专题强化训练(十四) 电学实验基础-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

专题强化训练(十四)　电学实验基础 1.(1)有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的截面直径d时,示数如图甲所示,则d=　　　　 mm。然后利用伏安法测量该物体的电阻,此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,则金属物体两端的电压为U=　　　 V,流过该物体的电流为I=　　　 A。  　 甲 乙 (2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示,校零时的读数为　　　　 mm,合金丝的直径为　　　　 mm。  　 丙 丁 解析　(1)游标卡尺主尺的读数为30 mm,游标尺上第10条刻度线与主尺某刻度线对齐,由于游标尺是20分度的,所以读数为30 mm+0.05×10 mm=30.50 mm。电压表选用0~3 V量程,分度为0.1 V,读数时应估读到分度的,所以读数为2.20 V;电流表选用0~0.6 A量程,分度为0.02 A,读数时应估读到分度的,所以读数为0.42 A。 (2)校零时螺旋测微器的读数为0+0.5×0.01 mm=0.005 mm。合金丝的直径为0.647 mm-0.005 mm=0.642 mm。 答案　(1)30.50　2.20　0.42 (2)0.005(0.004~0.006均可)　0.642(0.640~0.644均可) 2.(2022·全国甲卷)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Rg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。 (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Rg=　　　　Ω。  解析　(1)为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,可求出流过定值电阻R0的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内电阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动电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,加在微安表两端的电压U=IR0=8.91×10-2 V,则微安表的内电阻Rg== Ω=990 Ω。 答案　(1)见解析图　(2)990 3.(2021·浙江卷)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。 (1)因电表内阻未知,用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65 V,电流表的示数如图乙所示,其读数I1=　　　 A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75 V,I2=0.33 A。由此可知应采用电流表　　　　(选填“内”或“外”)接法。  (2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验。 ①器材间连线如图丙所示,请在虚线框中画出对应的电路图; ②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图丙所示。则待测电阻Rx=　　　　Ω。此方法　　　　(选填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是　　　　　　　　　　。  丙 解析　(1)如图乙所示,电流表使用的是0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,估读到与分度值相同位,故读数为I1=0.34 A,两次电压测量值绝对误差ΔU=U2-U1=1.75 V-1.65 V=0.10 V,电流测量值绝对误差ΔI=I1-I2=0.34 A-0.33 A=0.01 A,电压测量值相对误差≈6.06%,电流测量值相对误差≈2.94%,可见电流测量值相对误差小于电压测量值相对误差,为了减小系统误差应采用电流表外接法。 (2)①电路图如图。 ②由闭合电路欧姆定律I=可知,使两次电流表读数尽量相同,则两次电路的总电阻接近相等,可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值,由题图丙可知电阻箱的读数为5 Ω,则Rx=5 Ω,此方法有明显的实验误差,电阻箱的最小分度为1 Ω,与待测电阻(约5 Ω)比较接近,在调节电阻箱的阻值时,使电流表的读数与前一次无法完全相同,即电阻的阻值无法调节到和待测电阻相同。 答案　(1)0.34　外 (2)①见解析图　②5　有　电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释) 4.某物理兴趣小组同学想测一款电热坐垫的电热丝阻值,该电热丝阻值约为3 Ω,现有下列器材: A.