高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專(zhuān)題5 物理實(shí)驗(yàn) 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)

第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)1(2016廣州綜合練習(xí)二)測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.(1)首先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)，在操作無(wú)誤的情況下，多用電表盤(pán)面如圖甲所示，其示數(shù)為_(kāi)1.55_V.(2)然后，用電壓表、電阻箱R、定值電阻(R05 )、開(kāi)關(guān)S、若干導(dǎo)線(xiàn)和該電池連成電路，進(jìn)一步測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻在圖乙中，根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，完成實(shí)物圖連接丙閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整電阻箱阻值R，讀出電壓表相應(yīng)示數(shù)U.記錄多組R、U數(shù)據(jù)，并計(jì)算出相應(yīng)的與的值，作出圖線(xiàn)如圖丙所示分析該圖線(xiàn)斜率k的物理意義知k.(用E、r、R0表示)從圖線(xiàn)中可求得待測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)E_1.59(1.541.67)_V，內(nèi)阻r_0.55(0.440.80)_(計(jì)算結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)若考慮電壓表為非理想表，則電池電動(dòng)勢(shì)E測(cè)量值相對(duì)真實(shí)值_偏小_(填“偏大”“偏小”或“不變”)解析：(1)多用電表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)指在直流電壓“2.5 V”擋，應(yīng)使用第二排刻度讀數(shù)先應(yīng)用“250 V”量程讀數(shù)，為155 V，故“2.5 V”擋的讀數(shù)為1.55 V；(2)連線(xiàn)如圖所示；根據(jù)閉合電路歐姆定律得EUI(R0r)U(R0r)，解得，故該圖線(xiàn)縱坐標(biāo)的截距為，斜率k；根據(jù)圖線(xiàn)，縱坐標(biāo)的截距為0.62左右，即0.62，解得電池電動(dòng)勢(shì)E1.61 V(1.541.67 V均可)，k3.5，解得R0r5.64 ，故電池內(nèi)阻r0.64 (0.440.80 均可)2(2016武漢4月調(diào)研)某實(shí)驗(yàn)小組用下列器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的歐姆表電路，通過(guò)調(diào)控開(kāi)關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“1”“10”兩種倍率A干電池：電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 B電流表：滿(mǎn)偏電流Ig1 mA，內(nèi)阻Rg150 C定值電阻R11 200 D電阻箱R2：最大阻值999.99 E電阻箱R3：最大阻值999.99 F電阻箱R4：最大阻值9 999 G開(kāi)關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線(xiàn)若干(1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖甲正確連接好電路當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表達(dá)到滿(mǎn)偏電流，此時(shí)閉合電路的總電阻叫作歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)_1500_，歐姆表的倍率是_10_(填“1”或“10”)(2)閉合開(kāi)關(guān)S：第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2_14.5_且R3_150_時(shí)，再將紅、黑表筆短接，電流表再次達(dá)到滿(mǎn)偏電流第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4，調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖乙所示的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為_(kāi)50_.解析：由閉合電路歐姆定律得，R內(nèi)1500 ，歐姆表的倍率為10.(2)歐姆表的倍率為“1”時(shí)，即當(dāng)電流表的電流達(dá)到滿(mǎn)偏時(shí)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)150 ，由歐姆定律得，干路電流I20.01 A，通過(guò)電流表的電流I10.001 A，在并聯(lián)電路中干路電流等于支路電流之和，通過(guò)R3的電流I3I2I10.01 A0.001 A0.009 A，由并聯(lián)電路的電壓相等得，R3兩端的電壓U3I1(R2Rg)0.001 A(1200 150 )1.35 V，由歐姆定律得R3150 ，R2r15 ，則R215 r15 0.5 14.5 .當(dāng)通過(guò)電流表的電流為1 mA時(shí)，通過(guò)干路中的電流為10 mA，由圖乙可知，電流表的示數(shù)為0.75 mA，則通過(guò)干路中的電流為7.5 mA，由閉合電路歐姆定律得，電路的總電阻R200 ，被測(cè)電阻RxRR內(nèi)200 150 50 .3(2016長(zhǎng)沙二模)兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖甲所示的電路測(cè)定定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條UI直線(xiàn)回答下列問(wèn)題：(1)根據(jù)兩位同學(xué)描繪的直線(xiàn)，可知圖線(xiàn)_甲_(填“甲”或“乙”)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的(2)根據(jù)圖乙，可以求出：電源電動(dòng)勢(shì)E_1.50_V，內(nèi)電阻r_1.0_.圖象中兩直線(xiàn)的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為_(kāi)0.5_W.解析：電壓表V1和電流表A測(cè)量的是路端電壓U和干路中的電流I，由公式UEIr可知路端電壓隨著電流I的增大而減小，因此甲圖線(xiàn)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的(2)甲圖線(xiàn)在縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)電阻r在數(shù)值上等于甲圖線(xiàn)的斜率r1 ，圖象中兩直線(xiàn)的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為PUI0.5 W.4(2016江蘇南通調(diào)研二)描繪“6 V3 W”燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，提供了下列器材：A電壓表V(3 V，內(nèi)阻約3 k)B電流表A(0.6 A，內(nèi)阻約0.3 )C電阻箱R(099 999.9 )D滑動(dòng)變阻器R1(020 )E滑動(dòng)變阻器R2(0100 )F待測(cè)燈泡L“6 V3 W”G電源E(電動(dòng)勢(shì)約8 V、內(nèi)阻較小)H開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)苦干(1)按照實(shí)驗(yàn)需要，將電壓表的量程由3 V擴(kuò)大至6 V首先測(cè)量電壓表內(nèi)阻，某同學(xué)采用了如圖甲所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值Ra4 870 時(shí)，電壓表指針剛好滿(mǎn)偏；再調(diào)節(jié)電阻箱阻值Rb12 720 時(shí)，電壓表指針在滿(mǎn)刻度的一半，則電壓表的內(nèi)阻RV_2980_；從理論上分析，實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表內(nèi)阻值_大于_(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值(2)圖乙是測(cè)量燈泡電流隨電壓變化的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)完成電路連接(要求在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭置于最左端)如圖所示(3)實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_R1_(填“R1”或“R2”)(4)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作出燈泡伏安特性曲線(xiàn)如圖丙所示，根據(jù)圖線(xiàn)可求得燈泡在工作電壓是0.5 V時(shí)的電阻值為_(kāi)2.5_；你認(rèn)為該同學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇的測(cè)量點(diǎn)分布不均勻是_合理_(填“合理”或“不合理”)的解析：(1)設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，當(dāng)電壓表指針滿(mǎn)偏時(shí)，則I，當(dāng)電壓表指針半偏時(shí)，則，由此兩式解得RV2 980 上面的解答，沒(méi)有考慮到電源的內(nèi)阻，若電源內(nèi)阻為r，則有I，可解得電壓表的真實(shí)值RV(2 980r) ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電壓表的內(nèi)阻值大于真實(shí)值(3)因要描繪燈泡伏安特性曲線(xiàn)，電壓要從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，故變阻器要采用分壓式的接法，為了使調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)燈泡的電壓、電流變化較平穩(wěn)，變化范圍大，以便取多組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器選用阻值較小的R1.(4)由圖線(xiàn)知燈泡的電壓為0.5 V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.2 A，所以此時(shí)燈泡的電阻為R 2.5 .燈泡兩端的電壓增大后，由于燈泡的燈絲電阻變大，增加相同的電壓，電流的增加量小，所以該同學(xué)選擇的測(cè)量點(diǎn)分布不均勻是合理的5(2016山東青島統(tǒng)一質(zhì)檢)發(fā)光二極管(LED)的應(yīng)用是非常廣泛的，2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)，并因此帶來(lái)的新型節(jié)能光源某同學(xué)想要描繪某發(fā)光二極管的伏安特性曲線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示.U/V0.00.400.801.201.602.002.402.80I/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：A電壓表(量程03 V，內(nèi)阻約20 k)B電壓表(量程015 V，內(nèi)阻約100 k)C電流表(量程050 mA，內(nèi)阻約40 )D電流表(量程00.6 A，內(nèi)阻約2 )E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍020 ，允許最大電流2 A)F電源(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))G開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)(1)該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表選用的是_A_，電流表選用的是_C_.(填選項(xiàng)前字母)(2)如圖甲中的實(shí)物連線(xiàn)已經(jīng)連了部分電路，請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線(xiàn)補(bǔ)充完整如圖甲所示(不考慮量程)(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中的坐標(biāo)紙中畫(huà)出該二極管的IU圖線(xiàn)如圖乙所示(4)若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為15 mA，現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻不計(jì)的電池組相連，還需串聯(lián)一個(gè)阻值R_53(5056之間均可)_的電阻，才能使它工作在最佳狀態(tài)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，電壓表應(yīng)該選A，電流表應(yīng)該選C(2)電流表、電壓表要從零開(kāi)始取值，滑動(dòng)變阻器用分壓接法；因?yàn)?，電流表用外接?3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線(xiàn)(4)從圖象中找出當(dāng)電流為15 mA時(shí)圖線(xiàn)上的點(diǎn)，將該點(diǎn)與點(diǎn)(3 V,0)連接，該圖線(xiàn)的斜率倒數(shù)的絕對(duì)值等于R，即R53 6(2016東北三省四市聯(lián)考二)在測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，電流表和電壓表必須匹配，如果不匹配可以進(jìn)行一些改裝或轉(zhuǎn)換某興趣小組要精確測(cè)定額定電壓為3 V的節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻已知該燈正常工作時(shí)電阻約500 .實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A電流表A(量程03 mA，內(nèi)阻RA15 )B定值電阻R11 985 C滑動(dòng)變阻器R(010 )D電壓表V(量程012 V，內(nèi)阻RV1 k)E蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻r很小)F開(kāi)關(guān)S一只G導(dǎo)線(xiàn)若干(1)要精確測(cè)定節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻應(yīng)采用下面電路圖中的_C_.(2)若電壓表V的示數(shù)用U表示，電流表A的示數(shù)用I表示，寫(xiě)出測(cè)量節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx(用U、I、R1、RA、RV表示)當(dāng)表達(dá)式中的電流I_1.5_mA時(shí)，記下電壓表的讀數(shù)U并代入表達(dá)式，其結(jié)果即為節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻解析：(1)電流表A的量程為03 mA，則定值電阻R1和電流表A串聯(lián)的總電壓的最大值UIA(RAR1)3103A(15 1985 )6 V，若電壓表V與節(jié)能燈串聯(lián)，則由并聯(lián)電阻兩端電壓相等可知，電壓表與節(jié)能燈兩端的總電壓的最大值為6 V，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系知，節(jié)能燈兩端電壓的最大值為2 V，因此節(jié)能燈不能正常發(fā)光，也就無(wú)法測(cè)出其正常發(fā)光時(shí)的電阻，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；因滑動(dòng)變阻器的總電阻遠(yuǎn)小于節(jié)能燈的電阻，所以滑動(dòng)變阻器的連接方式采用分壓式，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確. (2)由并聯(lián)電路兩端電壓相等得UxI(R1RA)，由并聯(lián)電路中干路電流等于支路電流之和得IxI，由歐姆定律得Rx；節(jié)能燈正常工作時(shí)兩端的電壓為3 V，由歐姆定律可得，通過(guò)電流表A的電流I1.5 mA，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)，由表達(dá)式即可求節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻7(2016南昌模擬二)小華所在的實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量河水電阻率的實(shí)驗(yàn)他在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極，如圖甲所示，兩電極相距L，其間充滿(mǎn)待測(cè)的河水安裝前他用如圖乙的游標(biāo)卡尺(圖為卡尺的背面)測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖丙所示他還選用了以下儀器：量程15 V、內(nèi)阻約為300 k的電壓表，量程3 mA、內(nèi)阻為2 k的電流表，最大阻值約為50 的滑動(dòng)變阻器，電動(dòng)勢(shì)E約為12 V、內(nèi)阻r約為2 的電池組，開(kāi)關(guān)等各一個(gè)，以及導(dǎo)線(xiàn)若干圖丁坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為(0,0)的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測(cè)得的9組電流I、電壓U的值實(shí)驗(yàn)中要求盡可能準(zhǔn)確地測(cè)出該河水的電阻. 根據(jù)以上材料完成以下問(wèn)題：(1)測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)將圖乙中的游標(biāo)尺中的A、B、C三部分中的_A_(填“A”“B”或“C”)與玻璃管內(nèi)壁接觸(2)玻璃管的內(nèi)徑d_6.70_mm.(3)圖戊中的儀器實(shí)物部分已連線(xiàn)，將其他部分連接成能測(cè)出圖丁數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖如圖所示(4)在圖丁中作出該電阻的UI圖線(xiàn)，并可求得該段水的電阻R_8.0(7.09.0均正確)_k(要求保留兩位有效數(shù)字)，若已知R、d、L，則該段水的電阻率(用符號(hào)表達(dá)式表示)解析：(1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑應(yīng)該使用游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量爪，也就是A(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理，玻璃管內(nèi)徑d6 mm0.0235 mm6.70 mm.(3)因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻已知，又由于R2RARV應(yīng)該用內(nèi)接法，要測(cè)多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，實(shí)物圖連接如圖所示(4)在坐標(biāo)圖上畫(huà)出UI圖線(xiàn)，算出水柱的電阻RRA8.0 K.根據(jù)電阻定律R，解得.