分層練習(xí)17　電學(xué)實驗A組1.(2021湖南衡陽高三一模)(1)在測定金屬絲的電阻率的實驗中,需要測出金屬絲的電阻Rx,甲、乙兩同學(xué)分別采用了不同的方法進(jìn)行測量:甲同學(xué)直接用多用電表測其電阻,所使用的多用電表歐姆擋共有“×1”“×10”“×100”“×1k”四個擋,該同學(xué)選擇“×10”擋,用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,進(jìn)行如下操作:甲乙A.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆擋“　　　　”; B.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度;C.將兩表筆分別連接到Rx的兩端,指針指在圖甲所示位置,Rx的測量值為　　　　 Ω; D.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至“OFF”,并拔出兩表筆。(2)圖乙為歐姆表原理圖,已知電流計的量程為Ig=100 μA,電池電動勢為E=1.5 V,則該歐姆表的內(nèi)阻是　　　　 kΩ。 2.(2021山東聊城高三一模)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量一段總阻值約為10 Ω的均勻電阻絲的電阻率ρ。在a和b之間接入該電阻絲,并緊靠電阻絲放一刻度尺,金屬夾P夾在電阻絲上,沿電阻絲移動金屬夾,從而可改變接入電路的電阻絲長度。實驗提供的器材有:甲乙電池組E(電動勢為3.0 V,內(nèi)阻約1 Ω);電流表A1(量程0~0.6 A);電流表A2(量程0~100 mA);電阻箱R(0~99.99 Ω);開關(guān)、導(dǎo)線若干。實驗操作步驟如下:①用螺旋測微器測出電阻絲的直徑d;②根據(jù)所提供的實驗器材,設(shè)計如圖甲所示的實驗電路并連接電路;③調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的阻值最大,將金屬夾夾在電阻絲某位置上;④閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長度l;⑤改變P的位置,調(diào)整　　　　,使電流表再次滿偏; ⑥重復(fù)多次,記錄每一次的R和l數(shù)據(jù)。(1)電流表應(yīng)選擇　　　　(選填“A1”或“A2”)。 (2)步驟⑤中應(yīng)完善的內(nèi)容是　。 (3)用記錄的多組R和l的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示圖線,截距分別為r和l0,則電阻絲的電阻率表達(dá)式為ρ=　　　　(用給定的字母表示)。 (4)電流表的內(nèi)阻對本實驗結(jié)果　　　　(選填“有”或“無”)影響。 3.(2021山西晉中高三二模)某實驗小組為探究電表的改裝原理,欲將一個小量程電流表A改裝成量程為6 mA的電流表,然后在此基礎(chǔ)上,把新電流表進(jìn)一步改裝為歐姆表。所用器材如下:A.電流表A(滿偏電流Ig=1 mA,內(nèi)阻Rg=150 Ω);B.電阻箱R1(最大阻值為999.9 Ω);C.待測可調(diào)電阻R2;D.滑動變阻器R3;E.一節(jié)干電池(電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻約為2 Ω);F.開關(guān)一個,紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干。(1)在虛線框內(nèi)畫出歐姆表內(nèi)部的電路圖并標(biāo)注所選器材的符號(例如R1),其中紅、黑表筆已經(jīng)畫好。(2)按照電路圖連好電路,電阻箱R1應(yīng)調(diào)為　　　　 Ω。把紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)達(dá)到滿偏?，F(xiàn)將紅、黑表筆連上待測電阻R2,當(dāng)R2=720 Ω時,電流表示數(shù)正好為滿偏電流的四分之一。所用干電池的電動勢為　　　　 V。(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (3)在(2)的基礎(chǔ)上,不改變電路結(jié)構(gòu),為使正確測量時電流表表盤的中間刻度能正好對應(yīng)250 Ω,以下操作可能實現(xiàn)上述目的的是　　　　。 A.換一個電源,適當(dāng)增大電源電動勢B.換一個電源,適當(dāng)增大電源內(nèi)阻C.適當(dāng)減小R1的阻值D.適當(dāng)增大R1的阻值B組4.(2021重慶高三二模)為了測量某電源的電動勢E和內(nèi)阻r,實驗室準(zhǔn)備了以下器材:a.待測電源(電動勢E約為1.5 V,內(nèi)阻r約為1 Ω);b.電壓表V(量程為3 V,具有一定的內(nèi)阻);c.電流計G(量程為100 mA,內(nèi)阻為0.6 Ω);d.定值電阻R1=0.1 Ω,R2=0.15 Ω,R3=0.2 Ω,R4=0.3 Ω,R5=2 Ω;e.滑動變阻器R(阻值變化范圍0~15.0 Ω);f.開關(guān)S一個;g.導(dǎo)線若干。(1)利用以上實驗器材,學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路,若B是滑動變阻器R,D是定值電阻R2,則A是　　　　,C是　　　　。(填器材對應(yīng)的符號) 甲乙(2)在器材選擇、電路連接和實驗操作都正確的情況下,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,得到多組電表讀數(shù),作出如題圖乙所示的圖像,由圖像可知該電源的電動勢E=　　　　 V,內(nèi)阻r=　　　　。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (3)從實驗原理上看,電源電動勢的測量值　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值,內(nèi)阻的測量值　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。 5.(2021上海高三二模)某同學(xué)利用數(shù)字信息系統(tǒng)測電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗電路如圖甲所示,其中R0是阻值為4 Ω的定值電阻,滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。甲乙丙(1)定值電阻R0在實驗中的作用是　。 (2)測得電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖線如圖乙所示,電源電動勢E=　　　　　 V,內(nèi)阻r=　　　　　 Ω。 (3)滑動變阻器滑片從最左端M處向中點(diǎn)O移動的過程中,滑動變阻器R上消耗的功率變化情況是　　　　　　　　　　　。 (4)另一位同學(xué)用電流傳感器、電阻箱、電源等器材設(shè)計了如圖丙所示的電路,通過改變電阻箱的阻值R,得到不同的電流I,由實驗數(shù)據(jù)作出R-圖線,若該圖線的斜率為k,則電源電動勢為　　　　。 6.(2021福建福州高三二模)某實驗小組設(shè)計了如圖甲所示電路圖測量電流表G1的內(nèi)阻r1,實驗室提供的實驗器材有:A.待測電流表G1(0~5 mA,內(nèi)阻約為300 Ω);B.電流表G2(0~10 mA,內(nèi)阻約為150 Ω);C.定值電阻R1(300 Ω);D.定值電阻R2(10 Ω);E.滑動變阻器R3(0~1 000 Ω);F.滑動變阻器R4(0~20 Ω);G.干電池(1.5 V)2節(jié);H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干。甲乙丙(1)實驗電路中的定值電阻應(yīng)選　　　　,滑動變阻器應(yīng)選　　　　。(填所選擇儀器前的字母) (2)請在圖乙中完成實物連接。(3)實驗中測出G1和G2電流表的示數(shù)I1和I2。圖丙為該組同學(xué)測出數(shù)據(jù)的I2-I1圖線,則待測電流表G1的內(nèi)阻r1=　　　　 Ω。(保留3位有效數(shù)字) (4)用該電路測量出的電流表內(nèi)阻　　　　(選填“存在”或“不存在”)系統(tǒng)誤差。    參考答案 分層練習(xí)17　電學(xué)實驗1.答案 (1)×1　22(2)15解析 (1)用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針轉(zhuǎn)過角度太大,說明該電阻為小電阻,故應(yīng)換用“×1”擋位。被測電阻的阻值為22×1 Ω=22 Ω。(2)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)= Ω=15 kΩ。2.答案 (1)A2　(2)電阻箱R的阻值　(3)　(4)無解析 (1)當(dāng)電流表A1接入電路時,電流表滿偏時電路中的總電阻為 Ω=5 Ω;而當(dāng)電流表A2接入電路時,電流表滿偏時電路中的總電阻為 Ω=30 Ω,可知電流表應(yīng)選擇A2。(2)步驟⑤中應(yīng)完善的內(nèi)容是調(diào)整電阻箱R的阻值。(3)當(dāng)每次都是電流表滿偏時,外電路的總電阻是恒定值,設(shè)為R0,則R+ρ=R0,即R=R0-l由圖像可知,即ρ=S=。(4)若考慮電流表的內(nèi)阻,則表達(dá)式變?yōu)?/span>R+ρ=R0-RA,因R-l圖線的斜率不變,則測量值不變,即電流表的內(nèi)阻對實驗結(jié)果無影響。3.答案 (1)見解析圖(2)30.0　1.44(3)AD解析 (1)電路圖如圖所示。(2)電流表的放大倍數(shù)n==6,則R1==30.0 Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得6×10-3 A=×6×10-3 A=,聯(lián)立解得E=1.44 V,R內(nèi)=240 Ω。(3)要求正確測量時電流表表盤的中間刻度能正好對應(yīng)250 Ω,即要求歐姆表的內(nèi)阻為250 Ω。由歐姆表的原理可知R內(nèi)=。故可增大電源電動勢;或適當(dāng)增大R1的阻值,使電流表的量程適當(dāng)變小一點(diǎn)。4.答案 (1)V　G　(2)1.50　1.21 Ω　(3)等于　等于解析 (1)因?qū)嶒炛行枰獪y量電壓,其中A并聯(lián)在電路中,故A是電壓表V,C和D是改裝后的電流表,其中D是定值電阻R2,則C是電流計G。(2)改裝后電流表的內(nèi)阻為RA==0.12 Ω根據(jù)題圖甲及閉合電路的歐姆定律,可得U=E-5IG(r+RA)由題圖乙可知,電源的電動勢為E=1.50 V斜率絕對值為k=Ω=5(r+RA)解得r=1.21 Ω。(3)由U=E-5IG(r+RA)及電路圖可知,電壓表測得的U與電流計測得的IG均等于理論上要測的量,故電動勢和內(nèi)阻的測量值均等于真實值。5.答案 (1)保護(hù)電路　(2)2.9　3　(3)先增大后減小　(4)k解析 (1)為防止滑動變阻器接入電路的阻值太小導(dǎo)致電路電流太大損壞電源,要在電路中接入保護(hù)電阻,因此圖中R0的作用是保護(hù)電路。(2)根據(jù)題圖甲所示電路圖,由閉合電路的歐姆定律可知,電源電動勢E=U+I(r+R0),則路端電壓U=E-I(r+R0),由題圖乙可知,電源電動勢E=2.9 V,圖像斜率的絕對值k=r+R0= Ω=7 Ω,電源內(nèi)阻r=k-R0=7 Ω-4 Ω=3 Ω。(3)定值電阻R0與電源等效為電源,等效電源電動勢E=2.9 V,等效內(nèi)阻r'=r+R0=3 Ω+4 Ω=7 Ω,滑動變阻器最大阻值Rm=10 Ω,當(dāng)滑動變阻器滑片從最左端向中點(diǎn)移動時,滑動變阻器的阻值從10 Ω減小到5 Ω,外電路(滑動變阻器)的阻值先大于等效電源內(nèi)阻后小于等效電源內(nèi)阻,當(dāng)外電路阻值與等效電源內(nèi)阻相等時電源輸出功率即外電路(滑動變阻器)功率最大,因此在滑動變阻器滑片從最左端逐漸向右移動的過程中,R上功率的變化情況是先增大后減小。(4)由題圖丙所示電路圖可知,電源電動勢E=I(r+R),整理得R=E-r,R-圖線的斜率k=E。6.答案 (1)C　F　(2)見解析圖　(3)326(310~330均可)　(4)不存在解析 (1)定值電阻應(yīng)選擇與待測電流表G1阻值接近的R1,使待測電流表G1的示數(shù)基本為G2的一半,則可以使G1、G2的示數(shù)基本同時達(dá)到最大和最小,從而測得更多的數(shù)據(jù);電流表G1、G2和R1連接后的總電阻約為300 Ω,能承受的最高電壓約為300 Ω×10 mA=3 V,選擇阻值較小的滑動變阻器R4,更利于改變加在G1、G2和R1上的電壓大小。(2)根據(jù)電路圖,可連接出如下實物圖。(3)由部分電路的歐姆定律及串、并聯(lián)電路的電壓、電流關(guān)系可得I2=I1+I1即I2-I1圖像的斜率k=解得r1=(k-1)R1=×300 Ω=325.7 Ω。(4)電路中G1、G2測量的是流過其自身的電流I1和I2,不會引入系統(tǒng)誤差;計算中用到的定值電阻R1,其阻值是已知的,也不會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。所以該測量方案不存在系統(tǒng)誤差。 

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