2018年高考物理复习课时作业14

课时作业十四

1．(2017·安徽江南十校联考)某同学身边有一电动势未知的电源和电压表A，他想用以下器材组装成欧姆表，并比较准确地测量该电源的电动势和电压表B 的内阻．现有下列器材：

电压表A，满偏电压3 V，内阻为1 kΩ

待测电压表B，量程15 V，内阻为几千欧

电动势约15 V，内阻3 Ω的直流电源

最大阻值为10 kΩ的滑动变阻器R1

最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器R2

(1)本实验中应选择滑动变阻器________(填R1或R2)．请在下面的方框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图；

(2)该同学组装完毕并进行欧姆调零后，将待测电压表接入电路中，两电压表示数如图所示，A、B电压表读数分别为________V、________V；

(3)通过本实验测得该电源的电动势为________V，电压表B的内阻为________Ω.(计算结果保留两位有效数字)

解析(1)组装欧姆表应将电源与表头串联，由于只给出一个3 V量程的电压表可供使用，故只能利用电源、电压表和滑动变阻器串联使用；欧姆表的中值电阻等于其内阻，欧姆调零时，表头应满偏，因电源电动势约为15 V，电压表分压3 V，则滑动变阻器分压约为12 V，则此时滑动变阻器阻值应为电压表内阻的4倍，则滑动变阻器应选最大阻值为10 kΩ的R1.

(2)A电压表读数为1.00 V，B电压表读数为9.5 V.

(3)欧姆调零时，电压表A 满偏，则此时电流I 1＝ 3 V 1 000 Ω＝0.003 A

I 1＝E

R A ＋R 1＋r

而接入待测电压表后，电流I 2＝U A R A

＝0.001 A 又I 2＝E

r ＋R 1＋R B ＋R A

R B ＝U B I 2

＝9.5×103 Ω 解得E ＝14 V

R B ＝9.5×103 Ω

答案 (1)R 1 如图所示

(2)1.00 9.5 (3)14 9.5×103

2．某物理兴趣小组在家中进行探究实验，他们找到了一个阻值为800 Ω的金属丝绕成的绕圈(金属丝外表面涂有绝缘层)，金属丝电阻率ρ＝1.57×10－8 Ω·m.该兴趣小组试图测量该金属丝的直径，但家中没有游标卡尺或螺旋测微器，只有多用电表、米尺、剪刀、铅笔等生活工具．他们想到了如下方法：

第一种方法：

(1)如图所示，取一金属丝紧密的缠绕在铅笔上，共计32匝，用米尺测量其间距为________cm ，则金属丝的直径为________mm(第二个空保留两位有效数字)．

第二种方法：

(2)剪一段长为12.5 m 的金属丝，用多用电表测量其阻值为1.0 Ω，计算可得金属丝的直径为________mm(保留两位有效数字)．

(3)第二种方法中，用多用电表测量阻值时误差较大，于是他们将这段长为12.5 m的金属丝带回实验室，设计了如图所示的电路测量其准确阻值．

主要实验器材如下：

A．灵敏电流计(内阻为0.3 Ω)

B．滑动变阻器(阻值约几欧)

C．滑动变阻器(阻值约几千欧)

D．R2代表12.5 m的金属丝

E．干电池一节

F．开关

简要实验步骤如下：

①闭合S1，调节滑动变阻器R1，使灵敏电流计满偏；

②闭合S2，发现灵敏电流计指针偏角为满偏时的四分之三．

滑动变阻器应选________，R2的阻值为________Ω，R2的测量结果比实际值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．

答案(1)1.690.53

(2)0.50

(3)C0.90偏大

3．某实验小组用如下器材设计一个欧姆表：

A．电流表G(满偏电流为I g，内阻为R g)

B．电源：电动势为E，内阻为r

C．滑动变阻器R

D．红表笔a、黑表笔b

(1)将如下图所示器材连成一个欧姆表．

(2)组装好电路后将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表满偏，此时滑动变阻器连入电路的阻值为________．

(3)将待测电阻R 1连入电路，发现电流表示数23I g ，则R 1的阻值为________．

解析 (1)将各用电器串联接入电路．

(2)由闭合电路欧姆定律得R ＝E I g

－R g －r . (3)由闭合电路欧姆定律得R 1＝E 23

I g －E I g ＝E 2I g . 答案 (1)如图所示

(2)E I g －R g －r (3)E 2I g

4．(2017·山东聊城模拟)某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V 的LED 灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为300 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同．

实验室提供的器材有：

A ．电流表A 1(量程为15 mA ，内阻R A1约为10 Ω)

B ．电流表A 2(量程为2 mA ，内阻R A2＝20 Ω)

C ．定值电阻R 1＝10 Ω

D ．定值电阻R 2＝1 980 Ω

E ．滑动变阻器R (0～20 Ω)一个

F ．电压表V(量程为15 V ，内阻R V 约为3 kΩ)

G ．蓄电池E (电动势为4 V ，内阻很小)

H ．开关S 一个

(1)要完成实验，除蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有________(填写器材前的字母编号)．

(2)画出实验电路图．

(3)写出测量LED 灯正常工作时的电阻表达式R x ＝________，说明式中题目未给出的各物理量的意义：___________________________________________.

解析 (1)要精确测定额定电压为3 V 的LED 灯正常工作时的电阻，需测量LED 灯两端的电压和通过LED 灯的电流，由于电压表V 的量程偏大，测量误差较大，不能用电压表V 测量LED 灯两端的电压，可以将电流表A 2与定值电阻R 2串联改装为电压表测量电压；LED 灯正常工作时的电流在10 mA 左右，可以用电流表A 1和改装后的电压表测量通过LED 灯的电流．

(2)因为滑动变阻器阻值远小于LED 灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图所示．

(3)根据闭合电路欧姆定律知，LED 灯两端的电压U ＝I 2(R 2＋R A2)，通过LED

灯的电流I ＝I 1－I 2，所以LED 灯正常工作时的电阻R x ＝U I ＝I 2(R 2＋R A2)I 1－I 2

，I 1、I 2分别为电流表A 1、A 2的读数．

答案 (1)ABD (2)见解析图 (3)

I 2(R 2＋R A2)I 1－I 2

I 1、I 2分别为电流表A 1、A 2的读数