《2019届高三物理二轮复习专题六：《物理实验》训练（带答案及详解）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高三物理二轮复习专题六：《物理实验》训练（带答案及详解）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电学实验专题训练1.(基本仪器的使用及读数)在“练习使用多用电表”的实验中。(1)选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时,表针指示如图甲所示,则所测电阻的阻值为;用此多用电表进行测量,当选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为mA;当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为V。甲(2)如图乙所示,闭合开关后发现小灯泡不亮,欲用多用电表检查该电路某处是否发生“断路”,在保持电路完整的情况下,应使用多用电表的进行测量。(选填字母代号即可)A.电阻挡B.电流挡C.交流电压挡D.直流电压挡(3)检查多用电表的机械零点,将红、黑表笔分别插
2、入正、负表笔插孔,将二极管的两个极分别记作a和b,红表笔接a端、黑表笔接b端时,表针几乎不转;红表笔接b端、黑表笔接a端时,表针偏转角很大。则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二极管的(选填“a”或“b”)端。(4)图丙为某种多用电表电阻挡内部原理示意图,已知电流计内阻为Rg,电池内阻为r。某同学用其电阻挡测电阻时进行如下操作:先闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,当可变电阻接入电路的阻值为R时电流表满偏;再将Rx接入A、B表笔之间时电流计指针指在表盘的正中央,则待测电阻的阻值Rx=。(已知量用物理量符号Rg、R、r表示)解析(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值约为14,倍率为
3、“100”,读数为1.4103 。选50 mA直流电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA(此时为110估读),指针对应的读数为31.5 mA;选择10 V电压挡,则每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V(此时应为12估读),指针对应的读数为6.3 V。(2)若发生断路,则电路中没有电流,所以无法用电流挡测量,B项错误。而电路完整的情况下,由于电源的存在无法用电阻挡,因为电阻挡同样会有内部电源,A项错误。所以只能选择电压挡测量,断路处电压等于电源电动势,而电源为直流电源,所以选择直流电
4、压挡,C项错误,D项正确。(3)二极管的正向电阻很小,反向电阻无穷大,故测反向电阻时,红表笔接a端。(4)由闭合电路欧姆定律得Ig=Er+Rg+R,当Rx接入A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,由闭合电路欧姆定律得Ig2=Er+R+RgRxRg+RxRxRg+Rx,联立解得Rx=(R+r)RgR+r+Rg。答案(1)1.410331.56.3(2)D(3)a(4)(R+r)RgR+r+Rg2.(以测电阻为核心的电学实验)用如图甲所示的电路图可以测量电流表的内阻RA。设电流表、的示数分别为I1和I2(两电流表示数均在量程之内),与电流表并联的电阻阻值为R0,请根据实验电路图完成下列
5、问题:(1)连接实物图乙。(2)用已知量写出计算电流表内阻的表达式为。(3)如果在某次测量时,R0=5 ,电流表、的示数分别为8 mA和5 mA,则用该组数据测得的电流表的内阻为。解析(1)根据电路图连接实物图如图丙所示。(2)根据并联分流原理,有I2RA=(I1-I2)R0,解得RA=I1-I2I2R0。(3)将已知数据代入公式RA=I1-I2I2R0中,可得RA=3 。答案(1)实物图连线如图丙所示丙(2)RA=I1-I2I2R0(3)33.(以测电阻为核心的电学实验)实验室购买了一个线圈,某同学想通过实验测定其实际长度。现提供下列器材:A.待测线圈L:线圈金属丝的电阻率为,其总电阻RL约
6、为100 ;B.螺旋测微器;C.微安表:量程Ig=500 A,内阻Rg=100 ;D.电阻箱R:阻值范围为099999.9 ;E.电源E:电动势有3 V和9 V两种可供选择,内阻较小;F.开关两个(S1和S2),导线若干。(1)实验中用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,其读数d=mm。(2)已将提供的器材连成了如图乙所示的测金属丝电阻RL的电路,根据该实验电路的测量原理,为了更准确地测RL,应选择E中电动势为的电源。(3)若测得的金属丝的直径为d,测电阻时先闭合S1,调节R使微安表指针满偏,再闭合S2微安表示数用I表示,则用已知量和测得量的符号表示金属丝的长度l=。解析(1)螺旋测微器的读数
7、为1.5 mm+27.30.01 mm=1.773 mm。(2)先只闭合S1,调节电阻箱R,使微安表指针满偏,则R值须很大;再闭合S2时,则RL与微安表并联,虽然电阻变小了,但因R很大,全电路总电阻变化很小,干路电流几乎不变化,可认为仍为满偏电流Ig,此时微安表的读数为I,那么RL的分流IL=Ig-I,实际值略大于此值。于是解得RL=ULIL=IRgIg-I,测量值偏大。根据本实验原理,要减小测量RL的系统误差,提高电源的电动势,使R取值更大一些,这样才能保证再闭合S2后干路电流变化更小。应选择E中电动势为9 V的电源。(3)由(2)得RL=IRgIg-I,根据电阻定律得RL=lS,且S=d2
8、4,解得l=d2IRg4(Ig-I)。答案(1)1.773(1.7711.773均可)(2)9 V(3)d2IRg4(Ig-I)4.(以测电阻为核心的电学实验)(2018广州测试)“测定铜导线的电阻率”实验中可供使用的器材有:A.横截面积为1.0 mm2、长度为100 m的一捆铜导线(电阻Rx约为2 );B.电流表:内阻Rg=100 ,满偏电流Ig=3 mA;C.电流表:量程为0.6 A,内阻约为1 ;D.滑动变阻器R:最大阻值为5 ;E.定值电阻:R0=3 ,R1=900 ,R2=1000 ;F.电源:电动势为6 V,内阻不计;G.开关、导线若干。请完成下列实验内容:(1)把电流表与定值电阻
9、串联改装成量程为3 V的电压表,则定值电阻应选(选填“R1”或“R2”)。(2)为了尽可能获取多组数据,实验电路图应选下列四幅中的,电路中R0的作用是。(3)根据正确的电路图,在图甲中完成实物图的连接(已正确连接了部分导线)。甲(4)某次测量中,电流表的示数为2.40 mA时,电流表的示数为0.50 A,由此求得铜导线的电阻率为m(结果保留2位有效数字)。解析(1)需要串联的定值电阻阻值R=EIg-Rg=900 ,所以应选R1。 (2)由于电流表的内阻约为1 ,比较接近待测电阻,故电流表应采用外接法;为了尽可能获取多组数据,应采用分压电路,故选A电路。R0的作用是增大通过电流表的电流以减小读数
10、误差。(3)根据电路图,实物连接如图乙所示。(4)电流表的示数为2.40 mA时,电流表的示数为0.50 A,根据欧姆定律得Rx=Ig(Rg+R1)IA-Ig-R01.8 ;根据电阻定律有Rx=lS,解得=1.810-8 m。答案(1)R1(2)A增大电流表的读数以减小误差(3)连线如图乙所示乙(4)1.810-85.(测定LED灯伏安特性曲线)给定下列器材,来测定某一LED灯D的伏安特性曲线。A.规格为“9 V9 W”的LED灯D一个;B.直流电流表(量程为50 mA,内阻r1为30 );C.直流电流表(量程为0.2 A,内阻r2为6 );D.直流电压表(量程为6 V,内阻约为20 k);E
11、.定值电阻R1(阻值为170 );F.定值电阻R2(阻值为1.2 );G.直流电源(电动势E=12 V,内阻不计);H.滑动变阻器a(最大阻值为500 );I.滑动变阻器b(最大阻值为10 );J.开关一个,导线若干。(1)为了减少实验误差,更好地描绘LED灯的伏安特性曲线,滑动变阻器应选用(填写器材前的序号),其理由是滑动变阻器在电路里应起(选填“分压”或“限流”)作用。(2)在题中的方框里,画出实验原理图。(3)若某次测量中,直流电流表的读数I1=21 mA,另一直流电表的读数为0.10(国际单位),则LED灯此时的电阻RD=(结果保留2位有效数字)。解析(1)本实验要测量LED灯的伏安特
12、性曲线,故LED灯的电压要从0开始变化,则滑动变阻器应该起分压作用,故应选用阻值较小的I。(2)由题设条件可知,电压表的量程太小,故不能用。对LED灯,由ID=PDUD=1 A,故电流表应改装,利用与定值电阻R2并联,恰好可以改装成量程为1.2 A 的电流表(内阻为1 ),由于小灯泡额定电压为9 V,故可以利用电流表与定值电阻R1串联,改装成量程为10 V的电压表(内阻为200 )。由于电表的内阻均已知,为了方便操作,选择电流表内接,电路图如图所示。(3)由(2)分析知另一电表为电流表,则电流表的读数为0.10 A。由设计的电路图可知,电流表内接时,LED灯两端的电压为3.6 V,流过的电流为
13、0.6 A,则其电阻为6.0 。答案(1)I分压(2)如图所示(3)6.06.(电学创新实验)传感器担负着信息采集的任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),某研究小组做传感器的简单使用实验。(1)A同学用电流传感器做实验:把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先将开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后将开关S掷向2端,电容器放电。与电流传感器相连接的计算机所记录的这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间电压;在形成电流曲线2的过程中,电容器的
14、电容。(均选填“增大”“不变”或“减小”)曲线1与横轴所围面积曲线2与横轴所围面积;S接1端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就能电源电动势E。(均选填“大于”“等于”或“小于”)(2)B同学用热传感器做实验:热传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻,热敏电阻随温度变化的图线如图丙所示,图丁是用热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器原理图。为了使温度过高时报警器铃响,开关应接在(选填“a”或“b”)端。若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器的滑片P向(选填“左”或“右”)移动。解析(1)在形成电流曲线1的过程中,开关S与1端相连,电容器在充电,所带电荷量增大,电容不变,由电容的定
15、义式C=QU分析可知极板间电压增大;在形成电流曲线2的过程中,开关S与2端相连,电容器在放电,在放电的过程中,电容器的电荷量减小,但电容反映电容器本身的特性,与电压和电荷量无关,保持不变。I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量。因为电容器充电和放电的电荷量相等,所以曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积;S接1端,只要时间足够长,电容器充电完毕,电路中没有电流,电源的内电压为零,电容器极板间的电压等于电源的电动势E。(2)温度升高时,热敏电阻阻值减小,图丁中通电螺线管的磁性增强,将与弹簧相连的金属导体向左吸引,要使报警器所在电路接通并报警,开关应接a端。要实现温度更高时,即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通,应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大,即
