【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考物理二輪復(fù)習(江蘇專用)題型通關(guān)-專練16

專練16電學試驗1．(2022·揚州市高三期末檢測)小明同學想測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)電阻，身邊僅有下列器材：一個多用電表、一個定值電阻R1、一個滑動變阻器R2(0～20Ω)、一個開關(guān)S、導(dǎo)線若干．小明設(shè)計了試驗原理圖(如圖1所示)，并進行了如下試驗：圖1①依據(jù)原理圖，連接試驗器材，且S斷開；②多用電表選擇“×1”擋，先________，后用紅表筆接a端，黑表筆接b端，記錄下R1示數(shù)(如圖2所示)；③S閉合，多用電表選擇“直流電壓2.5V”擋，________表筆接a端，________表筆接b端(填“紅”或“黑”)，記錄下示數(shù)U1；然后再測出b、c間的電壓，記錄下示數(shù)U2；④調(diào)整滑動變阻器，重復(fù)步驟③，得到如下表所示的6組數(shù)據(jù)；U1/V0.100.200.300.400.500.60U2/V1.050.900.750.700.450.30圖2圖3(2)由圖2可知R1測量值為________Ω；(3)請在如圖3所示的坐標紙中畫出U2－U1關(guān)系圖；(4)該電池的內(nèi)電阻為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)解析(1)多用電表測電阻，選定合適倍率后，要先進行電阻調(diào)零．測電壓時紅、黑表筆代表電壓表的正、負接線柱，因此，紅表筆接a端，黑表筆接b端；(2)測量結(jié)果為R1＝8.0×1Ω＝8.0Ω；(3)由表中數(shù)據(jù)描點連線，得到U2－U1關(guān)系圖線如答案圖；(4)對閉合電路有E＝U1＋U2＋eq\f(U1,R1)r，解得U2＝E－eq\f(R1＋r,R1)U1.由此可知eq\f(R1＋r,R1)＝－k.由圖象可知k＝－1.5，代入R1＝8.0Ω及k＝－1.5解得r＝4.0Ω.答案(1)歐姆調(diào)零(寫“電阻調(diào)零”也算對)紅黑(2)8.0(3)如圖(4)4.02．[2022·天津卷，9(3)]現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用電表(僅可使用歐姆擋);一個電池組E(電動勢6V)；一個滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流1A)；兩個相同的電流表G(內(nèi)阻Rg＝1000Ω，滿偏電流Ig＝100μA)；兩個標準電阻(R1＝29000Ω，R2＝0.1Ω)一個電鍵S、導(dǎo)線若干．(1)為了設(shè)計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，接受“×10”A．這個電阻阻值很小，估量只有幾歐姆B．這個電阻阻值很大，估量有幾千歐姆C．如需進一步測量可換“×1”D．如需進一步測量可換“×1k”擋，調(diào)零后測量(2)依據(jù)粗測的推斷，設(shè)計一個測量電路，要求測量盡量精確?????并使電路能耗較小，畫出試驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁．解析(1)由于電表指針幾乎滿偏，故可知所測電阻很小，只有幾歐姆，所以選項A正確、B錯誤；依據(jù)歐姆表的特點，若要進一步精確測量，應(yīng)換用小倍率，并重新進行歐姆調(diào)零，所以選項C正確、D錯誤；(2)依據(jù)伏安法測電阻原理和串、并聯(lián)電路規(guī)律，可將一個電流表串聯(lián)電阻R1后改裝成電壓表測量電壓，另一個電流表并聯(lián)R2后改裝成電流表測量電流，題目要求能耗較小，故變阻器接受限流式，所以電路設(shè)計如下圖所示：答案(1)AC(2)見解析3．某同學通過試驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)，滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)，開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在試驗中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；試驗電路應(yīng)接受圖4中的________(選填“甲”或“乙”)．(2)圖5是測Rx的試驗器材實物圖，圖5中已連接了部分導(dǎo)線．請依據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖4中實物間的連線．(3)接通開關(guān)，轉(zhuǎn)變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖5所示，可得該電阻的測量值為________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．圖4圖5圖6解析(1)由于只給出了一個電源，所以電源必選；估算最大電流：I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(4,5)A＝0.8A；依據(jù)電表選取原則之一：指針偏轉(zhuǎn)程度(即讀數(shù))要超過最大量程的eq\f(1,4)～eq\f(1,3)，以減小偶然誤差．故(依據(jù)最大電流)電流表應(yīng)選取B；(依據(jù)電源電動勢)電壓表應(yīng)選取C；比較被測電阻與電流表的內(nèi)阻，可知電流表應(yīng)當外接．或者比較Rx與eq\r(RARV)，eq\r(RARV)＝eq\r(0.125×3000)Ω＝eq\r(375)Ω>Rx，故Rx屬于小電阻，電流表應(yīng)當外接．故應(yīng)選擇甲電路．(2)實物電路連接如圖中虛線所示：畫出任意兩條即可(畫出三條則有一條是多余的)．(3)由題意可知：Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.60,0.50)Ω＝5.2Ω(據(jù)題意要求，保留兩位有效數(shù)字)．答案(1)BC甲(2)(3)5.24．有一個額定電壓為2.8V，額定功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線，有下列器材供選用：A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻6kΩ)B．電壓表(0～15V，內(nèi)阻30kΩ)C．電流表(0～3A，內(nèi)阻0.1Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω)E．滑動變阻器(10Ω，5A)F．滑動變阻器(200Ω，0.5A)G．蓄電池(電動勢6V，內(nèi)阻不計)圖7(1)用如圖7甲所示的電路進行測量，電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________．滑動變阻器應(yīng)選用________．(用字母序號表示)(2)通過試驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．若某次測量中電壓表的示數(shù)為2.60V，則燈泡此時的電阻為________Ω，此時的功率為________W(保留兩位有效數(shù)字)．(3)若將此燈泡與電動勢為6V、內(nèi)阻不計的電源相連，要使燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個阻值為________Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)小燈泡的額定電壓為2.8V，故電壓表選用量程為0～3V的電壓表；額定功率約為0.8W，故小燈泡的額定電流約為0.29A，電流表應(yīng)選用量程為0～0.6A的電流表；在分壓式電路中，一般選擇最大阻值較小、額定電流較大的滑動變阻器．(2)圖乙的橫坐標電壓2.60V對應(yīng)的縱坐標電流為0.27A，依據(jù)歐姆定律得燈泡的電阻為RL＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.60,0.27)Ω＝9.6Ω；此時的功率為P＝UI＝2.60×0.27W＝0.70W.(3)由圖乙可知，當燈泡正常發(fā)光時回路中的電流為I1＝0.28A，則電阻兩端的電壓為UR＝6V－2.8V＝3.2V．依據(jù)歐姆定律可知電阻的阻值為R＝eq\f(UR,I1)＝eq\f(3.2V,0.28A)＝11Ω.答案(1)ADE(2)9.60.70(3)115．(2022·浙江卷，22)小明對2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感愛好，于是用伏安法測量其電阻值．圖8圖9(1)圖8是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖7中畫出．(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖9所示．在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用________(填“○”或“×”)表示的．(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點，在圖9上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為________Ω.解析(1)電壓表直接測鉛筆兩端電壓，由圖象可知電壓從0開頭，所以滑動變阻器接分壓式，如答案圖．(2)因電流表外接法在電壓肯定的條件下，測得的電流偏大，其待測阻值偏小，由圖知得到的數(shù)據(jù)點是用“×”表示的．(3)用“×”連線如圖所示，這條直線的斜率k＝eq\f(0.6,0.5)＝1.2Ω.答案(1)(2)“×”(3)圖見解析1.1～1.36．(2022·海南卷，12)用伏安法測量一電池的內(nèi)阻．已知該待測電池的電動勢E約為9V，內(nèi)阻約為十歐，允許輸出的最大電流為50mA，可選用的試驗器材有：電壓表V1(量程5V)；電壓表V2(量程10V)；電流表A1(量程50mA)；電流表A2(量程100mA)；滑動變阻器R(最大電阻300Ω)；定值電阻R1(阻值為200Ω，額定功率為eq\f(1,8)W)；定值電阻R2(阻值約220Ω，額定功率為1W)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干．測量數(shù)據(jù)如圖10坐標紙上U－I圖線所示．圖10(1)在虛線方框內(nèi)畫出合理的電路原理圖，并標明所選器材的符號．(2)在設(shè)計的電路中，選擇定值電阻的依據(jù)是___________________________________________________________________________________________.(3)由U－I圖線求得待測電池的內(nèi)阻為________Ω.(4)在你設(shè)計的電路中，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要緣由是______________________________________________________________________________________.解析(1)該試驗通過電源的輸出特性曲線計算電源內(nèi)阻，電源允許輸出的最大電流為50mA，故電流表選擇，電源電動勢約為9V，故電壓表選擇，考慮到電流和功率，愛護電阻選R2.(2)定值電阻的功率為eq\f(1,8)W時，通過它的電流為eq\r(\f(0.125,200))A＝0.025A＝25mA，而電路中的電流會接近50mA，