（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——课前自测诊断卷

第三讲电学实验——课前自测诊断卷考点一练习使用多用电表1.[考查多用电表的使用和读数]小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了更准确选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节哪个位置________(选“①”或者“②”)。(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡________(填“×100”或“×1”)，两表笔短接并调节__________(选“①”或者“②”)。(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω。解析：(1)由题图甲可知，电表指针没有指在左侧零刻度处，故应进行机械调零，故应用螺丝刀调节旋钮①。(2)由题图乙可知，测量电阻时指针偏转较大，表盘上示数偏小，则说明所选挡位太大，故应换用小挡位，故选：“×1”挡；同时每次换挡后均应进行欧姆调零，故将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮②使指针指到右侧零刻度处。(3)由题图可知，电阻R＝28×1Ω＝28Ω。答案：(1)①(2)×1②(3)282．[考查利用多用电表进行故障分析]在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8V,0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A、B灯都不亮。(1)用多用电表的直流电压挡检查故障(只有一处故障)，①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)；A．2.5VB．10VC．50VD．250V②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是________；A．A灯丝断开B．B灯丝断开C．d、e间连线断开D．B灯被短路(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零，①测试前，一定要将电路中的开关S________(填“断开”或“闭合”)；②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为________Ω，此时测量的是________(填“c、d”或“e、f”)间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω(保留三位有效数字)，它不等于测量值，原因是：__________________________________。解析：(1)①由于4节干电池的电动势为6V左右，所以选择开关应置于10V挡较合适，故选B。②A、B两灯均不亮，说明电路中有断路没有短路，根据欧姆定律以及“等势”的概念可知，若c、d间电压不为零说明c、d间可能发生断路，e、f间电压为零说明e、f间电势相等即没有断路，则故障是A灯丝断开，所以A正确。(2)①根据欧姆表的使用方法可知，测试前应将电路中的开关断开。②欧姆表的读数为R＝6×1Ω＝6Ω；此时测量的是e、f间的电阻，根据U＝IR计算出的电阻为R＝UI＝3.80.3Ω＝12.7Ω，大于欧姆表的测量值，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。答案：(1)①B②A(2)①断开②6e、f12.7小灯泡的电阻随温度的升高而增大考点二以测电阻为核心的电学实验3.[考查探究“决定导线电阻的因素”](2019·江苏七市三模)为测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：A．待测金属丝R(电阻约8Ω)B．电流表A(0.6A，内阻约0.6Ω)C．电压表V(3V，内阻约3kΩ)D．滑动变阻器R1(0～5Ω，2A)E．电源E(6V)F．开关，导线若干(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为________mm。(2)某同学采用如图所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图中将实物电路图连接完整。(3)测得金属丝的直径为d，改变金属夹P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I，作出UI­L如图所示。测得图线斜率为k，则该金属丝的电阻率ρ为________。(4)关于电阻率的测量，下列说法中正确的有________。A．开关S闭合前，滑动变阻器R1的滑片应置于最左端B．实验中，滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动C．待测金属丝R长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小D．该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响解析：(1)螺旋测微器主尺刻度0mm，分尺刻度0.5mm50×40.2＝0.402mm，所以读数为0.402mm。(2)根据电路图连接实物图如下：(3)设电流表内阻RA，根据欧姆定律可知待测电阻：R＝U－IRAI，根据电阻定律：R＝ρLS，截面积：S＝πd22，联立解得：UI＝4ρπd2L＋RA，图像斜率：k＝4ρπd2，所以电阻率ρ＝πkd24。(4)为了保护电路，实验开始前应使待测回路电流最小，滑动变阻器滑片处于最左端，A正确；实验要测量多组电压、电流值，通过改变滑片位置，改变电压表示数，滑动变阻器滑片需要移动，B错误；待测金属丝R长时间通电，因为电流热效应存在，温度升高，电阻率变大，C错误；根据UI＝4ρπd2L＋RA可知，电流表的内阻存在不会改变图像的斜率，对电阻率没影响，D正确。答案：(1)0.402(2)见解析图(3)πkd24(4)AD4．[考查描绘小灯泡的伏安特性曲线](2019·苏北三市一模)某同学用图甲所示电路来测绘小灯泡的伏安特性曲线，器材如下：A．小灯泡(额定电压2.5V，额定电流0.25A)；B．电流表(0～0.6A)；C．电压表(0～3V)；D．滑动变阻器R1(0～10Ω)；E．滑动变阻器R2(0～1000Ω)；F．干电池(电动势为1.5V)两节；G．开关，导线若干。(1)滑动变阻器应选________(选填器材前的代号)。(2)实验中得到的数据如下表所示，根据表中数据在图乙中作出小灯泡的U­I图像，由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。U/V0.200.400.601.001.401.802.002.20I/A0.040.080.110.150.180.200.210.22(3)某同学用一节干电池与阻值为5Ω的电阻R、小灯泡及电压表连接成图丙所示电路，测得电压表读数为0.8V，结合图乙中图像求得小灯泡实际消耗的功率为________W，干电池内阻为________Ω。(结果均保留两位有效数字)解析：(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.25A，则小灯泡的电阻约为：Rx＝UI＝2.50.25Ω＝10Ω，而且电路采用分压式接法，则滑动变阻器应选择最大阻值小的滑动变阻器，故选项D正确；(2)通过描点、画线，则小灯泡的U­I图像如图所示：图像的斜率代表电阻，则由图可知：随着电流的增大即随着温度的升高小灯泡的电阻增大；(3)当电压表读数为U′＝0.8V时，则通过小灯泡的电流约为I′＝0.13A，则根据功率的公式可以知道小灯泡实际消耗的功率为：P＝U′I′＝0.8×0.13W＝0.10W；此时小灯泡的电阻为：Rx＝U′I′则根据闭合电路欧姆定律可以得到：I′＝ER＋r＋Rx代入数据可以得到：r＝0.38Ω。答案：(1)D(2)见解析图增大(3)0.100.385．[考查电表内阻的测量](2019·南师附中模拟)某同学要测量量程为6V的电压表Vx的内阻，实验过程如下：(1)先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后，将红表笔与电压表________(选填“正”或“负”)接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接，指针位置如图所示，电压表内阻为________Ω。(2)为了精确测量其内阻，现提供以下器材：电源E(电动势为12V，内阻约为1Ω)开关和导线若干电流表A(量程0.6A，内阻约为3Ω)电压表V(量程10V，内阻约为15kΩ)定值电阻R0(阻值为5kΩ)滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω，额定电流为1A)滑动变阻器R2(最大阻值为50Ω，额定电流为1A)①请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图(需标注所用实验器材的符号)。②待测电压表Vx内阻测量值的表达式为Rx＝________。(可能用到的数据：电压表Vx的示数为Ux，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I)解析：(1)红表笔是欧姆表的负极，所以应该接电压表的负接线柱。电压表的内阻为10.0×1000Ω＝1.00×104Ω。(2)①滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，应该选择分压接法，若使用R1会使流过滑动变阻器的电流超过1A，故要选择R2，电路图如图。②根据欧姆定律可得电压表内阻的测量值为：Rx＝UxU－UxR0＝UxR0U－Ux。答案：(1)负1.00×104(2)①见解析图②UxR0U－Ux考点三以测电源电动势为核心的电学实验6.[考查伏安法测电池的电动势和内阻]某同学做“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验，可供选择的实验器材如下：A．一节干电池，电动势约为1.5V，内电阻约为1Ω；B．电压表：量程0～3V，内阻约为3kΩ；C．电流表：量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω；D．滑动变阻器R1：阻值为0～10Ω；E．滑动变阻器R2：阻值为0～50Ω；F．开关、导线若干。(1)现有甲、乙两个电路可供选择，选择________(填“甲”或者“乙”)电路测量较好。为了调节方便，滑动变阻器应该选择_______(填“R1”或者“R2”)。(2)根据你选择的电路图连接图丙中的实物图。(3)在进行了正确的操作后，某同学得到了七组实验数据，并描在U­I图像中，如图丁所示。该干电池电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。解析：(1)本实验中电压表应测量路端电压，电流表应测量通过电源的电流，由于电压表和电流表都有一定的内阻，两种电路都存在系统误差。甲电路中，电流表读出的不是通过电源的电流，比电源的电流小，其读数等于电源的电流与通过电压表电流之差，误差来源于电压表的分流，而乙电路中，电压表测量的电压不等于路端电压，是由于电流表的分压。由于电源的内阻较小，若采用乙电路，测得的内阻误差较大，而甲电路中，电压表分流较小，测量误差较小，故可采用甲电路进行实验；从实验器材选择的操作方便性原则选择R1较好。(2)本实验采用滑动变阻器控制电流，电流表相对于电源采用外接法，测量电路如图所示。(3)按照实验值作出的U­I图线如图所示：由图可知，电池的电动势E＝1.48V，内阻为r＝1.48－1.050.5Ω＝0.86Ω。答案：(1)甲R1(2)见解析图(3)1.48(1.47～1.49均可)0.86(0.84～0.88均可)7．[考查安安法测电源的电动势和内阻]在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池一节B．电流表A1(量程0～3mA，内阻Rg1＝10Ω)C．电流表A2(量程0～0.6A，内阻Rg2＝0.1Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω，1.0A)E．电阻箱R0(0～9999.9Ω)F．开关和若干导线(1)某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为0～3V，并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路)，其中合理的是______(选填“a”或“b”)电路；此时R0的阻值应取________Ω。(2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1­I2图像(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。解析：(1)首先需要剩余一个电流表测量电流，又因为电路中的电流不会小于3mA，所以要用A2来测量电流，因此需要将A1进行改装，故选b电路；其次根据电表的改装原理可知，U＝I(r＋R0)，即3＝0.003×(10＋R0)，解得R0＝990Ω。(2)根据闭合电路欧姆定律可知，I1×1000＝E－I2r，将图像延长，根据纵截距知该电源的电动势为1.48V，根据斜率可得内阻为0.84Ω。答案：(1)b990(2)1.48(1.46～1.49均可)0.84(0.82～0.87均可)