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选修3-1 第八章 高考13题专项突破(九) 电学实验题2.10

2022-05-10 来源:汇智旅游网
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一、单项选择题

1.(2017·河南商丘模拟)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L能正常发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )

A.灯泡L将变亮

B.电容器C的电荷量将增大

C.电源的总功率变小,但电源的输出功率一定变大 D.R0两端的电压减小

解析:将滑动变阻器的滑片向右移动,总电阻增大,总电流减小,灯泡L变暗,A错误;电源的内电压减小,路端电压增大,电容器两端的电压增大,电容器的带电荷量增大,B正确;电源的总功率P=EI减小,当外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,所以滑片向右移动时无法确定电源的输出功率如何变化,C错误;由于R0与电容器串联,所以R0两端的电压为零,D错误.

答案:B

2.(2017·安徽皖西高中教学联盟期末)如图甲所示为一温度报警装置,其中R为定值电阻,Rt为一半导体热敏电阻,其电阻随温度变化的关系如图乙所示.电流表示数用I表示,a、b两点接在报警器上,用来监控电压Uab,当Uab过低时开始报警,若温度逐渐升高,则( )

A.Uab增大,I增大,不报警 B.Uab减小,I减小,报警 C.Uab增大,I减小,不报警 D.Uab减小,I增大,报警

解析:若温度连续升高,Rt的电阻减小,总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端

电压Uab连续减小,报警;R中的电流减小,电流表所在支路中的电流增大,D正确.

答案:D 二、多项选择题

3.(2017·江西赣州期末)如图所示,电源内阻不可忽略,R1为半导体热敏电阻,它的电阻随温度的升高而减小,R2为锰铜合金制成的可变电阻.当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时,可能的原因是( )

A.R1的温度逐渐降低 B.R1的温度逐渐升高 C.R2的阻值逐渐减小 D.R2的阻值逐渐增大

解析:当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时,说明灯两端的电压逐渐减小,可能是R2的阻值不变,R1的阻值增大,即R1的温度降低;也可能是R1的阻值不变,R2的阻值减小.选项A、C正确.

答案:AC

4.(2017·河北衡水中学七调)在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )

A.图乙中图线甲是电压表V2的示数随电流变化的图线 B.电源内阻为10 Ω

C.电源的最大输出功率为3.6 W D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W

解析:U1=IR1,由于R1不变,所以U1与I成正比,图线乙是V1的示数随电流变化的ΔU1图线,U2=E-I(R1+r),图线甲是V2的示数随电流变化的图线,A正确;由图可知R1=

ΔI=

2ΔU24 Ω=5 Ω,=R1+r= Ω=10 Ω,所以电源的内阻r=5 Ω,B错误;由图线甲可0.4ΔI0.4

知电源的电动势为6 V,当外电阻等于电源内阻时,即R2的阻值为零时,电源的输出功率

E

最大,此时I==0.6 A,P出max=I2R1=0.36×5 W=1.8 W,C错误;当R2=R1+r=10

R1+rE

Ω时,R2的功率最大,此时电流I′==0.3 A,此时PR2max=I′2R2=0.09×10 W

R2+R1+r=0.9 W,D正确.

答案:AD 三、非选择题

5.(2017·河北邯郸一中模拟)某同学通过实验测定一个阻值约为0.5 Ω的电阻Rx的阻值. (1)现有电源(4 V,内阻不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、定值电阻R0=4.5 Ω,开关和导线若干以及下列电表:

A.电压表(0~3 V,内阻约为3 kΩ) B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)

为减小测量误差,在实验中,应采用下图中的________电路图(填“甲”或“乙”)

(2)按所选择的电路图连接好电路,闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U,则该电阻的测量值的表达式为Rx=________.

(3)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,电压表的示数U也随之增加,下列反射Ux关系的示意图中正确的是________.

解析:(1)应为所测量电阻较小,所以如果使用电流表内接,在电流表分压过大,所以采用电流表外接,误差较小,故选甲.

(2)电压表测量的Rx和R0的电压,电流为两者的电流,所以根据欧姆定律可得Rx+R0

UU

=,解得Rx=-R0. II

E(3)根据电路欧姆定律与电阻定律,U=IRx=Rx,当滑片P移动距离x的增加,被

xρ+RxS测电阻Rx两端的电压增大,但不成正比,且增加越来越快,则Ux图象如图C所示.

U

答案:(1)甲 (2)Rx=-R0 (3)C

I

6.(2017·西藏日喀则地区一中月考)电池的内阻很小,不便于直接测量,某探究小组的同学将一只2.5 Ω的保护电阻R0与电池串联后再用电流表和电压表测量电池的电动势和内阻,实验电路如图甲所示.

(1)按电路原理图把实物电路补充完整

(2)实验中测定出下列数据

I/A U/V 0.10 1.20 0.15 1.10 0.17 1.00 0.23 0.80 0.25 1.00 0.30 0.60 请根据数据在图丙中坐标图上画出IU图象,连线时,有一组数据是弃之不用的,原因是________________________________________________________________________.

(3)由IU图象得出电池的电动势为________V,内阻为________Ω. 解析:(1)对照电路图连线即可,要注意电表的极性,如图所示

(2)根据描点法作出IU图象,有一组数据是弃之不用的,原因是数据存在严重错误. (3)UI图象的纵截距表示电源的电动势,故E=1.5 V,内阻与定值电阻之和等于图象的ΔU

斜率,所以r+R0==3.0 Ω.故r=(3-2.5) Ω=0.50 Ω.

ΔI

答案:(2)数据存在严重错误 (3)如解析图所示 1.5 0.50

7.(2017·辽宁抚顺一中模拟)要测量一只电压表的内阻RV.提供的器材有:待测电压表

V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ);电阻箱(阻值0~9999.9 Ω);滑动变阻器R1(阻值0~20 Ω,额定电流为1 A);滑动变阻器R2(0~1500 Ω);电源E(电动势为6 V,内阻为0.5 Ω);电键S及导线若干.

(1)如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,滑动变阻器R应选用

________________________________________________________________________.

(2)在以下所给的实验步骤中,排出合理的顺序为________. A.合上电键S;

B.使滑动变阻器触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;

C.保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱此时的电阻R′2

D.调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时的阻值R′1 (3)用测得的物理量表示电压表内阻应为________.

(4)在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值______(填“偏大”“偏小”“相同”)

解析:(1)电源电动势是6 V,滑动变阻器R1阻值0~20 Ω,额定电流为1 A,电源接在滑动变阻器R1两端,最大电流为0.6,能保证电路安全;更精确测量待测电压表内阻,方便实验操作,可以选用滑动变阻器R1;(2)半偏法测电压表内阻,合理的实验步骤是使滑动触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;合上电键S;调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时阻值R′1;保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱的此时阻值R′2;故步骤为:BADC;(3)设电压表与定值电阻的串联电压为U,电压表内阻为RV,电压表示数满偏时,电阻箱的U

阻值为R′1,电路电流I=;电压表与定值电阻的串联电压不变,增大电阻箱的阻RV+R1′值,使电压表示数为满偏读数的一半,电压表内阻RV不变,由U=IRV可知,电压表示数IU

变为原来的一半,则电路电流变为原来的一半,此时I′==,联立解得:RV=

2RV+R2′

R2′-2R1′;(4)在实验步骤C中,保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,电路总电阻变大,待测电压表与定值电阻的串联电压变大,当电压表半偏时电阻箱的阻值R2′偏大,则电压表内阻测量值RV偏大.

答案:(1)R1 (2)BADC (3)RV=R2′-2R1′ (4)偏大

8.(2017·广西柳州铁路一中月考)某多用电表内欧姆挡“×1”的内部电路图如图所示,小明同学将电阻箱和电压表V并联后接在两表笔a、b上,欲用图示的电路测量多用电表内部的电阻r(远小于电压表V的内阻)和电池的电动势E.实验的主要步骤为:

(1)表笔a为________(填“红表笔”或“黑表笔”).将选择开关转至欧姆挡“×1”,将红黑表笔短接,调节________,使指针指在________(填“左”或“右”)侧零刻度处.

11

(2)改变电阻箱R的阻值,分别读出6组电压表和电阻箱的示数U、R,将、的值算

UR11

出并记录在表格中,请将第3、5组数据的对应点在坐标纸上补充标出,并作出-图线.

UR

组数 R 1 RU 1 U1 100.0 0.01 1.20 0.83 2 50.0 0.02 0.95 1.05 3 25.0 0.04 0.74 1.35 4 16.7 0.06 0.60 1.68 5 12.5 0.08 0.50 2.00 6 9.1 0.11 0.40 2.50 (3)根据图线得到电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(结果保留三位有效数字) (4)由于电压表的分流作用,多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值________(填“大”或“小”).

解析:(1)表笔a接内部电池的负极,应为红表笔.红黑表笔短接,调节调零旋钮,使指针指到右侧零偏刻度处.

11

(2)-图线如图所示. UR

U1r111r2.50-0.70

(3)由E=U+r得=-+,结合图线得=0.70,=,解得E=1.43 V,

RUEREEE0.11r内=23.4 Ω.

(4)当R为无穷大即为不接电阻箱时电压表的示数为多用电表内部电池的电动势的测量值,而电压表两端的电压等于电动势的真实值减去多用电表的内电压,所以多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值小.

答案:(1)红表笔 调零旋钮(或调R0) 右 (2)如解析图所示 (3)1.43(1.45~1.41) 23.4(22.9~23.9) (4)小

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