PAGE專題強化練(十二)電學實驗基礎(chǔ)(40分鐘40分)一、選擇題1.(6分)(2023·威海模擬)用如圖所示的電流表(內(nèi)阻約4Ω)和電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)測量電阻R的阻值。測量情況為:電流表的示數(shù)是5mA,電壓表的示數(shù)是2.5V,以下說法正確的是()A.電阻R的阻值為500ΩB.電阻R的阻值略大于500ΩC.電阻R的阻值略小于500ΩD.如果采用電流表外接法測量,結(jié)果更加精確2.(6分)如圖所示,電流計的內(nèi)阻Rg=98Ω,滿偏電流Ig=1mA,R1=902Ω,R2=2Ω,則下列說法正確的是()A.當S1和S2均斷開時,虛線框中可等效為電流表,最大量程是1AB.當S1和S2均斷開時,虛線框中可等效為電壓表,最大量程是1VC.當S1和S2均閉合時,虛線框中可等效為電流表,最大量程是1AD.當S1和S2均閉合時,虛線框中可等效為電壓表,最大量程是1V二、非選擇題3.(6分)(2023·秦皇島模擬)某同學用螺旋測微器測圓柱體的直徑時,示數(shù)如圖甲所示,此示數(shù)為________mm;用游標卡尺測量某物體的厚度時,示數(shù)如圖乙所示,此示數(shù)為________cm。另一位學生用游標尺上標有50等分刻度的游標卡尺測一工件的長度,測得的結(jié)果如圖丙所示,則該工件的長度L=________cm。

4.(6分)如圖,螺旋測微器的讀數(shù)為______mm;電壓表的讀數(shù)為________V;電流表的讀數(shù)為________A。

5.(8分)(2023·太原模擬)某物理興趣小組要描繪一個標有“4V,2.0W”的小燈泡L的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增大,且盡量減小實驗誤差?？晒┻x用的器材除導線、開關(guān)外,還有以下器材:A.直流電源4.5V(內(nèi)阻不計)B.直流電流表0~500mA(內(nèi)阻約為5Ω)C.直流電壓表0~3V(內(nèi)阻等于6kΩ)D.滑動變阻器0~10Ω,額定電流2AE.三個定值電阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)(1)小組同學們研究后發(fā)現(xiàn),電壓表的量程不能滿足實驗要求,為了完成測量,他們將電壓表進行了改裝,在給定的定值電阻中選用________(選填“R1”“R2”或“R3”)與電壓表串聯(lián),完成改裝。

(2)實驗要求能夠在0~4V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,請畫出實驗電路原理。(3)實驗測得小燈泡伏安特性曲線如圖a所示,可確定小燈泡的功率P與U2和P與I2的關(guān)系,下列示意圖中合理的是________(U和I分別為燈泡兩端的電壓和流過燈泡的電流)。

(4)若將兩個完全相同規(guī)格的小燈泡L按如圖b所示電路連接,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=2Ω,欲使滑動變阻器R的功率是小燈泡的兩倍,此時每個小燈泡消耗的電功率為________W,此時滑動變阻器接入電路的電阻為________Ω。(結(jié)果均保留2位小數(shù))

6.(8分)物理探究小組進行改裝電表的探究實驗,他們在實驗室找到了一個量程為0~0.6A、內(nèi)阻為0.5Ω的電流表,實驗室老師又給該小組的同學提供了若干各種規(guī)格的定值電阻和其他相關(guān)器材?；卮鹣铝袉栴}:(1)探究小組要將電流表改裝成量程為0~3V的電壓表,同學們經(jīng)計算后將一阻值為________Ω的電阻R與該電流表________(選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)進行改裝;

(2)改裝完成后,探究小組利用標準電壓表對改裝后的電壓表進行檢測校準,請用筆畫線代替導線,補全圖甲實物連線,構(gòu)成完整的實驗電路;(3)圖乙和圖丙分別為校準檢測某次實驗時標準電壓表和電流表的示數(shù),由此可知改裝電壓表的實際量程為0~________V;

(4)產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。

A.電流表內(nèi)阻標記錯誤,實際內(nèi)阻大于0.5ΩB.電流表內(nèi)阻標記錯誤,實際內(nèi)阻小于0.5ΩC.R值計算錯誤,接入的電阻偏小D.R值計算錯誤,接入的電阻偏大解析版一、選擇題1.(6分)(2023·威海模擬)用如圖所示的電流表(內(nèi)阻約4Ω)和電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)測量電阻R的阻值。測量情況為:電流表的示數(shù)是5mA,電壓表的示數(shù)是2.5V,以下說法正確的是()A.電阻R的阻值為500ΩB.電阻R的阻值略大于500ΩC.電阻R的阻值略小于500ΩD.如果采用電流表外接法測量,結(jié)果更加精確【解析】選C。據(jù)歐姆定律可得R=UI-RA=2.55×10-3Ω-RA=500Ω-RA,即電阻R的阻值略小于500Ω,故A、B錯誤,C正確;由R?RA2.(6分)如圖所示,電流計的內(nèi)阻Rg=98Ω,滿偏電流Ig=1mA,R1=902Ω,R2=2Ω,則下列說法正確的是()A.當S1和S2均斷開時,虛線框中可等效為電流表,最大量程是1AB.當S1和S2均斷開時,虛線框中可等效為電壓表,最大量程是1VC.當S1和S2均閉合時,虛線框中可等效為電流表,最大量程是1AD.當S1和S2均閉合時,虛線框中可等效為電壓表,最大量程是1V【解析】選B。由題中電路圖可知,當S1和S2均斷開時,G與R1串聯(lián),改裝成的是電壓表,電壓表最大量程U=Ig(Rg+R1)=0.001×(98+902)V=1V,故A錯誤,B正確;由題中電路圖可知,當S1和S2均閉合時,G與R2并聯(lián),改裝成的是電流表,電流表量程I=Ig+IgRgR2=0.001A+0.二、非選擇題3.(6分)(2023·秦皇島模擬)某同學用螺旋測微器測圓柱體的直徑時,示數(shù)如圖甲所示,此示數(shù)為________mm;用游標卡尺測量某物體的厚度時,示數(shù)如圖乙所示,此示數(shù)為________cm。另一位學生用游標尺上標有50等分刻度的游標卡尺測一工件的長度,測得的結(jié)果如圖丙所示,則該工件的長度L=________cm。

【解析】題圖甲中,螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm,可動刻度讀數(shù)為2.1×0.01mm=0.021mm,所以最終讀數(shù)為8mm+0.021mm=8.021mm,由于需要估讀,因此在范圍8.020~8.022mm內(nèi)均正確。題圖乙中,游標卡尺的主尺讀數(shù)為20mm,游標尺上第12個刻度與主尺上某一刻度對齊,故游標尺讀數(shù)為12×0.05mm=0.60mm,所以最終讀數(shù)為20mm+0.60mm=20.60mm=2.060cm。題圖丙中,工件的長度L=52mm+18×0.02mm=5.236cm。答案:8.021(8.020~8.022均可)2.0605.2364.(6分)如圖,螺旋測微器的讀數(shù)為______mm;電壓表的讀數(shù)為________V;電流表的讀數(shù)為________A。

【解析】螺旋測微器的讀數(shù)為0.5mm+19.5×0.01mm=0.695mm;電壓表的讀數(shù)為2.60V;電流表的讀數(shù)為0.52A。答案:0.695(0.694~0.697均可)2.600.525.(8分)(2023·太原模擬)某物理興趣小組要描繪一個標有“4V,2.0W”的小燈泡L的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增大,且盡量減小實驗誤差。可供選用的器材除導線、開關(guān)外,還有以下器材:A.直流電源4.5V(內(nèi)阻不計)B.直流電流表0~500mA(內(nèi)阻約為5Ω)C.直流電壓表0~3V(內(nèi)阻等于6kΩ)D.滑動變阻器0~10Ω,額定電流2AE.三個定值電阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)(1)小組同學們研究后發(fā)現(xiàn),電壓表的量程不能滿足實驗要求,為了完成測量,他們將電壓表進行了改裝,在給定的定值電阻中選用________(選填“R1”“R2”或“R3”)與電壓表串聯(lián),完成改裝。

(2)實驗要求能夠在0~4V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,請畫出實驗電路原理。(3)實驗測得小燈泡伏安特性曲線如圖a所示,可確定小燈泡的功率P與U2和P與I2的關(guān)系,下列示意圖中合理的是________(U和I分別為燈泡兩端的電壓和流過燈泡的電流)。

(4)若將兩個完全相同規(guī)格的小燈泡L按如圖b所示電路連接,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=2Ω,欲使滑動變阻器R的功率是小燈泡的兩倍,此時每個小燈泡消耗的電功率為________W,此時滑動變阻器接入電路的電阻為________Ω。(結(jié)果均保留2位小數(shù))

【解析】(1)由于燈泡的額定電壓為4V,所以要改裝成一個最大量程為4V或稍大于4V的電壓表,串聯(lián)的電阻阻值為R串=U-UgIg=4-336kΩ=2kΩ,由于R1太小(2)實現(xiàn)0~4V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,需要將滑動變阻器設(shè)計成分壓式接法,由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為RL=UL2PL(3)小燈泡的電阻隨溫度升高而增大,由功率P=U2R可知,P-U2圖像的斜率應逐漸減小,A、B兩項錯誤;由P=I2R可知,P-I2圖像的斜率應逐漸增大,C項錯誤(4)假設(shè)通過燈泡的電流為I,燈泡兩端的電壓為U,通過滑動變阻器的電流為2I,當滑動變阻器R的功率是小燈泡的兩倍時,滑動變阻器兩端的電壓也為U,由閉合電路歐姆定律可得E=2U+2Ir,代入數(shù)據(jù)整理得U=3-2I,把該函數(shù)關(guān)系畫在圖a中,如圖乙所示:與小燈泡伏安特性曲線的交點即為電路工作點,該點橫、縱坐標值的乘積等于小燈泡的實際功率,可得P=UI=2.18×0.426W≈0.93W,此時滑動變阻器接入電路的電阻為R=U2I≈2.答案:(1)R2(2)圖見解析(3)D(4)0.93(0.91~0.95均可)2.56(2.52~2.58均可)6.(8分)物理探究小組進行改裝電表的探究實驗,他們在實驗室找到了一個量程為0~0.6A、內(nèi)阻為0.5Ω的電流表,實驗室老師又給該小組的同學提供了若干各種規(guī)格的定值電阻和其他相關(guān)器材?；卮鹣铝袉栴}:(1)探究小組要將電流表改裝成量程為0~3V的電壓表,同學們經(jīng)計算后將一阻值為________Ω的電阻R與該電流表________(選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)進行改裝;

(2)改裝完成后,探究小組利用標準電壓表對改裝后的電壓表進行檢測校準,請用筆畫線代替導線,補全圖甲實物連線,構(gòu)成完整的實驗電路;(3)圖乙和圖丙分別為校準檢測某次實驗時標準電壓表和電流表的示數(shù),由此可知改裝電壓表的實際量程為0~________V;

(4)產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。

A.電流表內(nèi)阻標記錯誤,實際內(nèi)阻大于0.5ΩB.電流表內(nèi)阻標記錯誤,實際內(nèi)阻小于0.5ΩC.R值計算錯誤,接入的電阻偏小D.R值計算錯誤,接入的電阻偏大【解析】(1)根據(jù)電表改裝原理可知,將電流表改裝成量程為0~3V的電壓表時,需要串聯(lián)分壓電阻,其阻值為R=UVIA-rA=4.(2)對改裝后的電壓表進行檢測校準時,標準電壓表應并聯(lián)在改裝后電壓表兩端,且兩電壓表兩端電壓應從零開始變化,所以滑動變阻器應采用分壓式