3.2020年高考物理复习专题专题六 第二讲 电学实验及创新——课后“高仿”检测卷

专题六第二讲电学实验及创新——课后“高仿”检测卷

一、高考真题集中演练——明规律

1．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此

基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有

电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：

(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。

(2)电阻箱的阻值应取R1＝________Ω，R2＝________Ω。(保留到个位)

解析：(1)微安表头改装成毫安电流表需要并联一个小电阻，再把电流表改装成电压表，需要串联一个大电阻，电路如图所示。

(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有

I g R g＝(I－I g)R1

解得R1＝100 Ω

接b时改装成量程为3 V的电压表，有

U＝I g R g＋IR2

解得R2＝2 910 Ω。

答案：(1)见解析图(2)100 2 910

2．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。

(2)完成下列填空：

①R1的阻值为________ Ω(填“20”或“2 000”)。

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B 与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)。

④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________ Ω(结果保留到个位)。

(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：___________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)根据题中的原理图(a)，将题图(b)中的实物连线如图所示。

(2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20 Ω，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，B、D两点电势相等；将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置

于2 601.0 Ω时，在接通S 2前后，微安表的示数也保持不变。说明2 500.0 ΩR μA ＝R μA 2 601.0 Ω

，则解得R μA ＝2 550 Ω。

(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 答案：(1)见解析图

(2)①20 ②左 ③相等 ④2 550

(3)调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程

3．(2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V ，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V ，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A ，内阻0.5 Ω)；固定电阻R 0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R (阻值0～9.0 Ω)；电源E (电动势5 V ，内阻不计)；开关S ；导线若干。

(1)实验要求能够实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)用另一电源E 0(电动势4 V ，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S ，在R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W ，最大功率为________ W 。(结果均保留两位小数)

解析：(1)要实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，则

滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻R 0串联，将量

程改为4 V 。由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接。

电路图如图所示。

(2)I -U 图像中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大。根据电阻定律R ＝ρL S

，得灯丝的电阻率增大。

(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E0′(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为P min＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W。当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为P max＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W。

答案：(1)见解析图

(2)增大增大(3)0.39 1.17

二、名校模拟重点演练——知热点

4．(2019·湖北宜昌联考)如图(a)所示为某电流天平的示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指在0刻线的位置，此时标尺读数为0。当MN中有电流通过且平衡时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示。此时标尺读数为________cm。

利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数，已知B＝0.547 T，MN中通有电流I ＝1.00 A，MN的长度l＝0.250 m，ab边的长度d＝0.200 m，则轻弹簧的劲度系数k＝________N/m。