第1部分 专题6 第2讲 电学实验及创新 (Word教参)-【衡中学案】2023老高考物理二轮总复习(老教材)

第2讲　电学实验及创新 真题速练·明考情 1．(2022·全国甲，22)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，电流表A(量程10 mA，内阻约10 Ω)，微安表G(量程100 μA，内阻Rx待测，约1 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关S，导线若干． (1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图．__答案见解析图__． (2)某次测量中，微安表的示数为90.0 μA，电流表的示数为9.00 mA，由此计算出微安表内阻Rx＝__990__Ω． 【解析】 (1)为准确测出微安表两端的电压，可让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联．由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，因此滑动变阻器采用分压式接法，实验电路原理图如图所示． (2)流过定值电阻R0的电流I＝IA－Ig＝9.00 mA－0.09 mA＝8.91 mA 微安表两端的电压U＝IR0＝8.91×10－2 V 微安表的内阻Rg＝＝ Ω＝990 Ω． 2．(2022·全国乙，23)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性．可用器材有电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电流表A(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干． (1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图． (2)实验时，图甲中的R应选最大阻值为__10_Ω__(选填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为__75_Ω__(选填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻． (3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图乙和图丙所示，则此时Rx两端的电压为__2.30__V，流过Rx的电流为__4.20__mA，此组数据得到的Rx的阻值为__548__Ω(保留3位有效数字)． 　 【答案】　(1)见解析图 【解析】　(1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而测量通过Rx的电流，电压表测量Rx两端的电压；滑动变阻器采用分压式接法，满足通过Rx的电流在0～5 mA内连续可调的条件，电路图如下． (2)电路中R应选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5 mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知＝，解得R0＝75 Ω． (3)电压表每小格表示0.1 V，向后估读一位，即U＝2.30 V；电流表每小格表示0.02 mA，本位估读，即读数为0.84 mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I＝4.20 mA；根据欧姆定律可知Rx＝＝548 Ω． 3．(2021·全国高考乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)．图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω：定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空： (1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选__15.0__Ω(填“5.0”或“15.0”)． (2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U． (3)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝__·R＋＋__． (4)利用测量数据，作-R图线，如图(b)所示： (5)通过图(b)可得E＝__1.55__V(保留2位小数)，r＝__1.0__Ω(保留1位小数)． (6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝__5__%． 【解析】　(1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由串联电路分压可得＝，代入数据解得R＝7.5 Ω，因此选15.0 Ω． (3)由闭合回路欧姆定律可得 E＝U＋(R＋r) 化简可得＝·R＋＋r． (5)由上面公式可得＝k＝，＋r＝b＝＋＋ 由-R图象计算可得k＝0.034 V－1·Ω，b＝0.85 V－1代入可得E≈1.55 V，r≈1.0 Ω． (6)如果电压表为理想电压表，则可有＝＋＋R 则此时E′＝因此误差为×100%＝5%． 4．(2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究． (1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为__3.