（江苏专用）2020高考物理二轮复习 第一部分 专题六 物理实验 第三讲 电学实验——课后自测诊断卷

第三讲电学实验——课后自测诊断卷1．(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图1所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1I数据见下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A－16.75.95.34.53.8根据表中数据，在图2方格纸上作出R­1I关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________Ω。(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图3所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω。解析：(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，以确保实验仪器、仪表的安全。(2)根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，整理可得R＝EI－r＝E·1I－r，即R­1I图像为直线。描点连线后图像如图所示。根据图像可知r＝1.2Ω。图像的斜率为电动势E，在R­1I图像上取两点(2,1.58)、(5,5.71)，则E＝5.71－1.585－2V＝1.38V。(3)根据欧姆定律，得电流表的内阻rA＝UI＝66×10－30.33Ω＝0.2Ω，由E＝I(R＋r′＋rA)得R＝E·1I－(r′＋rA)，R­1I图像的斜率仍为电动势E，即E＝1.38V，而干电池的内阻应为r′＝r－rA＝1.0Ω。答案：(1)①开关未断开；②电阻箱阻值为零。(2)见解析图1.38(1.30～1.44均可)1．2(1.0～1.4均可)(3)1.38[结果与(2)问第一个空格一致]1．0[结果比(2)问第二个空格小0.2]2．(2019·南京、盐城二模)在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图甲所示的电路。除了金属电阻Rx外，还提供的实验器材有：学生电源E，灵敏电流计G，滑动变阻器R、Rs，定值电阻R1、R2，电阻箱R0，开关S，控温装置，导线若干。①按照电路图连接好电路后，将R0调至适当数值，R的滑片调至最右端，Rs的滑片调至最下端，闭合开关S；②把R的滑片调至适当位置，调节R0，并逐步减小Rs的阻值，直到Rs为零时，电流计G指针不发生偏转，记录R0的阻值和Rx的温度；③多次改变温度，重复实验；④实验完毕，整理器材。根据上述实验回答以下问题：(1)上述②中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势________(选填“大于”“等于”或“小于”)b点电势。(2)某次测量时，R0的旋钮如图乙所示，则R0的读数为________Ω。(3)用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝________。(4)求出的阻值Rx和对应温度如下表所示：温度t/℃35.040.045.050.055.0阻值Rx/Ω58.359.460.661.762.8请在图丙所示的坐标纸上描绘出Rx­t图线___________。(5)本实验中Rs的作用为________________________。解析：(1)上述②中，电流计G指针不发生偏转时，说明电流计中无电流，即a点电势等于b点电势。(2)R0的读数为40.0Ω。(3)设上边支路的电流为I1，下边支路的电流为I2，当a点电势等于b点电势时：I1Rx＝I2R0；I1R1＝I2R2；两式相除可知：RxR0＝R1R2，即Rx＝R1R2R0;(4)根据实验数据描绘出Rx­t图线如图；(5)本实验中Rs的作用为保护电流计。答案：(1)等于(2)40.0(3)R1R2R0(4)见解析图(5)保护电流计3．(2019·江苏七市三模)氧化膜电阻是用真空镀膜等工艺将金属氧化淀积在绝缘基体表面上形成的薄膜电阻，常用色环来标识阻值，如图甲所示。某学习小组为了测量色环不清晰的氧化膜电阻的阻值。准备了下列器材：A．待测氧化膜电阻Rx；B．电流表A1(量程150μA，内阻约40Ω)；C．电流表A2(量程1mA，内阻约10Ω)；D．电压表V(量程3V，内阻约10kΩ)；E．滑动变阻器R(阻值0～20Ω，允许最大电流1A)；F．直流电源E(输出电压5V，内阻不计)；G．多用电表；H．开关S、导线若干。(1)用多用电表粗测电阻时，将选择开关旋至“×100”挡，调零后将红、黑表笔与氧化膜电阻的两端相接，发现指针偏转的角度很小，再将选择开关旋至________(选填“×1”“×10”或“×1k”)挡，正确操作后，多用电表示数如图乙所示。(2)用伏安法测量该电阻阻值，电流表应选用________(填写器材代号)。请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。(3)正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转。在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的________(选填“红”或“黑”)表笔与电流表“＋”接线柱保持接触，另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，发现多用电表指针均发生较大角度的偏转，说明电路在何处发生何种故障：_____________________。解析：(1)发现指针偏转的角度很小，说明选择的挡位较小，应选择较大的挡位，所以应将选择开关旋至“×1k”挡。(2)由题图乙可知氧化膜电阻的阻值为28kΩ，电路中的最大电流为：I＝ER＝528000A＝178μA，所以电流表应选A1，因为电流表内阻远小于被测电阻的阻值，所以电流表采用内接法，故电路如图所示。(3)正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转。在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的黑表笔与电流表“＋”接线柱保持接触，另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，发现多用电表指针均发生较大角度的偏转，说明电流表“＋”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路。答案：(1)×1k(2)A1见解析图(3)黑电流表“＋”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路4．(2019·无锡期末)某同学想在实验室测量电压表V1的内阻。(1)他先用多用电表的欧姆挡“×1k”测量，如图甲所示，该读数为________Ω；多用表的红表笔与电压表V的________(选填“正”或“负”)的接线柱相连。(2)为了更准确地测量电压表V1的内阻，实验室提供的实验器材如下：A．待测电压表V1(量程为0～3V)；B．电压表V2(量程为0～9V，内阻约为9kΩ)；C．滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω，额定电流为1A)；D．定值电阻R3(阻值为6kΩ)；E．电源(电动势为9V，内阻约为1Ω)；F．开关一个、导线若干。①根据提供的器材，连接图乙中的实物图。②某次实验时电压表V1和电压表V2的读数分别为U1和U2，移动滑动变阻器滑片，多次测量，作出U2­U1图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，则内阻RV1的表达式为________(用R3和k表示)。③考虑电压表V2的内电阻，则该方法对实验的测量结果________(选填“有”或“无”)影响。解析：(1)用多用电表的欧姆挡“×1k”测量，该读数为6×1kΩ＝6000Ω；电流从多用电表的负极流入，则多用表的红表笔与电压表V的负的接线柱相连。(2)①实物连线如图：②由欧姆定律可得：U2＝U1＋U1RV1R3，即U2＝U11＋R3RV1，则1＋R3RV1＝k，解得RV1＝R3k－1。③由电路图可知，电压表V2的内阻对测量结果无影响。答案：(1)6000负(2)①见解析图②R3k－1③无5．(2019·苏州一模)小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题。(1)他先用多用电表测量某元件的电阻，操作如下：先选用欧姆表“×100”倍率挡开始测量，发现指针偏角过小，则应换用________(选填“×10”或“×1k”)挡；换挡后必须将红表笔和黑表笔________，调零后再重新测量。(2)为了弄清欧姆表有关问题，小明查阅资料后发现，欧姆表内部电路可等效为一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图甲所示。为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1k”挡位的内电阻，他设计了如图乙所示的测量电路。①将上述调零后的欧姆表接入电路时，红表笔应和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。②将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使欧姆表的示数如图丙所示，这时电压表的示数如图丁所示。欧姆表和电压表的读数分别为________Ω和________V。③调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ。④据前面的实验数据计算得，此多用电表等效电源的电动势为________V，该电阻挡的内电阻为________kΩ。解析：(1)多用电表的欧姆挡表盘的0刻线在右端，选“×100”挡时，发现指针偏转角过小，说明被测阻值较大，应改用“×1k”挡，换挡后必须将红表笔和黑表笔短接，调零后再重新测量。(2)①电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔应和1相连，黑表笔接2；②欧姆表读数＝倍率×表盘读数＝1k×15.0Ω＝15.0kΩ＝1.50×104Ω；电压表分度值是0.1V，读数为3.60V；③由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值为12.0kΩ；④欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表“×1k”挡位的内电阻为15.0kΩ；根据闭合电路欧姆定律，电动势为：E＝U＋URr＝4.00V＋4.0012×15V＝9.00V。答案：(1)×1k短接(2)①1②1.50×1043.60③12.0④9.00(9.0)15.06．某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，已知定值电阻R1＝16Ω。(1)闭合开关S后，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在________(选填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2­U1图像。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图可知，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果均保留两位有效数字)解析：(1)若ab间断路，则电压表V1与电压表V2都没有读数；若bc间断路，则V1与R2串联，V1有读数，V2没有读数；若cd间断路，则V2与R1串联，V2有读数，V1没有读数，故断路故障出现在cd之间。(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图像如图所示；(3)根据电路图由闭合电路欧姆定律可知：E＝U1＋U2＋U1R1r，变形可得：U2＝E－r＋R1R1U1，由图可知，图像与纵轴的截距表示电动势，故E＝6.0V；图像的斜率k＝r＋R1R1＝6.0－2.02.6＝1.5，解得：r＝8.0Ω。答案：(1)cd(2)见解析图(3)5.8～6.27.8～8.2