第10章 专题提升练19 电学实验基础(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

专题提升练19 电学实验基础 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 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。  30.50 2.20 0.42 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 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的量程，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。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (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。  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。 解析 0.005(0.004~ 0.006均可) 0.642(0.640~0.644均可) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.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.电动势为4 V的电源 B.量程为3 V的电压表V1(内阻约为1 kΩ)，量程为15 V的电压表V2(内阻约为3 kΩ) C.灵敏电流计，满偏电流为600 μA，内阻为500 Ω D.滑动变阻器R0(最大电阻为5 Ω) E.开关一个，导线若干 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)为了精确测量，兴趣小组同学先将灵敏电流计改装为量程为1.5 A的电流表，需要给灵敏电流计　　　　(填“串联”或 “并联”)一个阻值为　　　　Ω的定值电阻(保留2位有效数字)。  将灵敏电流计改装为电流表，需要给灵敏电流计并联一个定值电阻，R'== Ω≈0.20 Ω。 解析 1 5 2 3 4 并联 0.20 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)实验中，电压表应选　　　　(填“V1”或“V2”)。  电压表若选V2，指针偏转角太小，误差太大，所以电压表应选 V1。 解析 1 5 2 3 4 V1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)为了精确测量电热丝的阻值，兴趣小组的同学设计了以下几种电路(改装后的电流表用A表示)，完成实验效果最佳的电路是_________ (填选项字母)。  1 5 2 3 4 D 为使实验精确，滑动变阻器采用分压式接法。因电流表内阻已 知，应采用电流表内接法，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)结合实验中得到的数据，描出的U-I图像如图所示，根据图像可知该款电热坐垫的电热丝阻值为　　　　Ω。  改装后的电流表内阻RA=≈0.20 Ω，根据题图可知该款电热坐垫的电热丝阻值为R=-RA= Ω-0.20 Ω=2.80 Ω。 解析 1 5 2 3 4 2.80 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·安徽卷)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig=500 μA，Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图甲所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)开关S1闭合前，滑片P应移动到　　　　(填“M”或“N”)端。  由题图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了保护电路，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端。 解析 1 5 2 3 4 M 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω，则R2的阻值应调至　　　　Ω。  当开关S2接b时，电压表量程为1 V，根据欧姆定律U1=Ig(Rg+R1)，当开关S2接a时，电压表量程为3 V，根据欧姆定律U2=Ig(Rg+R1+ R2)，其中R1=1 200 Ω，联立解得R2=4 000 Ω。 解析 1 5 2 3 4 4 000 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分 别为I、U，则电流表G的内阻可表示为　　　　　　　　　　(结果用U、I、R1、R2表示)。  当开关S2接a时，根据欧姆定律U=I(Rg+R1+R2)，可得电流表G的内阻可表示为Rg=-R1-R2。 解析 1 5 2 3 4 Rg=-R1-R2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要　　　即可(填选项字母)。  A.增大电阻箱R1的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 1 5 2 3 4 A 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据电压表的改装原理，只需增大变阻箱R1的阻值，且电流表G内阻的真实值比铭牌标示值小多少，变阻箱R1的阻值增大多少即可，A项正确。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图乙所示，此示数对应的改装电压表读数为　　　　V(保留2位有效数字)。  根据欧姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200) V=0.86 V。 解析 1 5 2 3 4 0.86 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·湖南卷)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图甲所示的装置。电阻测量原理如图乙所示，E是电 源，V为电压表，A为电流表。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100 mA，电压表量程为3 V，表盘如图丙所示，示数为　　　　V，此时金属丝阻值的测量值R为　　　　Ω(保留3位有效数字)。  电压表量程为0~3 V，分度值为0.1 V，则电压表读数需估读一位，读数为1.25 V，根据欧姆定律可知，金属丝的测量值R==12.5 Ω。 解析 1 5 2 3 4 1.25 12.5 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值。 (3)根据测量数据绘制R—p关系图线，如图丁所示。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100 mA，电压表指针应该在图丙指针位置的　　　　(填“左”或“右”)侧。  根据题图丁可知气压越小电阻越大，压强p减小，电阻R增大，再结合U=IR，可判断电压增大，电压表的指针位置应该在题图丙中指针位置的右侧。 解析 1 5 2 3 4 右 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值　　　　(填 “大于”“小于”或“等于”)真实值。  电流表采用外接法会导致电压表分流，即R测=，I测=I真+，I测偏大，则R测<R真。 解析 1 5 2 3 4 小于 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件 下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。 完成下列实验步骤并填空: 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 如图所示 1 5 2 3 4 连接实物图如答图所示，注意连线不要有交叉，且电流从电表的正接线柱流入，从电表的负接线柱流出。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口。 (3)把滑动变阻器的滑片滑到_______ (填“a”或“b”)端，闭合开关。  为了保护电路，闭合开关瞬间，电流表和电压表的示数应为0，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至a端。 解析 1 5 2 3 4 a 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1 mA，记录电压表的示数U。 (5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)。 (6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图乙 中；氧气含量为20%时电压表的示数如图丙，该示数为　　　　　V (保留2位小数)。  现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA，此时电压表的示数为 1.50 V，则此瓶气体的氧气含量为　　　　%(保留整数)。  1 5 2 3 4 1.40 17 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据电压表的读数规则可知，电压表的示数为1.40 V，根据题图乙中的数据点拟合电压表示数U与氧气含量的曲线如图所示，则可知当电压表的示数为1.50 V时，氧气含量为17%。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$