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2020届高三物理一轮复习同步练习卷:电学实验和创新

F.电源(电动势9 V,有内阻) G.开关、导线

①实验中要求有较高的精确度,在以上器材中,R1应选用________,R2应选用________。 ②实验要进行的步骤有: A.闭合开关S1 B.闭合开关S2

C.将R1的阻值调到最大

D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏

E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处 F.记下R2的阻值并断开S1 G.按图所示连接好实验电路

以上步骤,合理的顺序是____________(用步骤前的英文字母表示)。 ③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0 Ω,则电流表内阻Rg=________ Ω。

(2)要将该电流表改装成量程是3 V的电压表,则应串联一个阻值是________ Ω的电阻。 【答案】 (1)①C D ②GCADBEF ③50.0 (2)2950

【解析】 (1)①为准确测量电流表的内阻,滑动变阻器的最大阻值应远大于电流表的内阻,这样才可近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流是不变的,所以滑动变阻器R1应选择C;最终电阻箱阻值应调到与电流表内阻相等,为准确测量电流表的内阻,电阻箱R2应选择D。②先按图所示连接好实验电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1,调节R1的阻值,使电流表指针满偏;闭合开关S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处,记下R2的阻值并断开S1,整理电路。则合理的顺序为GCADBEF。

③滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流不变。调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处时,流过R2的电流与流过电流表的电流相等,R2与电流表并联,电流相等,则电阻相等,读得R2的阻值是50.0 Ω,则Rg=R2=50.0 Ω。

U3(2)将该电流表改装成量程是3 V的电压表,应串联电阻的阻值R′=-Rg=- Ω-50 Ω=2950 Ω。 Ig1×1034.(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。 (1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。

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(2)完成下列填空:

①R1的阻值为________ Ω(填“20”或“2 000”)

②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”。) ④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________ Ω(结果保留到个位)。 (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:________。 【答案】 (1)连线如图

(2)①20 ②左 ③相等 ④2 550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程

【解析】 (2)R1起分压作用,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,即R1的电阻为20 Ω,为了保护微安表,闭合开关前,滑动变阻器R1的滑片C应移到左端,确保微安表两端电压为零;反复调节D的位置,使闭合S2前后微安表的示数不变,说明闭合后S2中没有电流通过,B、D两点电势相等;将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持2 500 .0 ΩRμA不变,发现将R2的阻值置于2 601 .0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变,说明=,

RμA2 601.0 Ω则解得RμA=2 550 Ω。

(3)要提高测量微安表内阻的精度,可调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。 5.用以下器材可测量电阻Rx的阻值. 待测电阻Rx,阻值约为600 Ω;

电源E,电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计;

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电压表V1,量程为0~500 mV,内阻r1=1 000 Ω; 电压表V2,量程为0~6 V内阻r2约为10 kΩ; 电流表A,量程为0~0.6 A,内阻r3约为1 Ω; 定值电阻R0,R0=60 Ω;

滑动变阻器R,最大阻值为150 Ω; 单刀单掷开关S一个,导线若干.

1

(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路

3图.

(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=________,式中各符号的意义是__________________________________. (所有物理量用题中代表符号表示) 【答案】 (1)图见解析 (2)阻,R0为定值电阻

6 V

【解析】 (1)电路的最大电流为I==0.01 A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成

600 Ω电流表,电压表选择V2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,电路如图所示.

U2-U1R0r1 U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内

U1R0+r1

U2-U1U2-U1R0r1U1U1U1R0+r1

(2)流过被测电阻的电流为I=+=,被测电阻值为Rx==.

r1R0R0r1IU1R0+r16.(2019·黑龙江模拟)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材: A.被测干电池一节;

B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻rA=0.3 Ω; C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω;

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D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知; E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知; F.滑动变阻器1:0~10 Ω,2 A; G.滑动变阻器2:0~100 Ω,1 A; H.开关、导线若干.

伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.

(1)在上述器材中应选择的器材为:________(填写选项前的字母); (2)实验电路图应选择下图中的________(填“甲”或“乙”);

(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象,则干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.

【答案】 (1)ABDFH (2)甲 (3)1.5 0.7

【解析】 (1)在上述器材中请选择适当的器材:被测干电池一节;电流表B的内阻是已知的,故选B,电压表选择量程0~3 V的D,滑动变阻器选择阻值较小的F,开关、导线若干,故选ABDFH; (2)因电流表的内阻已知,故实验电路图应选择图甲; (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U1.5-1.0

Ω-0.3 Ω=0.7 Ω. 0.5

7.(2019·四川攀枝花高三一诊)某物理研究小组尝试利用图甲所示电路测量一节干电池(电动势约1.5 V,内阻为几欧姆)的电动势和内阻.其中:电流表A(量程IA=200 mA,内阻RA=10 Ω)、电阻箱R(99.99 Ω,额定电流1 A)、定值电阻R0(R0=5 Ω).

I图象,则干电池的电动势E=1.5 V,内电阻r=

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闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流表的读数I.然后再把相应的数据转换成和,填入如下表格中.

RI

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2020届高三物理一轮复习同步练习卷:电学实验和创新 数据组 1--/(×102 Ω1) R1-1/A I回答下列问题:

1111

(1)请把第4组数据点补充在 - 图中,并画出 - 的图线.

IRIR

11

(2)根据 - 图线求出电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留2位有效数字) IR【答案】:(1)如图所示

1 2.5 15.5 2 3.3 16.0 3 4.0 16.4 4 5.0 17.0 5 6.7 18.0 6 8.3 19.0 7 10.0 20.0

(2)1.5 6.0

【解析】:(1)根据描点法将第4组数据画在图中,并用直线将各点相连.(2)RA+R0=R1=(10+5)Ω=15 Ω,由闭合IR11R1r1R1+r11R1r电路欧姆定律得E=IR1+(+I)r.由上式可得=·+,则在 - 图象中,图象的斜率k=,图象的截

RIEREIRER1+r

距a=,根据(1)中图象可求出电源的电动势E=1.5 V和内阻r=6.0 Ω.

E8.(2019·广东珠海一模)某同学在练习使用多用电表时连接的电路如甲图所示:

(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________(选填“R1”或“R2”)的电流; (2)若断开电路中的开关,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,则测得的是________。 A.R1的电阻

C.R1和R2的串联电阻

B.R2的电阻

D.R1和R2的并联电阻

(3)将选择倍率的旋钮拨至“×10”的挡时,测量时指针偏转角很大,为了提高测量的精确度,应将选择开关拨至

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