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电学试验
1．(8分)[2021·天津市十二区县联考](1)用多用电表的欧姆挡测量阻值时，选择倍率为×100 Ω挡，按正确的试验操作步骤测量，表盘指针位置如图12－1所示，该电阻的阻值约为________ Ω.
图12－1
(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( )
A．测量电阻时，假如红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果
B．测量阻值不同的电阻时，都必需重新欧姆调零
C．测量电路中的电阻时，应当把该电阻与电源断开
D．欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变
(3)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明________(填“a”或“b”)端是二极管正极．
解析：(1)欧姆表的测量值是指针读数与倍率的乘积为17×100 Ω＝1 700 Ω.
(2)欧姆表测电阻时，红、黑表笔插错不会影响测量结果，A正确；测不同的电阻时，只要没更换倍率，不需重新欧姆调零，B错误；测电路中的电阻时应将待测电阻与电源断开，C正确；表中的电池电动势变小、内阻变大后，会影响测量结果，D错误．
(3)二极管具有单向导电性，欧姆表的红表笔接的是表内电池的负极，接b端时，指针偏转角度大，二极管电阻小，说明b端是二极管的负极，a端是其正极．
答案：(1)1 700 (2)AC (3)a
2．(10分)[2021·呼和浩特市调研考试]某校同学在争辩性学习课上进行了消退电表内阻对测量影响的试验探究，其中有一组同学利用了如图12－2所示的电路图来测量未知电阻Rx.
图12－2
他们的主要操作过程是：
(1)闭合开关S1，将开关S2打在a上，调整滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量大些，读出此时两表读数，并记作I1和U1；
(2)请依据试验电路图，从消退误差的角度，续写其次步，并说明需要记录的数据：____________________________.依据试验中记录的数据得到待测电阻的表达式为______________________．
解析：由闭合电路欧姆定律可知＝Rx＋RA＋R2、＝RA＋R2，所以Rx＝－.
答案：保持R1和R2的电阻不变，将开关S2打到b，读出此时电压表和电流表的读数，记作U2和I2
Rx＝－
3．(10分)[2022·东北三省四市联考]要测量一个量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：
A．待测电压表V(量程3 V，内阻未知)
B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)
C．定值电阻R(阻值2 kΩ，额定电流50 mA)
D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)
E．多用电表
F．开关S1、S2，导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下试验操作：
(1)首先，用多用电表进行粗测，选用“×100\”挡且操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图12－3甲所示，则测量的结果是________．
甲
乙
丙
图12－3
(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图12－3所示的乙、丙试验电路，你认为其中较合理的电路图是______________．
(3)用你选择的电路进行试验时，请简述试验步骤：________________________；用上述所测物理量的符号表示电压表的内阻R＝____________.
解析：(1)多用电表欧姆挡读数为28×100 Ω＝2 800 Ω.
(2)由于电压表内阻较大，接受图乙电路电流过小，电流表测量误差太大甚至无法读取数据，应接受图丙电路．
(3)闭合S1、S2，读出电压表示数U1，此即为电源电动势；断开S2读出电压表示数U2，此即为电压表内阻两端电压，依据串联电路电压支配规律得RV＝.
答案：(1)2 800 Ω (2)丙
(3)闭合S1、S2，读出电压表示数U1；断开S2，读出电压表示数U2 (也可)
4．(12分)[2021·长沙市高考模拟二]某同学设计了如图12－4所示的装置探究直流电动机(3.0 V 1 W)工作时的效率，图中虚线框中电动机把握电路未画出．现备有如下试验器材：
A．3 V直流电源 B．电流表(0～0.6 A,0.5 Ω) C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) D．滑动变阻器(0～5 Ω) E．开关、导线若干
图12－4
图12－5
(1)依据试验要求，在虚线框内画出试验电路图；
(2)试验中，若测出电压表的读数为U，电流表的读数为I，重锤的重力为G，电机匀速提升重物的速度为v，则该工作状态下电动机线圈的电热功率可表示为________________；
(3)若在某一输入电流下，电动机提升重锤运动时打点纸带如图12－5所示(图中相邻计数点间有四个点迹)，依据纸带数据，可求得重锤匀速向上运动时的速度v＝________ m/s.
解析：(1)设计的电路图要能够测出电动机的电流和电压．
(2)电动机的总功率为UI＝Gv＋P热，解得P热＝UI－Gv.
(3)图中相邻计数点间有四个点迹，则相邻两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s，重锤匀速向上运动时的速度v＝ m/s＝0.22 m/s.
答案：(1)如图12－6所示(变阻器画成限流接法也可)
图12－6
(2)UI－Gv (3)0.22
5．(14分)[2021·重庆高考]某同学对有故障的电热毯进行探究．图12－7甲是电热毯的电路示意图，其中电热丝和导线通过金属接线片连接．图乙为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为抱负电表．
甲
乙
丙
图12－7
(1)请在下面虚线框内画出与图乙对应的电路图．
(2)断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热丝无故障，然后测得电热丝的U－I曲线如图丙所示．已知电热丝材料的电阻率为2.8×10－7 Ω·m，电热丝的直径为0.200 mm，可求得此电热丝的电阻为________ kΩ，总长度为________ m．(结果均保留两位有效数字)
(3)为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图甲中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可推断出电路有断路，位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项)．
解析：(1)依据实物图画出电路图如上图．
(2)由UI图象得到电热丝的电阻为R＝ Ω＝0.58 kΩ，由电阻定律R＝ρ，得电热丝的总长度
L＝＝ m＝65 m.
(3)接1、1′，电压表有示数、电流表有示数，说明电热丝有电流流过，没有故障，接1、2′，电压表有示数，电流表没示数，说明故障毁灭在1′和2′之间．
答案：(1)电路图(图12－8)
图12－8
(2)0.58(0.57到0.59均可) 65(64到66均可)
(3)1′和2′
6．(14分)[2022·石家庄市质检一]某小组进行“测定金属丝电阻率\”的试验．
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图12－9甲所示，读数是________ mm.用多用电表的电阻“×1\”挡，按正确的操作步骤粗略测量金属丝的阻值，表盘的示数如图乙所示，读数是________ Ω.
甲
乙
图12－9
(2)该组同学想更精确地测量该金属丝电阻Rx，已经选好的器材有：
A．电压表V1(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表V2(量程0～3 V，内阻约20 kΩ)
C．定值电阻R0＝20 Ω
D．被测电阻Rx
E．滑动变阻器(阻值范围0～5 Ω)
F．电源(电动势3 V，内阻很小)
G．导线若干，开关一个
①为了减小误差，并尽可能多的测量几组数据，请在方框中画出测量电路图；
②在某次测量中，若电压表V1读数为U1，电压表V2读数为U2，则待测金属丝电阻的表达式Rx＝________.
答案：(1)0.226 mm～0.229 mm 9.0
(2)①如图12－10所示(两图均得分)
或
图12－10
②(或)
7．(16分)[2021·哈尔滨市质量检测]在一次探究小灯泡的伏安特性曲线的试验中，所用器材有：灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E，滑动变阻器R，开关S，要求灯泡两端电压从零开头变化．
甲
乙
丙
图12－11
(1)图12－11甲所示为某同学已连接的实物电路，经检查，发觉电路中缺少一根导线，请你挂念他找到这根线的位置，并画在图甲中；
(2)若该同学在如图甲所示状态完成了最终一根导线的连接，请指出其中仅有的两个不当之处：
①________________________________________________________；
②________________________________________________________。
(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1、L2的伏安特性曲线，如图乙中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1和L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图丙所示的电路．多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30 A和0.60 A．请依据以上结果，在图乙中画出该电池组路端电压和干路电流的关系曲线．
(4)由该曲线可以得知电池组的电动势为________ V，内阻为________ Ω.(结果取两位有效数字)
解析：(1)电源正极没有接出导线，正确的电路图如图12－12所示．
(2)从试验平安的角度考虑，本试验的两个不当之处为：①开关应处于断开状态进行连线；②为了疼惜各元件，滑动变阻器滑片P应拨至b端．
(3)I1＝0.3 A时由乙图中Ⅰ图线知对应电压U1为3.5 V，I2＝0.6 A时由乙图中Ⅱ图线知对应电压U2＝3 V，即知道路端电压随电流变化图线的两个点，在UI坐标系中过这两点作直线，如图12－13所示．
(4)由图线的斜率可知电源内阻为1.7 Ω，由图线的纵截距可知电源电动势为4.2 V.
答案：(1)如图12－12所示
图12－12
(2)①滑动触头P应拨至b端 ②开关应处于断开状态进行连线
(3)如图12－13所示
图12－13
(4)4.0～4.5 1.4～2.2
8．(16分)[2021·重庆市考前模拟](1)某同学对一物体长度进行测量，正确记录的数据为1.68 cm，该同学可能使用的是下列测量工具中的________(填工具前的符号)
A．最小刻度1 mm的刻度尺
B．游标卡尺甲(10分度)
C．游标卡尺乙(20分度)
D．螺旋测微器
(2)某试验小组用电流表A、电阻箱R及开关S按如图12－14甲所示电路测电池的电动势和内阻．试验时，转变R的值，记录下电流表A的示数I，得到多组R、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻r.
甲
乙
图12－14
①若将电流表A视为抱负电表，请写出线性图象对应的函数关系式＝________.利用所测得数据作出R图象如图乙所示，若图中a、b、c均为已知量，电池的电动势E＝________，内阻r＝________.
②实际上电流表A有确定内阻值，从系统误差角度考虑，测得的电池的电动势E、内阻r与电池的电动势真实值E真、内阻真实值r真的关系是E________E真，r________r真．(填“<”“<”或“＝”)
解析：(1)依据读数知该测量工具读到0.1 mm，最小刻度为1 mm的刻度尺可以估读到0.1 mm，A正确；10分度的游标尺，每个格代表0.1 mm，B正确；20分度的游标尺，每个格代表0.05 mm，C错误；螺旋测微器读到0.001 mm，D错误．
(2)①依据闭合电路的欧姆定律E＝I(R＋r)，变形得＝＋，故图象的斜率＝，图象的纵截距＝a，解得E＝，r＝；②由于本试验将电流表消耗的电压当成内阻消耗的电压，因此计算的内阻包括电流表的内阻，故测得的电源内阻偏大，测得的电源电动势是精确 的．
答案：(1)AB
(2)①＋ ②＝ >
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