2020高考物理双一流冲刺专题大二轮冲刺练:第1部分+专题9+第2讲 电学(恒定电流)实验

(2)较为合理的是丙图,因为电阻较大,乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小;

(3)实物图如答案图。

(4)(5)需要直接测量的物理量是K2闭合、断开时电压表读数U1和U2;K2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者串联,电流相等,即所以RV=

U2

R。

U1-U2

U1-U2U2

R=RV,

答案 (1)3 000 (2)丙 乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小。

(3)实物图连接如图所示:

(4)实验步骤:闭合K1,再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2。

(5)

U2

R

U1-U2

4.(2019·河南郑州模拟)某同学通过实验测定一捆长度约为100 m的铜导线(电阻约为1.5 Ω)的实际长度,首先利用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,再利用图乙所示的电路测出铜导线的电阻。

可供使用的器材有:

电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω; 电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ; 滑动变阻器R1:最大阻值 5 Ω; 滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω; 定值电阻:R0=3 Ω;

电源:电动势6 V,内阻可不计; 开关、导线若干。 回答下列问题:

(1)由图甲可知,铜导线的直径D=________ mm。

(2)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________(填“a”或“b”)端。

(3)根据图乙所示的实物图,在方框内画出其电路图(铜导线用电阻元件符号表示)。

(4)调节滑动变阻器,电压表的示数为U,电流表的示数为I,铜的电阻率为ρ,不考虑电表内阻对实验的影响,则导线的长度为________。(用已知和所测量的字母表示)

解析 (1)球的直径为D=1 mm+17.0×0.01 mm=1.170 mm。

(2)由于待测电阻比较小,为了更好的控制电路所以选择R2比较合理,闭合开关前应保证回路中电流最小,则接入滑动变阻器的阻值就最大,所以应该在a

端。

(3)由于待测电阻阻值较小,选用电流表外接的方式,定值电阻R0与Rx串1

联能够使得电压表的读数在量程的以上,所以为了减小误差,要把R0与Rx串

3联用,电路图如图所示:

(4)由电路结构可得:U=I(R0+Rx),由电阻定律: ?U??I-R0?πD2??l

Rx=ρD,解得l=。

4ρ??2

π?2???

?U??I-R0?πD2??

答案 (1)1.170 (2)R2 a (3)见解析图 (4) 4ρ5.(2019·安徽宣城调研)用下列器材组装一个电路: A.待测电池组

B.待测小灯泡(2 A,2.5 V)

C.电流表A(量程3 A,内阻非常小) D.电压表V1(量程6 V,内阻非常大) E.电压表V2(量程1 V,内阻1 500 Ω)

F.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流4 A) G.定值电阻R1(3 000 Ω) H.开关一只,导线若干

要求:既能测定电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的U-I曲线

(1)请在上图甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整; (2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,经过多次测量换算,最后在U-I坐标系中,描绘出两条图线,且在P点相交,如图乙所示,此时滑动变阻器接入电路的阻值应为__________ Ω;电池组的效率为________。(计算结果保留两位有效数字)

解析 (1)伏安法测电源电动势与内阻实验中,电压表V1测路端电压,电流表A测量电流;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表A测流过灯泡的电流,考虑到电压表V2量程偏小,可与定值电阻R1串联增大量程;此时电压表V2的内阻与R1之和远大于灯泡内阻,可用电流表外接法,则电路如图所示。

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