2020届高三全国名校联考12月月考物理电学实验试题及答案二

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理电学实验试题及答案二 1、（2020·广西省名校高三上学期 12 月模拟）—只量程为 1V、内阻 Rv 约 900 的电压表是由小量程电流 表改装而成的，现在要测量它的内阻。实验室提供了以下器材： A．待测电压表 B．滑动变阻器（最大阻值 1000 ，额定电流 1A） C．滑动变阻器（最大阻值 20 ，额定电流 1.5A） D．电阻箱（最大阻值 999.9 ，阻值最小改变量 0.1 ） E．电阻箱（最大阻值 99.99 ，阻值最小改变量 0.01 ） F．电池组（电动势为 3V，内阻约为 1 ） G．另外有导线和开关若干。 为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图所示 要使测量较精确，应该选择图中__________电路。用此电路测出电压表内阻的阻值__________（填“大于”、 “等于”或“小于”）真实值，实验中除了要选择电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材 中选用__________（用器材前的序号字母表示）。 【答案】 (1). 乙 (2). 大于 (3). CD 【解析】 [1]用半偏法测电压表电阻时，先使电阻箱阻值为零，调节滑动变阻器滑片使电压表满偏，后保持滑片位置 不变，调整电阻箱的阻值使电压表半偏，则电阻箱阻值等于电压表内阻，故采用乙图； [2]由于外电路电阻增加，导致干路电流减小，故内电压减小，路端电压升高，进而推知电压表和电阻箱的 总电压会增加，而电压表的电压为原来电压的一半，则电阻箱的电压大于电压表的半偏数值，由串联分压 与电阻的关系得，测量值偏大； Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω[3]采用分压接法，故应使用 C 进行分压，电压表内阻约为 ，故应选用电阻箱 D。 2、（2020·陕西省高三第一次模拟考试）.为了测量一精密金属丝的电阻率： Ⅰ．先用多用电表 挡粗测其电阻为______Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______mm，游标卡尺测其 长度是_____mm. Ⅱ．为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表 (量程 3V，内阻约为 ) B．电压表(量程 15V，内阻约为 ) C．电流表 (量程 3A，内阻约为 ) D．电流表 (量程 600mA，内阻约为 ) E．滑动变阻器 ( ，0 6A) F．滑动变阻器 ( ，0 1A) G．输出电压为 3V 的直流稳压电源 E H．电阻箱 I．开关 S，导线若干 为了尽量多测几组实验数据，则上述器材中应选用的实验器材除 G、I 外，还需的是(填代号)________．请 在虚线框内设计最合理的电路图_______并将图的实物连线．_______如果金属丝直径为 D，长度为 L，所测 电压为 U，电流为 I，写出计算电阻率公式________． . . 900Ω 1× Ω 15kΩ 75kΩ 0.2Ω 1Ω 0 5Ω～ 0 2000Ω～【答案】 (1). 6.0 (2). 2.093—2.097 (3). 100.15 (4). ADE (5). (6). (7). 【解析】 由 图 示 多 用 电 表 可 知 ， 待 测 电 阻 阻 值 是 ； 由 图 示 螺 旋 测 微 器 可 知 ， 其 读 数 为 ： ， 由 图 示 游 标 卡 尺 可 知 ， 其 示 数 为 ： ；实验需要 G 电源，I 开关与导线，电源电动势为 3V，因此电压表 应选 A．通过待测电阻的最大电流约为 ，则电流表应选：D．为保证电路安全方便实 验操作，滑动变阻器应选：E．故选 ADE；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法； ， ，则有 ，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示 根据实验电路图连接实物电路图，如图所示 2 4 U D IL π 6.0 1 6.0× Ω = Ω 2 9.5 0.01 2.095mm mm mm+ × = 10 10 3 0.05 100.15mm mm mm× + × = 3 0.56.0 EI A AR = = = 6 61A R R = = 15000 2506 VR R = = V A R R R R >由电阻定律可知: ，又 ，联立得 . 3、（2020·福建省厦门市双十中学高三上学期 12 月月考）某探究小组要尽可能精确地测量电流表 A1 的满 偏电流，可供选用的器材如下： A.待测电流表 A1（满偏电流 Ig 约为 、内阻 约为 ，表盘刻度均匀、总格数为 ） B.电流表 A2（量程为 0.6A、内阻 ） C.电压表 V（量程为 3V、内阻 ） D.滑动变阻器 （最大阻值为 ） E.电源 （电动势有 3V、内阻 约为 ） F.开关 一个，导线若干 ①该小组设计了图甲、图乙两个电路图，其中合理的是______（选填“图甲”或“图乙”）； ②所选合理电路中虚线圈处应接入电表______（选填“ ”或“ ”）； ③在开关 闭合前，应把滑动变阻器 滑片 置于______端（选填“ ”或“ ”）；的 2 2 L LR S D ρ ρ π = =     UR I = 2 4 UD IL πρ = 800μA 1r 100Ω N 2 0.1r = Ω 3kΩVR = R 20Ω E r 1.5Ω S B C S P a b④在实验中，若所选电表的读数为 ，电流表 A1 的指针偏转了 格，则可算出待测电流表 A1 的满偏电流 Ig=______． 【答案】 (1). 图乙 (2). C (3). b (4). 【解析】 （1）因为变阻器的全电阻小于电流表内阻,所以变阻器应采用分压式接法,所以合理的是图乙电路; （2）因为电压表 V 的满偏电流 ,与待测电流表量程 接 近,所以虚线处应接电表 C; （3）闭合电键前,应将变阻器的滑片置于输出电压最小的 b 端， （4）根据电流关系可知： ，解得： 故本题答案是：乙；C；b； 4、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝： （阻值约 ，额定电流约 ）； 电压表： （量程 ，内阻约 ）； 电流表： （量程 ，内阻约 ）； （量程 ，内阻约 ）； 电源： （电动势 3V，内阻不计） （电动势 12V，内阻不计） 滑动变阻器： （最大阻值约 ） Z n ( )3000V ZN ZN nR n 或 V 3 0.001A 1mA 1000μA3000 UI R = = = = = 800μA g V Z n IR N = g V NZI nR = g V NZI nR = xR 4Ω 0.5A V 3V 3kΩ 1A 0.6A 0.2Ω 2A 3A 0.05Ω 1E 2E R 20Ω螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线． ①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_________mm． ②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选___、电源应选__（均填器材代号），在虚 线框中（间答题卡）完成电路原理图____． 【答案】 (1). 1.773 (2). A1 (3). E1 (4). 【解析】 (1)由图示螺旋测微器可知，其示数为：1．5mm+27．5×0．01mm=1．775mm； (2)电阻丝的额定电流约为 0．5A，电流表应选 A1；电阻丝的额定电压约为 U=IR=0．5×5=2．5V，电源 应选 E1； (3)待测金属丝电阻约为 5Ω，电压表内阻约为 3kΩ，电流表内阻约为 0．2Ω，相对来说电压表内阻远大于 待测金属丝的电阻，电流表应采用外接法，由题意可知，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示： 5、（2020·高三上学期 12 月月考）在练习使用多用电表的实验中， （1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值 Rx，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量 时指针偏转如图所示。以下是接下来的测量过程：a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔 b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔 c．将选择开关旋到“×1”挡 d．将选择开关旋到“×100”挡 e．将选择开关旋到“×1k ”挡 f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值 Rx，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为____Ω。 （3）如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为 Ig=100μA，电池电动势为 E=1.5V，则该欧姆表的表盘 上 30μA 刻度线对应的电阻值是____kΩ。 （4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值 Ry，采用如图所示的电路。电源电压 U 恒定，电阻箱接入电路 的阻值可调且能直接读出。 ①用多用电表测电路中的电流，则与 a 点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔。②闭合电键，多次改变电阻箱阻值 R，记录相应的 R 和多用电表读数 I，得到 的关系如图所示。不计 此时多用电表的内阻。则 Ry＝___Ω，电源电压 U＝___V。 【答案】 (1). dafb (2). 2200 (3). 35kΩ (4). 红 (5). 200 (6). 8 【解析】 (1)[1] 考察多用电表的操作步骤，自然是：先将选择开关旋到“×100”挡；后欧姆调零，即将两表笔短接，调 节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔；再测量，将两表笔分别连接 到被测电阻的两端，读出阻值 Rx，断开两表笔；最后归位，即旋转选择开关至交流电压最大量程处（或 “OFF”档），并拔出两表笔。所以操作顺序是：dafb (2)[2] 图 2 中指针读数为 22.0，由（1）可知：欧姆表倍率为×100，故被测电阻的测量值为 22.0Ω×100=2200Ω (3)[3] 当电流计满偏时，欧姆表显示外电阻为零，故该欧姆表 内阻为： 电流计电流 I=30μA 时，由闭合电路欧姆定律可得：表盘上 30μA 刻度线对应的电阻值为： (4) ①[4] 由图可得：a 点相连的为正极，故连接多用电表的红表笔； ②[5][6] 根据图 4 所示电路图，由闭合电路欧姆定律可得： 结合图像可知 的 1-R I 41 10 15kΩ g E I = × Ω = 6 1.5 15kΩ 35kΩ30 10 ER rI −= − = Ω − =×内 y UR RI = −Ry=200Ω，U=8V 6、（2020·黑龙江牡丹江市一中高三上学期 12 月月考）有一标有“6.0V，1.0A”的小型直流电动机（符号 M）转子是由铜导线绕制的线圈组成，其电阻率几乎不随温度变化，阻值约为 0.8Ω．某同学想设计一个电 路测量电动机线圈的电阻．已知当电压低于 0.5V 时，电动机不转动，现提供的器材除导线和开关外还有： 直流电源 E：8V（内阻不计）； 直流电压表 V1：0～3V（内阻约为 5kΩ）； 直流电压表 V2：0～15V（内阻约为 15kΩ） 直流电流表 A1：0～0.6A(内阻约为 ）； 直流电流表 A2：0～3A（内阻约为 0.1Ω） 滑动变阻器 R1：0～10Ω，2A； 标准电阻 R0：3Ω （1）需要选用的电流表是______，电压表是_____ ．（填器材符号） （2）根据要求在虚线框中将需要测量的电路图补充完整． （ ） （3）若某一次实验中电压表的示数为 2.0V，电流表的示数为 0.50A，电动机线圈电阻为____ Ω．(保留两位 有效数字) 0.5Ω【答案】 (1). A1 (2). V1 (3). (4). 1.0 【解析】 (1)[1][2]测电动机线圈电阻，应控制电动机不转，测出电动机两端电压与通过电动机的电流，电动机不转时， 通过电动机的电流与电动机两端电压都很小，所以电流表应选 A1，电压表选 V1； (2)[3]电动机不转时，两端最大电压约为 滑动变阻器应采用分压接法，电动机线圈电阻约为 0.8Ω，电流表内阻约为 0.5Ω，电压表内阻约为 5kΩ， 电流表应采用外接法，因线圈的电阻太小，因此为保护电动机，则将定值电阻与电动机串联，实验电路图 如图所示： (3)[4]根据串联分压的关系可知，当电动机与保护电阻两端的电压为 2.0V 时，电动机两端的电压低于 0.5V， 故电动机不转动，可以当成纯电阻；根据欧姆定律可得 又因为保护电阻 ,故电动机线圈的电阻 7、（2020·湖北省龙泉中学潜江中学高三上学期 12 月联考）在用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻 的实验中，采用如图所示的电路，闭合开关后，当滑动变阻器 R 的滑动触头处于某一位置时，电流表和电 压表的读数分别为 I1 和 U1；改变滑动变阻器的滑动触头位置后，电流表和电压表的读数分别为 I2 和 U2。 0.5 0.8V 0.4VU = × = 0 2.0 4.00.5 Ur R I + = = Ω = Ω 0 3R = Ω 1.0r = Ω（1）若忽略电流表和电压表的电阻对实验的影响，则由测量得到的数据可以得到电源的电动势 E 的表达式 为 E＝____，电源内电阻 r 的表达式为 r＝_____。 （2）若考虑到电流表和电压表自身电阻对测量结果的影响，所得到的电源内阻 r 的测量值与真实值相比较， 是_________________（选填“偏大”或“偏小”）；其原因是_________________。 【答案】 (1). (2). (3). 偏小 (4). 电流表测量值小于通过电源的电流 【解析】 (1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律应有 联立解得 ， (2)[2]可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电 路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压 要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻， 即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值； [4]由实验原理和电路图可知，电压表测的是路端电压，而由于电压表的分流作用，电流表测的电流小于流 过电源的电流。 1 2 2 1 1 2 I U I U I I − − 2 1 1 2 U U I I − − 1 1 1E U I r= + 2 2 2E U I r= + 1 2 2 1 1 2 I U I UE I I −= − 2 1 1 2 U Ur I I −= −