高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí) 第10章第3練　電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)（含詳解）

1．某同學(xué)用螺旋測微器測圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為________mm；用游標(biāo)卡尺測量某物體的厚度時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為______cm。另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有50等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如圖丙所示，則該工件的長度L＝______cm。2．用伏安法測某金屬絲的電阻Rx(約為5Ω)?，F(xiàn)有電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1Ω)、滑動(dòng)變阻器R0(0～20Ω，額定電流2A)、雙量程電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω；0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)、雙量程電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)為減小測量誤差，該實(shí)驗(yàn)中，電流表量程應(yīng)選用________(選填“0～0.6A”或“0～3A”)，電壓表量程應(yīng)選用________(選填“0～3V”或“0～15V”)。(2)在圖(a)中選擇測量Rx的電路原理圖______(選填“甲”或“乙”)，并在圖(b)中完成相應(yīng)的實(shí)物連線圖。(3)如圖(c)所示，請(qǐng)利用圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電阻Rx的U－I圖線。由圖線可得金屬絲的阻值Rx＝__________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。(4)實(shí)驗(yàn)中，在不損壞電表的前提下，隨著滑動(dòng)變阻器滑片從最右端向左移動(dòng)的距離x的變化，電池組的總功率P也會(huì)發(fā)生變化。下列能正確反映P－x關(guān)系的是________。3．(2023·內(nèi)蒙古包頭市模擬)物理興趣小組利用“伏安法”測量一個(gè)阻值較小的定值電阻Rx的阻值，可用器材有：電壓表(量程為15V，內(nèi)阻約為5000Ω)，電流表(量程為0.6A，內(nèi)阻為5Ω)，電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R最大阻值為10Ω，定值電阻R0阻值為15Ω，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。(R0、Rx、R、電流表、電壓表、電源、開關(guān)等儀器均無斷路和短路，導(dǎo)線無斷路)(1)將圖甲所示的器材符號(hào)連線，畫出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖。要求電流表和電壓表的示數(shù)從零開始變化。(2)連接電路后，閉合開關(guān)，逐漸移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表始終沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)逐漸增大最終接近電源電壓。則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是______________________________________。(3)該電路中R0的作用是________________________________________________________。(4)測出多組數(shù)據(jù)，作出I－U圖像，如圖乙所示。則Rx阻值為________Ω。4．(2023·廣東茂名市二模)智能手機(jī)中都配有氣壓傳感器，傳感器的電阻會(huì)隨所處環(huán)境氣壓變化而變化。某實(shí)驗(yàn)小組在室溫下用以下可供選擇的器材探究“氣壓傳感器的電阻值Rx隨氣壓變化規(guī)律”：A．阻值隨氣壓變化而變化的氣壓傳感器一個(gè)(阻值變化范圍從幾十歐到幾百歐)；B．直流電源，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)；C．電壓表V1，量程為0～3V，內(nèi)阻為3kΩ；D．電壓表V2，量程為0～15V，內(nèi)阻為15kΩ；E．電流表A1，量程為0～0.6A，內(nèi)阻忽略不計(jì)；F．電流表A2，量程為0～60mA，內(nèi)阻忽略不計(jì)；G．定值電阻R1＝3kΩ；H．定值電阻R2＝12kΩ；I．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為50Ω；J．開關(guān)與導(dǎo)線若干。(1)小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，其中電壓表應(yīng)選擇______，電流表應(yīng)選擇______，定值電阻應(yīng)選擇________。(均選填實(shí)驗(yàn)器材前字母)(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物圖連線補(bǔ)充完整。(3)當(dāng)氣壓傳感器所處環(huán)境壓強(qiáng)為p時(shí)，閉合開關(guān)S，測得兩個(gè)電表的讀數(shù)分別為U＝2.30V和I＝23.0mA，則氣壓傳感器阻值Rx＝____Ω。(4)當(dāng)環(huán)境壓強(qiáng)p改變時(shí)，測得不同的Rx值，繪成圖像如圖丙所示，由圖可得Rx和壓強(qiáng)p的關(guān)系表達(dá)式為Rx＝________________Ω。5．某同學(xué)要測量一個(gè)未知電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A．電流表A1：量程為0～3mA，內(nèi)阻r1約為15ΩB．電流表A2：量程為0～1.5mA，內(nèi)阻r2為25ΩC．定值電阻R1：R1＝9975ΩD．定值電阻R2：R2＝1975ΩE．滑動(dòng)變阻器R3：最大阻值為10ΩF．電源E，電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻很小G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖所示的測量電路，閉合開關(guān)S之前，滑動(dòng)變阻器R3的滑片應(yīng)置于________(選填“最左端”或“最右端”)。(2)實(shí)驗(yàn)中需要量程為0～3V的電壓表，則電路圖中的電流表①應(yīng)選擇________，定值電阻R應(yīng)選擇______(均填器材前面的字母)。(3)①、②位置放置好電流表，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，將滑動(dòng)變阻器的滑片置于合適的位置，若此時(shí)電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則待測電阻Rx＝________(用物理量的符號(hào)表示)。6．(2023·江蘇卷·12)小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測量結(jié)果的影響。所用器材有：干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì))2節(jié)；兩量程電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè)；滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè)；定值電阻(阻值50Ω)21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。(1)電壓表量程應(yīng)選用________(選填“3V”或“15V”)。(2)圖乙為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全)。先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱________(選填“B”“C”或“D”)連接，再閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn)。(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測量電路中O與1,2，…，21之間的電壓。某次測量時(shí)，電壓表指針位置如圖丙所示，其示數(shù)為________V。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測電阻值R的關(guān)系圖線，如圖丁中實(shí)線所示。(4)在圖甲所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為理想電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R1，定值電阻的總阻值為R2，當(dāng)被測電阻為R時(shí)，其兩端的電壓U＝________________(用E、R1、R2、R表示)，據(jù)此作出U－R理論圖線如圖丁中虛線所示。小明發(fā)現(xiàn)被測電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測值與理論值相差較小。(5)分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測值與理論值相差較小，是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍。妷罕韮?nèi)阻對(duì)測量結(jié)果影響較小。小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測值與理論值相差較小，也是因?yàn)橄嗤脑?。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡要說明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第3練電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1．8.021(8.020、8.022均可)2.0605.236解析螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為2.1×0.01mm＝0.021mm，所以最終讀數(shù)為8mm＋0.021mm＝8.021mm，由于需要估讀，因此8.020mm、8.022mm均正確。游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm，游標(biāo)尺上第12個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為12×0.05mm＝0.60mm，所以最終讀數(shù)為20mm＋0.60mm＝20.60mm＝2.060cm。工件的長度L＝52mm＋0.02×18mm＝5.236cm。2．(1)0～0.6A0～3V(2)甲見解析圖(3)見解析圖4.5(4)B解析(1)金屬絲的電阻Rx約為5Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得Im＝eq\f(E,Rx＋r)＝eq\f(3,6)A＝0.5A故電流表量程應(yīng)選用0～0.6A；電池組電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表量程應(yīng)選用0～3V；(2)因?yàn)镽x<eq\r(RARV)，待測電阻阻值較小，故采用電流表外接法，即電路原理圖甲；實(shí)物圖連接如圖所示(3)如圖所示根據(jù)U－I圖像斜率可得Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.5,0.56)Ω≈4.5Ω(4)根據(jù)電源總功率公式得P＝EI＝eq\f(E2,RA＋\f(RVRx,RV＋Rx)＋r＋R0m－kx)＝eq\f(－\f(E,k)2,x－\f(RA＋r＋R0m,k)－\f(RVRx,kRV＋Rx))，可知P－x圖像是一個(gè)向右平移的反比例函數(shù)圖像，故選B。3．(1)見解析圖(2)R0與Rx之間接線處斷路(或Rx與電流表之間接線處斷路)(3)①保護(hù)電路；②減小讀數(shù)誤差(4)4解析(1)因待測電阻Rx的電阻和電流表的內(nèi)阻都較小，為保護(hù)電路，應(yīng)將定值電阻R0與它們串聯(lián)，又要求電流表和電壓表的示數(shù)從零開始變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，由于電流表的內(nèi)阻已知，故電流表采用內(nèi)接法，故實(shí)驗(yàn)電路的原理圖如圖所示。(2)出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是R0與Rx之間接線處斷路。(3)由(1)分析可知該電路中R0的作用是：①保護(hù)電路；②減小讀數(shù)誤差。(4)根據(jù)I－U圖像可知斜率為k＝eq\f(I,U)＝eq\f(0.5,12)Ω－1＝eq\f(1,Rx＋R0＋RA)，代入數(shù)據(jù)解得Rx＝4Ω。4．(1)CFG(2)見解析圖(3)200(4)1000－8×10－3p解析(1)電源電動(dòng)勢(shì)為6V，電壓表讀數(shù)時(shí)要在滿偏刻度的三分之一以上更準(zhǔn)確，而且串聯(lián)定值電阻可以擴(kuò)大量程，故電壓表選C；氣壓傳感器阻值變化范圍從幾十歐到幾百歐，流經(jīng)電流表的電流約為幾十毫安，故電流表選F；串聯(lián)定值電阻，相當(dāng)于擴(kuò)大電壓表量程，擴(kuò)大到6V即可，電壓表內(nèi)阻為3kΩ，定值電阻選G。(2)如圖所示(3)根據(jù)歐姆定律得Rx＝eq\f(2U,I)＝200Ω(4)根據(jù)題圖丙，設(shè)Rx＝R0－kp，代入數(shù)據(jù)可得Rx＝1000－8×10－3p(Ω)。5．(1)最左端(2)BD(3)eq\f(I2r2＋R2,I1－I2)解析(1)為了實(shí)驗(yàn)安全，閉合開關(guān)S之前，應(yīng)使電路中電流從最小值開始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故應(yīng)將滑片置于最左端。(2)實(shí)驗(yàn)器材中沒有電壓表，要用電流表改裝，只有內(nèi)阻已知的電流表才能改裝成電壓表，所以電路圖中的電流表①選擇B。＝1975Ω，故定值電阻應(yīng)選擇D。(3)由串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律有I2(r2＋R2)＝(I1－I2)Rx解得Rx＝eq\f(I2r2＋R2,I1－I2)。6.(1)3V(2)D(3)1.50(4)eq\f(ER,R1＋R2)(5)不同意理由見解析解析(1)所用電源為兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，則所用電壓表量程為3V；(2)閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)調(diào)到最大，電池盒上的接線柱A應(yīng)與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接；(3)電壓表最小刻度為0.1V，則示數(shù)為1.50V；(4)由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,R1＋R2)，當(dāng)被測電阻阻值為R時(shí)，電壓表示數(shù)為U＝IR＝eq\f(ER,R1＋R2)(5)不同意。方法一：極限思維法。當(dāng)R較大時(shí)，電壓表分流作用大，當(dāng)R等于R2時(shí)，可將R1看成等效電源內(nèi)阻，由于R1阻值遠(yuǎn)小于R2，故電壓表讀數(shù)近似等于電源電動(dòng)勢(shì)。方法二：解析法。當(dāng)R較大時(shí)，電壓表內(nèi)阻不能忽略，則電路中的電流I＝eq\f(E,R1＋R2－R＋\f(RRV,R＋RV))，電壓表中的電流I′＝I·eq\f(R,R＋RV)，電壓