粤教版高中物理必修第三册专练3含答案

专练三　电学实验

1．如图所示的游标卡尺可精确到________mm，测得零件的长度为________mm．

【答案】0.05　8.50

【解析】根据游标卡尺的构造可知，该游标卡尺的游标上有20个刻度，其总长度为19 mm，因此该尺游标尺上的每一个小刻度的长度为0.95 mm，所以用这种游标卡尺测量时，可以精确到0.05 mm．游标卡尺的主尺读数为8 mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最终读数为8 mm＋0.50 mm＝8.50 mm．

2．图甲中游标卡尺的读数为 ________mm，图乙中螺旋测微器的读数为 ________mm．

【答案】29.8　0.880

【解析】图甲中游标卡尺精确度为0.1 mm，游标卡尺读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm；图乙中螺旋测微器精确度为0.01 mm，其读数为0.5 mm＋38.0×0.01 mm＝0.880 mm．

3．某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验．

先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为________mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为________cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为________Ω．

【答案】1.847(1.846～1.849均可)

4.225　 6

【解析】螺旋测微器测其直径为1.5 mm＋34.7×0.01 mm＝1.847 mm，游标卡尺测长度为42 mm＋5×0.05 mm＝42.25 mm＝4.225 cm，多用电表测其电阻R＝6×1 Ω＝6 Ω．

4．目前国际公认的酒驾标准是“0.2 mg/mL≤酒精气体浓度＜0.8 mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度＞0.8 mg/mL”．一兴趣小组现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示．提供的器材有：

A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx

B．直流电源(电动势为6 V，内阻不计)

C．电压表(量程为3 V，内阻非常大，作为浓度表使用)

D．电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)

E．定值电阻R1(阻值为20 Ω)

F．定值电阻R2(阻值为10 Ω)

G．单刀双掷开关一个，导线若干

　　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　乙

(1)图乙是酒精测试仪电路图．

(2)电路中R应选用定值电阻________(填“R1”或“R2”)．

(3)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：

①电路接通前，先将电阻箱调为40.0 Ω，然后开关向______(填“c”或“d”)端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为______________mg/mL．

②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”．当电阻箱调为______Ω时，电压表指针满偏，将电压表此时指针对应的刻度线标记为________mg/mL．

③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用．

【答案】(2)R2　(3)①c　0.1　②10　0.8

【解析】(2)由于电压表量程为3 V，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压为UR＝，由图甲可知，10 Ω≤Rx≤70 Ω，又E＝6 V，得URmax＝≤3，则R≤10 Ω，故选R2．

(3)①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值代替传感器的电阻，故应先调节电阻箱到40 Ω，结合电路可知，开关应向c端闭合；结合图甲可知，此时的酒精气体浓度为0.1 mg/mL．

②根据UR2＝，可知，电压表满偏时，电阻箱电阻为R＝10 Ω，电压表指针满偏，结合图像可知，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.8 mg/mL．

5．学习小组利用如图甲所示的电路图，测量电池的电动势E和内阻r．定值电阻的阻值R0＝5.0 Ω．

测量步骤如下：

①按电路图连接好电路，闭合开关S1 ；

②把电阻箱调到某一阻值，读出示数R，闭合开关S2，读出电压表示数U和电流表示数I，再把开关S2断开，读出电流表示数I′；

③重复步骤②，测出多组数据，填入记录表格．

(1)根据电路图，在图乙的实物图中画出连线．

　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙

(2)定值电阻R0 的作用是______________．

(3)根据表中数据，在坐标纸上画出R图像如图丙所示，可求出电流表的内阻RA＝ ________Ω．(结果保留两位有效数字)

丙

(4)根据表中数据，在坐标纸上画出R图像如图丁所示，可求出电池的电动势E＝________V，内阻r＝ ________Ω．(结果保留两位有效数字)

丁

【答案】(1)如图　(2)防止电阻箱阻值过小时，回路中电流过大而损坏电流表或电池　(3)3.0　(4)1.5　1.0

【解析】(3)S2 闭合时，由部分电路欧姆定律可得R＋RA＝，R 图线的纵截距等于电流表的内阻，可知电流表的内阻RA＝3.0 Ω．

(4)S2 断开时，由闭合电路欧姆定律可得I′＝，得＝＋R．由－R 图像可得斜率为k＝＝＝，E＝＝1.5 V，纵截距为b＝6.0 A－1 ，有r＝bE－R0－RA＝1.0 Ω．

6．为了精确测量一个约为几欧姆的定值电阻的阻值，实验器材如图甲所示：

表头G(内阻100 Ω、满偏电压30 mV)，电阻箱(0～9 999.9 Ω)，电流表A(量程0～0.6 A)，滑动变阻器(5 Ω、2 A)，干电池组(2节干电池)，待测电阻，开关，导线若干．

甲

(1)请设计测量方案，要求电表示数能从“0”开始变化，画出电路图．

(2)实验中，通过调节滑动变阻器，改变两只表的示数大小，读得表头G和电流表A的示数并记录，某次电流表A示数如图乙所示，其读数为________A．

乙

(3)设计方案中电阻箱的电阻值调到9 900 Ω，测得表头G示数U与电流表A示数I多组数据，画UI图线如图丙所示，则待测电阻的阻值为________Ω．(保留两位有效数字)

丙

【答案】(1)如图　(2)0.20　(3)5.0

【解析】(1)电表示数能从“0”开始变化，采用分压式接法，利用G与电阻箱改装成大量程电压表，因为电压表内阻已知，采用外接法，电路图如图．

(2)由图可知，其读数为0.20 A．

(3)根据题意可得(rG＋R)＝IRx ，整理有U＝I，则k＝＝，解得Rx＝5.0 Ω．

7．某同学想测量“3 V　0.5 A”的小灯泡正常发光时的电阻，请回答下面几个问题：

(1)下列实验器材中应选择________(填写器材序号)．

A．电流表(量程0～0.6 A, 内阻约1 Ω)

B．电流表(量程0～3 A，内阻约1 Ω)

C．电压表(量程0～15 V，内阻约10 kΩ)

D．电压表(0～3 V，内阻约2 kΩ)

E．滑动变阻器(阻值0～100 Ω)

F．滑动变阻器(阻值0～10 Ω)

G．电源E＝6 V

H．开关S，导线若干

(2)在本实验中要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)式接法，电流表应采用________(填“内”或“外”)接法．

(3)在虚线框中画出实验电路图，并用实线代替导线，将图甲中的器材连接成可供实验的电路．

(4)小灯泡为额定电压时，电流表指针如图乙所示，则电流表的示数为______A，小灯泡此时电阻为______ Ω．

【答案】(1)ADFGH　(2)分压　外　(3)如图甲　如图乙

(4)0.48　6.25

　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙

【解析】(1)灯泡额定电流为0.5 A，电流表选择A；灯泡额定电压为3 V，电压表选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F；实验还需要电源、开关与导线，故需要的实验器材为ADFGH．

(2)本实验要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；由于灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法．

(3)滑动变阻器采用分压式接法，电流表采用外接法．

(4)电流表最小分度为0.02 A，则电流表读数为0.48 A，小灯泡此时电阻为R＝＝ Ω＝6.25 Ω．

8．为了测定电阻的阻值，实验室提供下列器材：待测电阻R(阻值约100 Ω)、滑动变阻器R1(0～100 Ω)、滑动变阻器R2(0～10 Ω)、电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)、理想电流表A(量程0～50 mA)、直流电源E(3 V，忽略内阻)、导线、电键若干．

(1)甲同学设计图甲所示的电路进行实验．

①请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

②滑动变阻器应选________(填写字母)．

　　　　　甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　丙

③实验操作时，先将滑动变阻器的滑片移到______(填“左”或“右”)端，再接通开关S；保持S2断开，闭合S1，调节R2使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流I1．

④断开S1，保持R2不变，调整电阻箱R0阻值在100 Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值使得电流表读数为________时，R0的读数即为待测电阻R的阻值．

(2)乙同学利用电路图乙进行实验，多次改变电阻箱R0的阻值，读出电流表相应的电流I，由测得的数据作出－R0图像，根据图像的斜率和截距求出待测电阻R的阻值．若电源内阻是不可忽略的，则上述电路甲和乙，哪种方案测电阻更好？________，为什么？____________________________．

【答案】(1)①如图　②R2　③左　④I1

(2)甲方案更好，见解析

【解析】(1)②甲同学采用了分压电路及等效替代法测电阻，采用分压电路时滑动变阻器的阻值小于并联部分的电阻，便于实验调节，故选择R2．

③分压电路为保护并联部分电阻，开始时应使并联部分电压从0开始，滑动头应处于左端．

④由于实验采用了等效替代法，必须满足两次实验的效果相同，即两次电流表的示数相同，即为I1 ．

(2)若电源内阻是不可忽略的，则电路甲好；因为电源内阻对用甲测电阻没有影响，而用乙测量电阻偏大(增加了电源的内阻)，有测量误差．故甲方案更好．