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专题18 电学实验(1)
2019年高三二模、三模物理试题分项解析(II)
1.(9分)(2019全国高考猜题卷6)某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.闭合开关K,调整电 阻箱的阻值R,读出电压表相应的示数U,得到了如下数据(R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数):
为了比较准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据,图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是①____________ .②在图乙中根据给定的坐标点作图,利用做得的图象得到E=③_______V,r=④______Ω.电动势的测量值⑤真实值(填大于,等于,小于)。(小数点后面保留2位数字)
【参考答案】电压U与电阻R的比值
2.00(2分)
(或电流I)(1分)
小于(2分)
见解析图(2分)0.40(2分)
【名师解析】测电源电动势与内阻实验中,应用图象法处理实验数据时,纵轴表示路端电压,横轴表示电路电流I=,根据实验所测量的量,横轴应该是:电压U与电阻R的比值(或电流I);根据上表所示实验数据,在坐标系中描出对应的点,然后根据坐标系中的点作直线,作出电源的路端电压与电流关系图象U
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﹣I,如图所示;图象与电压轴的交点表电源的电动势,由图象可知,电源电动势为:
E=2.00V;图象斜率绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和,则:,电源的内阻
为:r=k﹣R0=2.4Ω﹣2.0Ω=0.40Ω;因该接法中由于电压表的分流而导致干路电流示数偏小,但电压表是准确的,故图象比真实图象要向上偏,同时,当电路短路时,电压表的分流是可以忽略的,故短路电流是准确的,故图象与横轴的交点不变,所以电动势的测量值小于真实值.
2.(9分)(2019湖北四地七校考试联盟期末)某型号多用电表欧姆档的电路原理图如图甲所示。微安表是欧姆表表头,其满偏电流Ig=500μA,内阻Rg=950Ω.电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω.电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0~9999Ω。 (1)甲图中的a端应与 红 (红或黑)表笔连接。 (2)某同学将图甲中的a、b端短接,为使微安表
满偏,则应调节R1= 2049 Ω;然后在a、b端之间
接入一电阻Rx后发现微安表半偏,则接入的电阻阻值为Rx= 3000 Ω。 (3)如图乙所示,该同学将微安表
与电阻箱R2并联,利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表,要
求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R2= 950 Ω;用此欧姆表测量一个阻值约2000Ω的电阻,测量前应调节R1= 1024 Ω。
【思路分析】(1)欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,分析图示电路图答题。 (2)应用闭合电路欧姆定律求出欧姆调零时R1的阻值,应用闭合电路欧姆定律求出待测电阻阻值。 (3)欧姆表中值电阻等于欧姆表内阻,应用闭合电路欧姆定律分析答题。
【名师解析】(1)由图甲所示可知,图中的a端应欧姆表内置电源负极相连,a端应与红表笔连接。 (2)由闭合电路欧姆定律可知:R1=
﹣Rg﹣r=
﹣950﹣1=2049Ω,
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当微安表半偏时,所测电阻阻值:RX=﹣R1﹣Rg﹣r=
﹣2049﹣950﹣1=3000Ω;
(3)组装一个“×100倍率”的欧姆表,其中央刻度标15,则欧姆表内阻为:1500Ω, 电流表的满偏电流:I′=
=
=0.001A=1mA=1000μA=2Ig,
由并联电路特点可知:R2=Rg=950Ω, 欧姆调零时:R1=
﹣R并﹣r=
﹣
﹣1=1024Ω;
【参考答案】(1)红;(2)2049;3000;(3)950;1024。
【关键点拨】本题考查了欧姆表改装,欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律,知道欧姆表的工作原理是解题的前提,分析清楚电路结构、应用闭合电路欧姆定律即可解题。
3.(2019青岛二中模拟)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的串联,测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下: A.待测电压表(量程3 V,内阻约1 kΩ待测)一只 B.电流表(量程3mA,内阻约为10 Ω)一只 C.电池组(电动势约为3 V,内阻不可忽略) D.滑动变阻器(0→50Ω) E.滑动变阻器(0→2000Ω)
F.变阻箱(可以读出电阻值,0~9 999 Ω) G.变阻箱(可以读出电阻值,0~99 Ω), H.开关和导线若干.
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路.为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是________(填“甲”或“乙”)电路.
(2)可变电阻应选用___________.(填写仪器前面的字母)
(3)用你选择的合理电路进行实验时,闭合开关S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U
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