高中物理高考 2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练---电学实验（解析版）

这是一份高中物理高考 2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练---电学实验（解析版），共14页。试卷主要包含了6 A，内阻Rg2＝0等内容，欢迎下载使用。

(1)图1中的a端应与________(填“红”或“黑”)表笔连接．
(2)某同学将图中的a、b端短接，为使微安表满偏，则应调节R1＝________ Ω；然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为Rx＝________ Ω.
(3)如图2甲所示，该同学将微安表与电阻箱R2并联，利用该电路图组装一个“×100”倍率的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示，其中央刻度标“15”，则该同学应调节R2＝________ Ω；用此欧姆表测量一个阻值约2 000 Ω的电阻，测量前应调节R1＝________ Ω.
答案 (1)红 (2)2 049 3 000 (3)950 1 024
解析 (1)根据多用电表的流向和偏转规律可知电流从红表笔进黑表笔出向右偏，则a端接红表笔．
(2)欧姆调零时根据闭合电路欧姆定律Ig＝eq \f(E,Rg＋r＋R1)，解得：R1＝eq \f(E,Ig)－(Rg＋r)＝2 049 Ω；当接入Rx后，电流为满偏的一半，则eq \f(Ig,2)＝eq \f(E,Rg＋r＋R1＋Rx)，可得Rx＝Rg＋R1＋r＝3 000 Ω.
(3)因欧姆表的中央刻度为15，倍率为“×100”，则欧姆表的内阻RΩ＝15×100 Ω＝1 500 Ω，故调零时的满偏电流为I＝eq \f(E,RΩ)＝1×10－3 A，表头和R2并联改装为电流表，由并联分流电压相等得IgRg＝(I－Ig)R2，解得R2＝950 Ω；改装后的欧姆表需要进行欧姆调零，则RΩ＝1 500 Ω＝eq \f(Rg·R2,Rg＋R2)＋R1＋r，解得：R1＝1 024 Ω.
2．为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知，
(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)；
(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．
答案 (1)右偏 (2)左偏 相同
3．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
②闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；
④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤．
(1)以上操作的合理顺序是________(只填步骤前数字序号)；
(2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1做原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当U1′＝8 V时，U2′＝32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是________．
答案 (1)①③②④ (2)eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
解析 (1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤．
(2)两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1做原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；当原线圈与副线圈对调后，U1′＝8 V时，U2′＝32 V，由以上数据可得：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
4.(2019·安徽黄山市一模检测)某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池(电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 Ω)
B．电流表A1(量程0～3 mA，内阻Rg1＝10 Ω)
C．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻Rg2＝0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)
E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，1 A)
F．定值电阻R0(990 Ω)
G．开关和导线若干
(1)他设计了如图所示的(a)、(b)两个实验电路，其中更为合理的是________图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材名称前的字母序号)；用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律的表达式E＝________(用I1、I2、Rg1、Rg2、R0、r表示)．
(2)图为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，为了简化计算，该同学认为I1远远小于I2，则由图线可得电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位小数)
答案 (1)(b) D I1(Rg1＋R0)＋(I1＋I2)r
(2)1.47(1.46～1.48) 0.82(0.80～0.84)
解析 (1)所给器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．(a)、(b)两个实验电路，其中合理的是(b)；因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小，滑动变阻器应选D；若选择大电阻，则在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A2读数太小，电流表A1读数变化不明显；根据电路可知：E＝U＋Ir＝I1(Rg1＋R0)＋(I1＋I2)r;
(2)根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压U＝I1(990＋10)＝1 000I1，
根据图象与纵轴的交点得电动势E＝1.47 mA×1 000 Ω＝1.47 V；
由题图可知当电流为0.45 A时，电压为1.1 mA×1 000 Ω＝1.1 V，则由闭合电路欧姆定律可知：r＝eq \f(1.47－1.1,0.45) Ω≈0.82 Ω.
5.(2019·山东烟台市下学期高考诊断)(1)某实验小组在使用多用电表的过程中，下列说法中正确的是________．
A．在测量电压时，要将红表笔接在高电势点
B．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调节欧姆调零旋钮
C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大的欧姆挡进行试测
D．在测量未知电流时，必须先选择量程最大的电流挡进行试测
E．测量电阻时，如果红、黑表笔插错插孔，测量结果不会受影响
(2)如图所示，若用多用电表测量某电阻Rx阻值，多用电表选择开关处于“×10”欧姆挡，指针指在如图所示位置，则Rx的阻值________300 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)现用伏安法更精确地测量(2)中的电阻Rx，可供该同学选用的器材除开关S、导线、待测电阻Rx外，还有：
A．电源E(E＝12 V，内阻不计)
B．定值电阻R0(阻值等于1 Ω)
C．电压表V(量程0～15 V，内阻未知)
D．电流表A1(量程0～10 mA，内阻r1＝3 Ω)
E．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω)
F．滑动变阻器R(0～1 kΩ，额定电流0.1 A)
①实验中电流表应选择________(填写器材前面的字母标号)；
②请在虚线框内画出实验电路图；
③在实验过程中，测量多组数据，以电压表读数U为纵坐标，以电流表读数I为横坐标，作出相应U－I图象，发现U－I图象为一条斜率为k的直线，若考虑电表内阻对电路的影响，则电阻Rx＝________(用题目中已知物理量字母符号和k表示)．
答案 (1)ADE (2)小于 (3)①D ②见解析图 ③eq \f(k－r1,R0＋r1)R0
解析 (1)用多用电表测电压时，要将红表笔接高电势点，A正确；用多用电表测电阻时，每换一次挡位都需要重新进行欧姆调零，而不是测量不同电阻，B错误；在测量未知电阻时，可以先选择个倍率进行测量，然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量，不一定必须先选择倍率最大挡进行试测，C错误；为保护电表安全，在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测，D正确；测量电阻时，如果红、黑表笔插错插孔，则不会影响测量结果，E正确．
(2)因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以20至40的中间数值一定小于30，若选择开关处于“×10”挡，由图可知其读数小于300 Ω；
(3)①电源电动势E＝12 V，回路中的最大电流约为Imax＝eq \f(E,Rx)＝eq \f(12,300) A＝0.04 A＝40 mA，故电流表选D；②而电流表D的量程太小，为了测量准确，故需要将电流表D与定值电阻R0并联，改装成一个大量程的电流表；因为不知道电压表内阻，
而电流表A1内阻r1＝3 Ω确切可知，所以选择电流表内接法测量，因为滑动变阻器的最大值远大于待测电阻，故滑动变阻器用限流接法，画出的电路图如图所示：
③根据串联电路的特点有：U＝(I＋eq \f(Ir1,R0))Rx＋Ir1，变形得：U＝(Rx＋r1＋eq \f(r1,R0)Rx)I，故图线的斜率为k＝Rx＋r1＋eq \f(r1,R0)Rx，解得：Rx＝eq \f(k－r1,R0＋r1)R0.
5.(2019·吉林长春市质量监测)现要较准确地测量量程为0～3 V、内阻大约为3 kΩ的电压表V1的内阻RV，实验室提供的器材如下：
电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)
电流表A2(量程0～1 mA，内阻约100 Ω)
电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)；
定值电阻R1(阻值200 Ω)；
定值电阻R2(阻值2 kΩ)；
滑动变阻器R3(最大阻值100 Ω，最大电流1.5 A)
电源E1(电动势6 V，内阻约0.5 Ω)
电源E2(电动势3 V，内阻约0.5 Ω)；
开关S，导线若干
(1)选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了如图22甲、乙所示的两个电路．
在图甲的电路中，电源选择E1，则定值电阻R应该选择________；在图乙的电路中，电源选择E2，电流表应该选择________．(填写对应器材的符号)
(2)根据图甲电路，多次测量得到多组电压表V1和V2的读数U1、U2，用描点法得到U1－U2图象，若图象的斜率为k1，定值电阻的阻值为R，则电压表V1的内阻RV＝________；根据图乙电路，多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1′、I，用描点法得到U1′－I图象，若图象的斜率为k2，则电压表V1的内阻RV′＝________.(用题中所给字母表示)
(3)从实验测量精度的角度分析，用图________电路较好，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案 (1)R2 A2 (2)eq \f(k1,1－k1)R k2 (3)乙 图甲中V2读数的相对误差较大
解析 (1)在题图甲的电路中，由于电源电动势为6 V，定值电阻R起到串联分压的作用，应该选择阻值为2 kΩ的定值电阻R2；由题意可知电压表的最大电流为1 mA，所以电流表应选择量程0～1 mA的A2.
(2)在题图甲的电路中，定值电阻R两端的电压为U2－U1，通过定值电阻R的电流为I＝eq \f(U2－U1,R)
根据欧姆定律有RV＝eq \f(U1,I)＝eq \f(U1R,U2－U1)，变形得U1＝eq \f(RV,R＋RV)U2，有eq \f(RV,R＋RV)＝k1，可得：RV＝eq \f(k1,1－k1)R；在题图乙中根据欧姆定律可得：U1′＝IRV′，即RV′＝k2.
(3)两个电路都没有由仪器引起的系统误差，但用甲图测量时，电压表V2的电压变化范围约为0～5 V，用量程为15 V的电压表V2读数，相对误差较大，所以用乙图较好．
6.(2019·广东揭阳市第一次模拟)如图10甲所示，测量电阻丝的电阻率ρ，电阻丝的电阻约为20 Ω.先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．除电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)、电阻箱R(0～999.9 Ω)、开关、导线若干，可供选择的器材还有：
电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；
电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)．
(1)实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．断开开关，改变________的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次的R和L数据．
F．断开开关．
(2)如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为d ＝________ mm；
(3)电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)；
(4)用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为R0和L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝____________(用给定的字母表示)．
(5)电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果______(选填“有”或“无”)影响．
答案 (1)金属夹与电阻丝接触点 (2)0.730 (3)A1 (4)eq \f(πd2R0,4L0) (5)无
解析 (1)断开开关，改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏；
(2)螺旋测微器的读数为：0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm；
(3)流过电阻丝的最大电流约为I＝eq \f(3,20) A＝150 mA，为了减小电流表读数误差，所以电流表应选A1；
(4)根据题意可知，R＋ρeq \f(L,S)＝R0，则：R＝R0－ρeq \f(L,S)，由题图丙可知，斜率的绝对值为eq \f(R0,L0)＝eq \f(ρ,S)，而S＝eq \f(πd2,4)，联立解得：ρ＝eq \f(πd2R0,4L0)；
(5)由(4)分析可知，电流表的内阻对实验的测量结果无影响．
7.(2019·贵州贵阳市一模)如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示．
(1)某次用0～3 A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为________ A.
(2)该电流表0～0.6 A量程对应的内阻约为________ Ω(结果保留两位有效数字)；
(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为________ mA(结果保留两位有效数字)．
答案 (1)1.20 (2)0.50 (3)5.0
解析 (1)电流表量程为0～3 A，由题图丙所示表盘可知，其分度值为0.1 A，示数为1.20 A.
(2)由题图乙电路图可知，电流表量程为0～0.6 A时，电流表内阻为：R＝eq \f(R1＋R2R3＋Rg,R1＋R2＋R3＋Rg)，代入数据可得：R≈0.50 Ω.
(3)由题图乙电路图可知，电流表量程为0～3 A时，电流表内阻为R′＝eq \f(R1R2＋R3＋Rg,R1＋R2＋R3＋Rg)，代入数据可得R′≈0.1 Ω，故3 A＝Ig＋eq \f(Ig5 Ω＋55 Ω＋0.4 Ω,0.1 Ω)；解得：Ig≈0.0 050 A＝5.0 mA.
8．(2019·贵州部分重点中学教学质量评测卷(四))(1)如图甲所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计．选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是________．
A．A为黑表笔，B为红表笔
B．将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表
C．将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，且与1接点相连时量程较大
D．将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，且与4接点相连时量程较大
(2)某同学选择欧姆挡“×1 k”倍率测量电阻R1、R2的阻值时，指针分别处于a、b两位置，其中a位置在表盘正中央(如图乙所示)，指针在b位置时的偏转角度恰好为在a时的一半，则电阻R1＝________，R2＝________.
答案 (1)BC (2)15.0 kΩ 45 kΩ
解析 (1)在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表，由此可判断A为红表笔，B为黑表笔，故A错误，B正确．将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，所以与1接点相连时量程较大，故C正确．将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与5接点相连时量程较大，故D错误．
(2)指针指向a位置表盘正中央时，即指向了欧姆表的中值电阻R中，也就是欧姆表本身的内阻，R内＝R中＝15.0 kΩ，E＝IgR内；当指针指向b位置时，偏转角度恰好为在a时的一半，即I＝eq \f(1,4)Ig，由eq \f(1,4)Ig＝eq \f(E,R2＋R内)，另有eq \f(1,2)Ig＝eq \f(E,R1＋R内)，解得：R2＝45 kΩ.
9.(2019·山东德州市上学期期末)某同学想要较为精确地测量一只电流表G1(量程为4 mA、内阻约为100 Ω)的内阻．实验室中可供选择的器材有：
电流表G2：量程为5 mA，内阻约为50 Ω；
电压表V：量程为4 V ，内阻约为4 000 Ω ；
定值电阻R1：阻值R1＝5 Ω；
定值电阻R2：阻值R2＝60 Ω；
滑动变阻器R3：最大电阻为15 Ω ，额定电流为1 A；
直流电源：电动势为1.5 V ，内阻为0.5 Ω ；
开关，导线若干．
(1)该同学选用其中的部分器材设计了如图甲所示的电路进行测量，你认为该设计方案不合理的地方是__________________________________________．
(2)请用电流表G1、G2和某一定值电阻重新设计实验，并在图乙的方框中将正确的电路图补充完整(图中注明所选器材符号)．
(3)按照图乙电路进行实验，测得电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，则电流表G1内阻的表达式为RG1＝________.
(4)根据测量数据，作出的I1－I2图象如图丙所示，则电流表G1的内阻为________ Ω .(结果保留两位有效数字)
答案 (1)电压表量程太大 (2)见解析图 (3)eq \f(I2－I1,I1)R2 (4)90
解析 (1)待测电流表量程为4 mA，内阻约为100 Ω；可知最大电压约为0.4 V，可知电压表量程太大；
(2)设计电路如图：
(3)根据欧姆定律可知，待测电流表G1内阻表达式为：RG1＝eq \f(I2－I1R2,I1)
(4)因RG1＝eq \f(I2－I1R2,I1)＝(eq \f(I2,I1)－1)R2，由题图丙可知：eq \f(I2,I1)＝2.5，可得RG1＝(2.5－1)×60 Ω＝90 Ω.
10.(2019·北京市东城区上学期期末)某实验小组利用如图甲所示的电路做”测量电池的电动势和内电阻”的实验．
(1)请你根据电路图，在图丙所示的实物图上连线．
(2)该小组利用测量出来的几组电压和电流值画出了U－I图线如图乙．根据图线求出电源的电动势E＝________，电源的内电阻r＝________.
(3)另一实验小组也做了“测量电池的电动势和内电阻”的实验，他们在实验室里找到了以下器材：
A．一节待测的干电池
B．电流表A1(满偏电流3 mA，内阻RA1＝10 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻RA2约为0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)
E．定值电阻R0(1 190 Ω)
F．开关和导线若干
图14
某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但提供了两块电流表，于是他设计了如图14(a)所示的电路，并进行实验．该同学测出几组电流表A1、A2的数据I1、I2，利用测出的数据画出I1－I2图象，则由图象可得被测干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)
答案 (1)见解析图 (2)U2 eq \f(U2－U1,I0) (3)1.5 0.60
解析 (1)根据电路图连接实物图，如图所示：
(2)由题图乙可知，电源电动势为U2，电源内阻r＝eq \f(U2－U1,I0)；
(3)由题图(b)可知，图象与纵轴的交点为：I1＝1.25 mA，与横轴的交点为：I2＝0.5 A，
则电源内阻为：r＝eq \f(ΔU,ΔI)＝eq \f(ΔI1RA1＋R0,ΔI2)＝eq \f(1.25－1.0×10－3×10＋1 190,0.5) Ω＝0.60 Ω
电源电动势为：E＝I1(RA1＋r＋R0)＝1.25×10－3×(10＋0.6＋1 190) V≈1.5 V.