- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

广东省汕头市某校2023-2024学年高三下学期三模物理试题

在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻 $\text{[math]}$ 。

（1）实验中，定值电阻 $\text{[math]}$ 的作用有（填字母）。

A．保护电源

B．在电流变化时使电压表示数变化明显

C．在电压变化时使电流表示数变化明显

（2）实验操作步骤如下：

①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置；

②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I的值，断开开关 $\text{[math]}$ ；

③将滑动变阻器滑到最左端位置；

④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I的值，断开开关 $\text{[math]}$ ；

⑤分别作出两种情况所对应的U-I图像。

（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图乙所示，此时U＝V．

（4）根据测得数据，作出两U-I图像分别如图丙、丁所示，根据图像可知图丙对应的接法为（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）。

（5）综合可求得电源电动势E＝V，内阻r＝Ω。（结果均保留两位小数）

举一反三

某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。

（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为{#blank#}1{#/blank#}mm。再用游标卡尺测得其长度L。

（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻R_x的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R₀的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S₂置于位置1，闭合S₁ ，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。

R/Ω	I/A	$\text{[math]}$ /A^-1
5.0	0.414	2.42
10.0	0.352	2.84
15.0	0.308	3.25
20.0	0.272	3.68
25.0	0.244	4.10
30.0	0.222	4.50

根据表中数据，在图丙中绘制出 $\text{[math]}$ 图像。再将S₂置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#}Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#}得到该材料的电阻率（用D、L、 $\text{[math]}$ 表示）。

（3）该小组根据图乙的电路和图丙的 $\text{[math]}$ 图像，还可以求得电源电动势 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}V，内阻 $\text{[math]}$ {#blank#}5{#/blank#}Ω。（结果均保留2位有效数字）

（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会{#blank#}6{#/blank#}（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

某学习小组测定某电池的电动势与内阻，已知其电动势 $\text{[math]}$ 约为十几伏，内阻 $\text{[math]}$ 约为几欧姆，实验室中提供以下器材：

A．量程为 $\text{[math]}$ 、内阻未知的电流表 $\text{[math]}$ ；

B．电阻箱 $\text{[math]}$ ；

C．定值电阻 $\text{[math]}$ ；

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ；

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ；

F．开关2只，导线若干。

先用如图所示甲的电路来测定电流表G内阻。实验步骤与如下：

①按图甲连接好电路，断开 $\text{[math]}$ ，将滑动变阻器 $\text{[math]}$ 的滑片调至图中 $\text{[math]}$ 端所对应的位置；

②闭合 $\text{[math]}$ ，调节 $\text{[math]}$ ，使电流表 $\text{[math]}$ 满偏；

③保持 $\text{[math]}$ 不变，再闭合 $\text{[math]}$ ，调节电阻箱电阻 $\text{[math]}$ ，使电流表 $\text{[math]}$ 的读数为 $\text{[math]}$ ；

④调节电阻箱时，干路上电流可视为几乎不变，即可测定的电流表 $\text{[math]}$ 内阻 $\text{[math]}$ 的大小。

（1）为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取{#blank#}1{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；而实际干路上电流会发生变化，故测得的电流表内阻比真实值{#blank#}2{#/blank#}（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（2）按图乙连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱 $\text{[math]}$ 的阻值，记录每次电阻箱的阻值 $\text{[math]}$ 及对应的电流表的示数 $\text{[math]}$ 。作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，处理数据得到斜率 $\text{[math]}$ 大小为0.2，纵轴截距 $\text{[math]}$ 为8，则求得电池的电动势为{#blank#}3{#/blank#}V，内阻为{#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。