子击出，遭田子方于道，下车伏谒。子方不为礼。子击怒，谓子方曰：“富贵者骄人乎？贫贱者骄人乎？”子方曰：“亦贫贱者骄人耳！富贵者安敢骄人！国君而骄人，则失去国；大夫而骄人则失去家。失其国者未闻有以国待之者也，失其家者未闻有以家待之者也。第2讲 电学实验与创新
1.(2018·青海西宁二模)(14分)要测量某种合金的电阻率.
(1)若合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,则其电阻率ρ=.用螺旋测微器测合金丝的直径如图(甲)所示,读数为mm.
(2)图(乙)是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷开关.根据原理图在图(丙)中将实物连线补充完整.
(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35 V,I1=0.30 A;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2= 0.92 V,I2=0.32 A.根据以上测量数据判断,当S2处于位置(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值Rx=Ω.(结果保留两位有效数字)
解析:(1)金属丝电阻R==ρ=ρ,
则电阻率ρ=;
由图示螺旋测微器可知,
其示数为0.5 mm+15.0×0.01 mm=0.650 mm; (2)如图所示
(3)电流表内阻较大、分压明显,故接b位置时更加准确,即S2处于位置b,
根据欧姆定律,则有Rx=Ω=2.9Ω.
子击出，遭田子方于道，下车伏谒。子方不为礼。子击怒，谓子方曰：“富贵者骄人乎？贫贱者骄人乎？”子方曰：“亦贫贱者骄人耳！富贵者安敢骄人！国君而骄人，则失去国；大夫而骄人则失去家。失其国者未闻有以国待之者也，失其家者未闻有以家待之者也。答案:(1)0.650(2)见解析图(3)b2.9
2.(2018·天津南开区二模)(14分)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关T和两个部件P,Q.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件,使指针对准电流的“0”刻线. ②将T旋转到电阻挡“×100”的位置. ③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件,使指针对准电阻的(填“0刻线”或“∞刻线”). ④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按的顺序进行操作,再完成读数测量. A.将T旋转到电阻挡“×1k”的位置 B.将T旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准 ⑤某同学用该多用电表测量一个量程为3 V的电压表的内阻,他选择了电阻挡“×100”并进
3
行了正确的操作.测量时指针位置如图所示,得出电压表内阻为3.00×10Ω,此时电压表的指针也偏转了.已知多用电表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5 V,则电压表的示数应为V(结果保留两位有效数字).
解析:①旋动机械调零旋钮P,使指针对准电流的“0”刻线. ③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动欧姆调零旋钮Q,使指针对准电阻的0刻线.
④将两表笔分别与待测电阻相接,指针偏转角度过小,说明所选挡位太小,为准确测量电阻阻值,应将T旋转到电阻挡“×1k”的位置,然后进行欧姆调零,然后再测电阻阻值,故正确操作为ADC.
⑤欧姆表的内电阻等于中值电阻, R=15×100Ω=1 500Ω;
电压表的内电阻RV=3 000Ω; 故电压表读数为
U=IRV=RV=×3 000 V=1.0 V.
答案:①P③Q0刻线④ADC⑤1.0
3.(2018·江苏一模)(14分)锂电池具有能量密度大、重量轻、寿命长、绿色环保等优点,已得到了广泛应用.图(甲)为某国产手钻内的可充电的锂电池,该电池标称电动势为12 V.某实验小组想测定它的电动势和内电阻.同学们上网查得该电池的内电阻很小,大约只有几十毫欧.他们从实验室找到了两个开关S1和S2、一个双量程电压表V(0～3 V,0～15 V,内阻约几千欧)以及一个电阻箱(99.999Ω,精度 0.001Ω).并设计了如图(乙)所示的电路.接着完成了以下的实验步骤:
子击出，遭田子方于道，下车伏谒。子方不为礼。子击怒，谓子方曰：“富贵者骄人乎？贫贱者骄人乎？”子方曰：“亦贫贱者骄人耳！富贵者安敢骄人！国君而骄人，则失去国；大夫而骄人则失去家。失其国者未闻有以国待之者也，失其家者未闻有以家待之者也。
a.按图(乙)所示电路连接实物电路;
b.保持开关S2断开,闭合开关S1,读出电压表示数U1;
c.把电阻箱调到适当的阻值,再闭合开关S2,此时电压表的示数U2如图(丁)所示,电阻箱R的示数如图(戊)所示;
d.记下实验数据,并计算出锂电池的电动势和内电阻; e.实验完毕,整理实验器材. 请完成下列问题:
(1)请用笔画线,按图(乙)电路图将图(丙)中实物电路连接好. (2)根据图(丁)和图(戊)可知U2=V、R=Ω. (3)如果步骤b中测得U1=12.5 V,根据以上测量数据可以计算出该电池的电动势E=V,内电阻r=Ω.
(4)请提出该小组操作中不当或可以改进的地方: .
解析:(1)画出按图(乙)电路图所示的实物图,如图所示.
(2)根据图(丁)和图(戊)可知: 电压表读数为U2=10.5 V 电阻箱读数为R=0.504Ω.
(3)设电压表内阻为RV,如果步骤b中测得U1=12.5 V,根据闭合电路欧姆定律可得U1=E
因为RV?r,则故有E=U1=12.5 V
≈1
根据闭合电路欧姆定律可得E=(R+r)
子击出，遭田子方于道，下车伏谒。子方不为礼。子击怒，谓子方曰：“富贵者骄人乎？贫贱者骄人乎？”子方曰：“亦贫贱者骄人耳！富贵者安敢骄人！国君而骄人，则失去国；大夫而骄人则失去家。失其国者未闻有以国待之者也，失其家者未闻有以家待之者也。将U2=10.5 V,R=0.504Ω以及E=12.5 V代入可得内阻r=-R= 0.096Ω.
(4)该小组操作中只测了两组数据,误差较大,故可以改变电阻箱的阻值,重新进行测量,测多组数据取平均值或用图像处理数据,来使实验结果更精确. 答案:(1)见解析图(2)10.50.504 (3)12.50.096
(4)改变电阻箱的阻值,重新进行测量,测多组数据取平均值或用图像处理数据
4.(2018·黑龙江大庆二模)(14分)现有一个阻值大约为20Ω的电阻,为了更精确地测量其电阻,实验室给出了以下器材:
①电流表G1(0～50 mA,内阻r1=3Ω) ②电流表G2(0～100 mA,内阻r2=1Ω) ③定值电阻R1(R1=150Ω) ④定值电阻R2(R2=15Ω) ⑤滑动变阻器R(0～5Ω) ⑥干电池(1.5 V,内阻不计) ⑦开关S及导线若干
(1)某同学设计了如图(甲)所示的电路图,其中A,B一个为被测电阻、一个为定值电阻,请问图中电阻(填“A”或“B”)为被测电阻,定值电阻应选(填“R1”或“R2”).
(2)若某次测得电流表G1,G2的示数分别为I1,I2.则被测电阻的大小为(用已知和测量物理量的符号表示).
(3)若通过调节滑动变阻器,该同学测得多组I1,I2的实验数据,根据实验数据做出I1,I2的图像如图(乙)所示,并求得图像的斜率k=1.85,则被测电阻的大小为Ω(保留三位有效数字).
解析:(1)G1和定值电阻A串联相当于电压表,两电流表读数之差可测出流过被测电阻B的电流,从而计算出被测电阻B的阻值.故图中电阻B为被测电阻.为使两电流表偏转比例相近,两支路电阻应相近,则定值电阻应选R2.
(2)被测电阻的电流I=I2-I1,被测电阻的电压U=I1(r1+R2),则被测电阻的阻值
R=.
(3)由R=可得I2=(1+)I1;对比图像可得1+=k=1.85,
解得R=Ω≈21.2Ω.
子击出，遭田子方于道，下车伏谒。子方不为礼。子击怒，谓子方曰：“富贵者骄人乎？贫贱者骄人乎？”子方曰：“亦贫贱者骄人耳！富贵者安敢骄人！国君而骄人，则失去国；大夫而骄人则失去家。失其国者未闻有以国待之者也，失其家者未闻有以家待之者也。答案:(1)BR2(2)(3)21.2
5.(2018·四川宜宾模拟)(14分)某同学想测量一个量程为0～3 V,内阻约3 kΩ的电压表V的内阻Rx,所用的实验器材有: 待测电压表V;
电流表A(量程0～1.2 mA,内阻为RA=100Ω); 滑动变阻器R1(0～500Ω); 定值电阻R=5.0 kΩ;
电阻箱R0(0～9 999.9Ω); 电源E(电动势8 V,内阻较小); 开关一个、导线若干.
(1)要把电流表A改为量程0～12 V的电压表,应与电流表A串联的电阻箱R0电阻调为Ω; (2)按如图(a)所示电路连接好电路,将电阻箱阻值按照上述第(1)问计算结果调节好,闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最
(选填“左”或“右”)端.实验中,多次调节滑动变阻器,记下电压表V的示数U和电流表A的示数I;
(3)该同学以I为纵坐标,U为横坐标建立坐标系,根据测得数据描点作图如图(b)所示.由电路图可知I与U的关系式为I=(用题中所给物理量符号表示),结合图线(b)和已知数据可求得待测电压表内阻Rx=kΩ;(结果保留2位有效数字) (4)该同学还想利用图(a)电路,测量一量程为0～1 V、内阻约2 kΩ的电压表内阻,为保证实验中的测量数据变化范围尽量大,只需更换一个定值电阻即可,若有四个阻值分别为2.0 kΩ,8.0 kΩ, 14.0 kΩ,20.0 kΩ的定值电阻可供选择,他应选用阻值为 kΩ的定值电阻.
解析:(1)与电流表A串联的电阻箱R0电阻为R0=100Ω=9 900Ω.
(2)闭合开关S前应先将滑动变阻器滑片调到最左端.
-RA=Ω-
(3)根据欧姆定律得I==U,图像的斜率k=,由数学知识可得
k=×10.代入数据解得Rx≈3.2 kΩ.
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2019届高考物理二轮专题复习专题八物理实验第2讲电学实验与创新限时检测
