專題分層突破練14　電學(xué)實(shí)驗(yàn)A組1.(2021浙江紹興高三二模)小明同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,有一根導(dǎo)線處于斷路狀態(tài),如圖所示。(1)為了尋找這根導(dǎo)線,小明同學(xué)想先閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到某位置,把多用電表的黑表筆接在電路中的a點(diǎn),再將紅表筆分別在圖中b、c、d點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,下列選擋中,符合操作規(guī)程的是　　　;?　　　　　　　　　　　　　　　　A.直流5V擋B.直流0.5A擋C.交流2.5V擋D.歐姆擋×10(2)在(1)中的測(cè)量結(jié)果如下表接入點(diǎn)bcd表盤指針無偏轉(zhuǎn)有偏轉(zhuǎn)有偏轉(zhuǎn)則斷路的導(dǎo)線應(yīng)是　　　　　(填圖中導(dǎo)線的編號(hào))。?2.(2021重慶高三二模)為了測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了以下器材:a.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V,內(nèi)阻r約為1Ω);b.量程為3V的電壓表V(具有一定的內(nèi)阻);c.滿偏電流IG=100mA的電流計(jì)G(rG=0.6Ω);d.定值電阻R1=0.1Ω,R2=0.15Ω,R3=0.2Ω,R4=0.3Ω,R5=2Ω;e.滑動(dòng)變阻器R(阻值變化范圍0~15.0Ω);f.開關(guān)S一個(gè);g.導(dǎo)線若干。(1)利用以上實(shí)驗(yàn)器材,學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,若B是滑動(dòng)變阻器R,D是定值電阻R2,則A是　　　,C是　　　;(均選填器材對(duì)應(yīng)的符號(hào))?(2)在器材選擇、電路連接和實(shí)驗(yàn)操作都正確的情況下,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,得到多組電表讀數(shù),作出如圖乙所示的圖象,由圖象可知該電源的電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,內(nèi)阻r=　　　　;(均保留 三位有效數(shù)字)?(3)從實(shí)驗(yàn)原理上看,電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值,內(nèi)阻的測(cè)量值　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。?3.(2021上海高三二模)某同學(xué)“用DIS測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示,其中R0是阻值為4Ω的定值電阻,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Ω。圖(a)圖(b)(1)定值電阻R0在實(shí)驗(yàn)中的作用是　　　　　　　　。?(2)測(cè)得電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖線如圖(b)所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,內(nèi)阻r=　　　　Ω。?(3)滑動(dòng)變阻器滑片從最左端M處向中點(diǎn)O移動(dòng)的過程中,滑動(dòng)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(jì)了如圖(c)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出R-圖線,若該圖線的斜率為k,則電源電動(dòng)勢(shì)為　　　。?圖(c)B組4.(2021湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為R0)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測(cè)量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將器材如圖甲連接。 甲乙丙(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的　　　　(選填“a”或“b”)端。?(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù)。(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖象如圖乙所示,圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為r0,該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=　　　　,r=　　　　。(用R0、RA、k、d、r0表示)?(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值r0。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),在圖丙方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示)。(6)利用測(cè)出的r0,可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。5.(2021山西晉中高三二模)某實(shí)驗(yàn)小組為探究電表的改裝原理,欲將一個(gè)小量程電流表A改裝為量程為6mA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=1mA,內(nèi)阻Rg=150Ω;B.電阻箱R1:最大阻值為999.9Ω;C.待測(cè)可調(diào)電阻R2;D.滑動(dòng)變阻器R3;E.一節(jié)干電池:電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為2Ω;F.開關(guān)一個(gè),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(hào)(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(dòng)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(cè)電阻R2,當(dāng)R2=720.0Ω時(shí),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(dòng)勢(shì)為　　　　V。(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(cè)量時(shí)電流表表盤的中間刻度能正好對(duì)應(yīng)250Ω電阻,以下操作可能實(shí)現(xiàn)上述目的的是　　　。?A.換一個(gè)電源,適當(dāng)增大電源電動(dòng)勢(shì)B.換一個(gè)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6.(2021福建福州高三二模)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖測(cè)量電流表G1的內(nèi)阻r1;實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有:A.待測(cè)電流表G1(0~5mA,內(nèi)阻約為300Ω)B.電流表G2(0~10mA,內(nèi)阻約為150Ω)C.定值電阻R1(300Ω)D.定值電阻R2(10Ω)E.滑動(dòng)變阻器R3(0~1000Ω)F.滑動(dòng)變阻器R4(0~20Ω)G.干電池(1.5V)2節(jié)H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干甲乙(1)實(shí)驗(yàn)電路中的定值電阻應(yīng)選　　　,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選　　　;(填所選擇儀器前的序號(hào))?(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中完成實(shí)物連接;(3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出G1和G2電流表的示數(shù)I1和I2,圖丙為該組同學(xué)測(cè)出數(shù)據(jù)的I2-I1圖線, 則待測(cè)電流表G1的內(nèi)阻r1=　　　　Ω(保留3位有效數(shù)字);?丙(4)用該電路測(cè)量出電流表內(nèi)阻值的方法,　　　　　(選填“存在”或“不存在”)系統(tǒng)誤差。?專題分層突破練14　電學(xué)實(shí)驗(yàn)1.答案(1)A　(2)②解析(1)電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,則需要選用電壓大于3V的直流擋位,故選A。(2)表盤指針偏轉(zhuǎn)的兩點(diǎn)間存在斷路,且只有一根導(dǎo)線處于斷路狀態(tài),所以導(dǎo)線②斷路。2.答案(1)V　G　(2)1.50　1.21Ω　(3)等于　等于解析(1)因?qū)嶒?yàn)中需要測(cè)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(jì)G;(2)改裝后電流表的內(nèi)阻為RA==0.12Ω根據(jù)圖甲及閉合電路的歐姆定律,可得U=E-5IG(r+RA)由圖乙可知,電源的電動(dòng)勢(shì)為E=1.50V斜率絕對(duì)值為k=Ω=5(r+RA)解得r=1.21Ω(3)由U=E-5IG(r+RA)及電路圖可知,電壓表測(cè)得的U,結(jié)合電流表兩端電壓可求得路端電壓,5IG為通過電源的真實(shí)電流,RA已知,則電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均等于真實(shí)值。3.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(dòng)變阻器接入電路的阻值太小時(shí)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(a)所示電路圖,由閉合電路的歐姆定律可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=U+I(r+R0)則路端電壓U=E-I(r+R0)由圖示U-I圖象可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=2.9V圖象斜率的絕對(duì)值k=r+R0=Ω=7Ω電源內(nèi)阻r=k-R0=7Ω-4Ω=3Ω(3)定值電阻R0與電源等效為電源,等效電源電動(dòng)勢(shì)E=2.9V等效內(nèi)阻r'=r+R0=3Ω+4Ω=7Ω滑動(dòng)變阻器最大阻值Rm=10Ω當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從最左端向最右端移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的阻值從10Ω減小到零,外電路(滑動(dòng)變阻器)的阻值先小于等效電源內(nèi)阻后大于等效電源內(nèi)阻,當(dāng)外電路阻值與等效電源內(nèi)阻相等時(shí)電源輸出功率即外電路(滑動(dòng)變阻器)功率最大,因此在滑動(dòng)變阻器滑片從最左端逐漸向右移動(dòng)的過程中,R上功率的變化情況是先增大后減小。(4)由題圖(c)所示電路圖可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=I(r+R) 整理得R=E-rR-圖線的斜率,k=E4.答案(2)b(4)-R0-RA(5)如圖所示解析(2)開始時(shí)接入線路電阻應(yīng)最大,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的b端。(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(R0+Rx+RA+r)Rx=r0θ解得r0θ+由題圖乙得=k,=d聯(lián)立得E=,r=-R0-RA。(5)電路圖如答案圖所示。S先打到b端,讀出電流表讀數(shù)I,再把S打到a端,移動(dòng)Rx上的金屬夾,使電流表的讀數(shù)也為I,此時(shí)Rx的值與R0相等,記下偏轉(zhuǎn)角度θ,則r0=。5.答案(1)見解析　(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==30.0Ω根據(jù)閉合電路歐姆定律可得6×10-3A=×6×10-3A=聯(lián)立解得E=1.44V,R內(nèi)=240Ω(3)要想使正確測(cè)量時(shí)電流表表盤的中間刻度能正好對(duì)應(yīng)250Ω電阻,即要求歐姆表的內(nèi)阻為250Ω。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,應(yīng)增大中值電阻即歐姆表的內(nèi)阻,又R內(nèi)=由電路圖可知R內(nèi)=R1+R3可增大電源電動(dòng)勢(shì);可適當(dāng)增大R1的阻值,使電流表的量程適當(dāng)變小一點(diǎn),故A、D正確。6.答案(1)C　F　(2)見解析　(3)317　(4)不存在解析(1)定值電阻應(yīng)選擇與待測(cè)電流表G1阻值接近的R1(300Ω),使待測(cè)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(shí)達(dá)到最大和最小,從而測(cè)得更多的數(shù)據(jù),故選C;電流表G1、G2和R1連接后的總電阻約為300Ω,能承受的最高電壓約為300Ω×10mA=3V,選擇阻值較小的滑動(dòng)變阻器R4(0~20Ω),更利于改變加在G1、G2和R1上的電壓大小,故 選F。(2)根據(jù)電路圖,可連接出實(shí)物圖如圖所示。(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圖象的斜率k=解得r1=(k-1)R1=-1×300Ω=317Ω。(4)電路中G1、G2測(cè)量的是流過其自身的電流I1和I2,不會(huì)引入系統(tǒng)誤差;計(jì)算中用到的定值電阻R1,其阻值是已知的,也不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差;所以該測(cè)量方案不存在系統(tǒng)誤差。