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2016届高考四川物理专题限时训练18

来源 :中华考试网 2016-03-13

  6.14 课时训练1.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:

  待测电压表V (量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干.

  (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.

  (2)根据设计的电路,写出实验步骤:________________________________.

  (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是________________________________.

  解析:(1)由半偏法原理知电压表应串联在电路中,又因电压表量程小于电源电动势,且电压表内阻比滑动变阻器最大阻值大得多,故滑动变阻器应采用分压接法.

  答案:(1)实验电路图如下图所示

  (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻

  (3)> 断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故R′V>RV(其他合理说法也可)

  2.在“测定金属的电阻率”的实验中,测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示,则金属丝长度的测量值为l=________ cm,金属丝直径的测量值为d=________ mm.

  甲

  乙

  解析:由于刻度尺的最小分度为1 mm,读数应估读到0.1 mm.

  答案:36.52(36.50~36.54均可) 0.797(0.796~0.799均可)

  3.为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如图甲所示的实验电路.其中:

  A1是待测电流表,量程为30 mA,内阻约为100 Ω;A2是标准电流表,量程是20 mA;R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9 Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为6 V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.

  (1)实验中滑动变阻器采用了________接法(填“分压”或“限流”).

  根据电路的实物图,在虚线框中画出实验电路图.

  (2)请将该同学的操作补充完整:

  连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调节滑动变阻器R2,使电流表A2的示数是15 mA.

  乙

  将开关S2扳到接点b处,____________________,使电流表A2的示数仍是15 mA.

  若此时电阻箱各旋钮的位置如图乙所示,则待测电流表A1的电阻Rg=________ Ω.

  (3)上述实验中,无论怎样调节滑动变阻器R2的滑片位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3的阻值应选用________.

  A.30 Ω B.300 Ω

  C.3 kΩ D.30 kΩ

  解析:(2)闭合开关之前,应使滑动变阻器连入电路的阻值最大,滑片移到最左端.本实验使用替代法测量电流表的内阻,因此开关S2接a和接b时电流表A2的读数应该相同,开关S2接b时,需保持滑动变阻器R2的滑片不动,调节电阻箱R1.电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻,读数为86.3 Ω.(3)当滑动变阻器R2的阻值为零时,电路中的电流不能超过两个电流表的量程,由于=300 Ω,且电流表A1有内阻,R3的阻值可选B.

  答案:(1)限流 如图所示

  (2)①左端 保持滑动变阻器R2的滑片不动,调节电阻箱R1 86.3 (3)B

  4.在测量一节干电池的电动势和内阻实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.

  (1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连线.

  (2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P调到________(填“a”或“b”)端.

  甲

  乙

  丙

  (3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,滑动滑片P,记录下几组电压表和电流表的示数;重置滑动变阻器,S2改接图甲中的2位置,滑动滑片P,再记录几组电压表和电流表的示数.在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时,电压表示数U和电流表示数I的图象,如图丙所示.两图线均为直线,与纵轴的截距分别为UA、UB,与横轴的截距分别为IA、IB.

  S2接1位置时,作出的U-I图线是图丙中的________(填“A”或“B”)线;

  S2接2位置时,干电池电动势的测量值________真实值,内阻的测量值________真实值.(填“大于”“小于”或“等于”)

  解析:(2)为保护电表,闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大,即滑片P调到a端.(3)S2接1位置时,由于电压表的分流,使得电流的测量值偏小,而短路电流(U=0时的电流,即图线与横轴的截距)不变,故电动势和内阻的测量值都偏小;S2接2位置时,可将电流表内阻等效到电源内阻中,即外电压和干路电流的测量值是准确的,电源电动势的测量值等于电动势的真实值,但电源内阻的测量值等于电源内阻的真实值与电流表内阻的和.

  答案:(1)如图所示 (2)a (3)B 等于 大于

  5.用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:

  电流表A1(量程0~30 mA);

  电流表A2(量程0~100 mA);

  电压表V(量程0~6 V);

  滑动变阻器R1(阻值0~5 Ω);

  滑动变阻器R2(阻值0~300 Ω);

  开关S一个,导线若干条.

  某同学的实验过程如下:

  .设计如图甲所示的电路图,正确连接电路.

  甲

  .将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图乙所示的图线.

  乙

  .断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).

  回答下列问题:

  (1)电流表应选用________,滑动变阻器应选用________;

  (2)由图乙的图线,得电源内阻r=________ Ω;

  (3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=________,代入数值可得Rx;

  (4)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围________,电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)

  解析:(1)电路总电阻可能的最小值约为20 Ω,则回路中可能的最大电流Im= A=300 mA,可见,电流表应选用A2.

  若选用滑动变阻器R1,电路中电流变化范围太窄,并且当R1连入电路阻值最大时,电路中电流仍可能会超过电流表A2的量程,故应选用R2.

  (2)图乙中,U-I图线的斜率的绝对值等于电源内阻,由图象可知:r=25 Ω.

  (3)由题意可知,Rx+r=,则Rx=-r0.

  (4)若电表为理想电表,Rx接在B、C或A、B之间,对干路中电流无影响,故电流表示数变化范围相同,很显然,电压表示数变化范围不相同.

  答案:(1)A2 R2 (2)25 (3)-r (4)相同 不同

  6.如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.

  甲

  乙

  (1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的部件________(选填“A”“B”或“C”).

  (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.

  (3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正、反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示.

  请将记录表补充完整,在图甲的黑箱中画出一种可能的电路.

  两表笔接的接点 多用电表的示数 a、b ________ Ω a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 解析:(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零装置为部件A.(2)使用多用电表进行测量时,为保证电表不被损坏往往要进行试触,即让两表笔与接点短暂接触,观察指针偏转情况,若持续接触则有可能损坏电表.(3)黑箱中无电源且每对接点间正、反向阻值相等,多用电表读数为5 Ω,由表格数据可知,b、c间电路为a、b间5 Ω的电阻与a、c间10 Ω的电阻串联而成.

  答案:(1)A (2)短暂 (3)5 电路如图所示

  或

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