A、B均错；P＝RI2，P－I2图线中R为斜率，所以C错、D正确．(4)在图乙中画电源的伏安特性曲线，两图线有一个交点，交点纵轴为0.15A，是回路中电流，所以通过小灯泡的电流为0.15A.答案：(1)A1R1(2)实物连线如图所示(3)D(4)0.15～0.16均可4．(2013·高考天津卷)要测绘一个标有“3V0.6W”的小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)；电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；电键一个、导线若干．(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．5(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W.解析：(1)为便于操作实验，滑动变阻器应选择总阻值小的滑动变阻器，故选A.(2)因为灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，故滑动变阻器应采用分压接法．小灯泡的电阻R＝U2P＝15Ω，与电流表的内阻5Ω相差不大，因此电流表采用外接法．故B图正确．(3)在小灯泡的伏安特性曲线图上作出电源的伏安特性曲线(如图)，由两曲线的交点的电流I＝0.10A，电压U＝1.0V，得小灯泡消耗的功率P＝IU＝0.10×1.0W＝0.1W.答案：(1)A(2)B(3)0.15．用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，器材有：电压表V(0～3V，0～15V)；电流表A(0～0.6A，0～3A)；滑动变阻器R1(总电阻为20Ω)；电键S和导线若干．(1)根据现有器材设计实验电路并连接实物电路(如图甲)，要求滑动变阻器的滑片在右端时，其接入电路的电阻值最大．(2)由实验测得的7组数据已在图乙的U－I图象上标出，请你完成图线，并由图线求出E＝________V.6(3)下表为另一组同学测得的数据．可以发现电压表测得的数据________，将影响实验结果的准确性．原因是______________，提出一条改进的建议________________________________________________________________________________________________________________________________________________.I/A0.120.200.310.410.500.62U/V1.471.451.421.401.381.35解析：(1)用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，其原理图如图丙所示，按图丙连接实物电路如图丁所示，注意滑动变阻器的滑片在右端时，其接入电路的电阻值最大；(2)根据实验测得的7组数据作出的图线如图戊所示，由图线得E＝1.50V(1.48～1.52V均对)；(3)从表中数据发现电压表测得的数据变化(间隔)很小，将影响实验结果的准确性，原因是电池的内阻太小，改进的建议是可以在电路中串联一个定值电阻．答案：见解析6.(2012·高考天津卷)某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号)．A．合上开关S2B．分别将R1和R2的阻值调至最大C．记下R2的最终读数D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为rE．合上开关S1F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比7________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)．(3)若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝________．解析：(1)开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S1，调整R1使G2满偏，测出G2的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻．故合理的顺序依次为BEFADC.(2)根据串、并联电路的特点，R2、G2两端的电压相等，即I12rg＝I12r，所以rg＝r，即测量值与真实值相等．(3)改装表的原理图如图所示，则I1r＝(I－I1)RS所以分流电阻RS＝I1rI－I1.答案：(1)BEFADC(2)相等(3)I1rI－I17．(2013·石家庄质检)在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理图．已知选用的电流表内阻Rg＝10Ω、满偏电流Ig＝10mA，当选择开关接3时为量程250V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数值没有标出．甲乙丙(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________．(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏．②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为________Ω.③计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留2位有效数字)(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为______Ω.(保留2位有效数字)解析：(1)选择开关接1时，多用电表是量程为10mA的电流表，读数为6.9mA.选择开关接3时，多用电表是量程为250V的电压表，电压表读数为175V.(2)②电阻箱作为被测量电阻，欧姆表指针所指的就是被测量的电阻值，电阻箱示数为150Ω，所以C处刻度应为150Ω.8③设欧姆表内阻为R.(R＝电流表内阻＋电源内阻＋调零电阻)两表笔短接时，电流表满偏电流Ig＝ER两表笔间接入150Ω电阻箱时，电流表指针指到C处，则半偏电流Ig2＝ER＋150Ω从而得到欧姆表内阻为R＝150Ω所以电动势E＝IgR＝1.5V.(3)图乙所示的电流值I＝6.9mA，I＝ER＋Rx可解得Rx＝67Ω.答案：(1)6.9mA175V(173～177V间均可)(2)②150③1.5(3)67