2020届高考物理一轮复习专题20 电学试验名校试题汇编(教师版)

(2)×100 b c (3)d

12. (2018·陕西省宝鸡市第一次质检)某同学制作了简单的指针式多用电表，图甲为该多用电表的电路原理图，其中选用的电流表的满偏电流为50 mA，当选择开关接3时是量程为250 V的电压表，该多用电表表盘刻度如图乙所示，C为表盘正中间的刻度．

请使用该同学制作的多用电表完成如下的有关操作和计算．

(1)选择开关接1时指针在图乙所示位置，则其读数为________，另一次测量时选择开关接3，指针仍在图乙所示位置，则其读数为________．

(2)选择开关接2时，多用电表为倍率“×10”的欧姆表，若图乙中C处的刻度为15，则甲图中电源的电动势为________ V. 答案 (1)36.0 mA 180 V (2)3.75

解析 (1)由题意可知，选择开关接1时测电流，电流表的满偏电流为50 mA，其分度值为 1 mA，示数为36.0 mA；当选择开关接3时是量程为250 V的电压表，其分度值为5 V，其示数为180 V；

(2)由题图乙可知，指针指在C处时，电流表示数为25.0 mA＝0.025 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势：E＝IR＝0.025×150 V＝3.75 V.

13.(2019·山东省淄博市仿真模拟)某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材如下： A．干电池：电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω B．电流表G：满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝150 Ω C．定值电阻R1＝1 200 Ω

D．电阻箱R2和R3：最大阻值均为999.9 Ω E．电阻箱R4：最大阻值为9 999 Ω

F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

(1)该实验小组按图甲正确连接好电路．当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱

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R2＝________ Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R

内

＝________ Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”或“×10”)．

(2)闭合开关S.

第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________ Ω且R3＝________ Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向如图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________ Ω. 答案 (1)149.5 1 500 “×10” (2)14.5 150 100

E1.5

解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知欧姆表的内阻为：R内＝＝ Ω＝1 500 Ω，则电阻为：

I0.001R2＝R内－R1－Rg－r＝1 500 Ω－1 200 Ω－150 Ω－0.5 Ω＝149.5 Ω.中值电阻应为1 500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“×1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”．

1.5(2)为了得到“×1”倍率，应让电流表满偏时对应的电阻为150 Ω，电路中总电流为：I1＝ A

150＝0.01 A，此时表头中电流为0.001 A，则与之并联的电阻R3的电流应为：0.01 A－0.001 A＝0.001×?150＋1 200?1.5－0.001×?150＋1 200?

0.009 A，则R3＝ Ω＝150 Ω，R2＋r＝ Ω＝15 Ω，

0.0090.011.5

故R2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω；题图所示电流为0.60 mA，则总电阻为：R总＝×103 Ω＝2 500

0.60Ω，故待测电阻为：R测＝2 500 Ω－1 500 Ω＝1 000 Ω，故对应的刻度应为100.

14.(2018·陕西省咸阳市第一次模拟)某同学为测定电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0 Ω，电源电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好．

(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________ mm.

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(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示.

x/m I/A 1－1/A I

1

将表中数据描在－x坐标纸中，如图丙所示，该图象的斜率的表达式k＝________(用题中

I字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)．

1

根据图丙中－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________ Ω(保留

I两位有效数字)．

4ρ－

答案 (1)0.400 (2)106 1.3 2 1.1×πEd

解析 (1)螺旋测微器固定刻度上的半毫米刻线没有露出，可动刻度上的格数要估读一位，读数应为0.01 mm×40.0＝0.400 mm；

E1r＋R0Rxxπd2(2)由闭合电路的欧姆定律，I＝，变形得＝＋，由电阻定律Rx＝ρ，S＝，

IEES4r＋R0＋Rx1r＋R04ρ1

代入上式得＝＋2x，可看出与x是一次函数关系，函 IEπEdI

3.57－1.77－1－14ρ－－数图象的斜率k＝由题图丙中的数据算出图象的斜率k＝ A·m＝3 A1·m1，2；πEd0.603.14×3.0×?4×104?2kπEd23×－则ρ＝＝ Ω·m≈1.1×106 Ω·m；

44

－

0.10 0.49 2.04 0.20 0.43 2.33 0.30 0.38 2.63 0.40 0.33 3.03 0.50 0.31 3.23 0.60 0.28 3.57 1

题图丙中－x关系图线的纵截距为1.77，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律

I得：E＝I(r＋R0)，解得r≈1.3 Ω.

15. (2018·河北省“名校联盟”质量监测一)为了研究咸湖出现的规律，某同学设计了一个检测河水电阻率的实验，他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水，安装前他用如图乙所示的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如图丙所示．他还选用了以下仪器：量程15 V，内阻约300 kΩ的电压表；量程300 μA，内阻约50 Ω的电流表；最大阻值1 kΩ的滑动变阻器；电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω的电池组、开关各一只，以及导线若干．图丁坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值，根据以上材料完成以下问题：

13

(1)测量玻璃管的内径时，应将图乙所示游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触．(填代号)

(2)玻璃管的内径d＝________ mm.

(3)图戊中的实物仪器有一部分已连线，将其他部分连接成能测出图丁数据的实物连接图． (4)水的电阻率ρ＝________(结果保留两位有效数字)． 答案 (1)A (2)5.50 (3)见解析图 (4)7.6 Ω·m

解析 (1)测量玻璃管内径时，应将游标卡尺中的A部分与玻璃管的内径接触． (2)游标卡尺的读数为d＝5 mm＋

1×10 mm＝5.50 mm. 20

(3)根据U－I图象可知电流从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，由U－I图象可算出水柱的电阻远大于电流表内阻，所以电流表采用内接法，实物连线图如图所示．

12－0ΔUL

(4)U－I图象的斜率表示水柱的电阻，即R＝＝105 Ω，又因为R＝ρ，S－6 Ω＝1×ΔI120×S10?5.5×103?2πd2πd253.14×＝，联立解得ρ＝R，则ρ＝1×10× Ω·m≈7.6 Ω·m. 44L4×0.314

－

16.(2018·安徽省池州市上学期期末)某探究小组为了用“半偏法”测电阻和改装电表，先用“半偏法”测量程为100 μA的电流表G的电阻，后将电流表G改装成电压表．

(1)首先采用如图甲所示的实验电路测量该电流表G的内阻Rg，图中R1为滑动变阻器、R2为电阻箱．他按电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后，他的正确操作的步骤应该是________．(选出下列必要的步骤，并将其序号排序)

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A．记下R2的阻值

B．调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度

C．闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半

D．闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半 (2)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为100 Ω，则Rg的阻值大小为________ Ω；与电流表内阻的真实值Rg′相比，Rg________Rg′(填“>”“＝”或“<”)．

(3)将上述电流表G串联一个29 900 Ω的电阻，改装成电压表，则该电压表的量程是_____ V． 用它来测量电压时，表盘指针位置如图乙所示，此时电压表的读数大小为________ V. 答案 (1)BDA (2)100 < (3)3 2.4

解析 (1)本题采用半偏法测电流表的内阻，故调节R1的阻值，先使电流表的指针偏转到满刻度，然后再闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半，记下R2的阻值，故操作顺序为BDA.

(2)此时R2的阻值与Rg的阻值相等，故Rg的阻值大小也为100 Ω.随着S2的闭合，整个电路中的电流将会变大，但实际上我们仍然是按照电流不变时的电流来计算的，通过电阻箱R2的电流将比通过G的电流要大，又因为R2与G并联，电压一样，所以实际的电阻箱读数将小于电流表G的内阻，所以Rg

(3)U＝Ig(Rg＋R)＝104×(100＋29 900) V＝3 V，此时指针所指示的电压为2.4 V.

－

17.(2018·山东省泰安市上学期期末)某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有： 小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)； 电压表V(量程5 V，内阻3 kΩ)； 电流表A(量程0.3 A，内阻0.5 Ω)； 固定电阻R0(阻值1.0 Ω)； 滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω) 电源E(电动势5 V，内阻不计)； 开关S，导线若干；

(1)实验要求能够实现在0～0.32 A的范围内对小灯泡进行测量，利用上述器材，设计电路，在虚线框中画出实验电路原理图．

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