- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：困难

湖南省邵阳市大祥区第二中学2024届高三下学期5月三模物理试题

某实验小组欲将内阻 $\text{[math]}$ 、量程为 $\text{[math]}$ 的电流表改装成欧姆表，供选择的器材有；

A．定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为14kΩ）

B．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为1500Ω）

C．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为500Ω）

D．电阻箱（ $\text{[math]}$ ）

E．干电池（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

F．红、黑表笔各一只，开关，导线若干

（1）为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。请用笔画线代替导线将图（a）中的实物连线组成欧姆表。

（2）欧姆表改装好后，将红、黑表笔短接进行调零，此时滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω；电流表表盘的 $\text{[math]}$ 刻度对应的改装后欧姆表的刻度为。

（3）通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上c处的电流刻度为75，则c处的电阻刻度为kΩ。

（4）利用改装后的欧姆表进行电阻测量，小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时，电流表指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改进，使中值电阻为1500Ω，如图（c）为他们改进后的电路，图中电阻箱的阻值应调为Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻时，则电流表指针对应的电流是μA。

举一反三

欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻1Ω）

B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）

C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）

D．电压表（0～3V，内阻3kΩ）

E．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）

F．滑动变阻器（0～2 000Ω，额定电流0.3A）

G．开关、导线

一实验兴趣小组找到了一捆较长的镍铬合金线，其横截面积标记为 $\text{[math]}$ ，但是长度标记已经模糊不清，兴趣小组想通过实验测定其具体长度。

可供使用的器材有：

多用电表；

电流表 $\text{[math]}$ ：量程1mA，内阻为1000Ω；

电流表 $\text{[math]}$ ：量程0.6A，内阻很小；

滑动变阻器 $\text{[math]}$ ：最大阻值5Ω；

滑动变阻器 $\text{[math]}$ ：最大阻值20Ω；

电阻箱：最大阻值9999.9Ω；

电源：电动势3V，内阻可不计；

开关、导线若干。

实验步骤如下：

（1）粗测镍铬合金线的阻值

兴趣小组先用多用电表的欧姆挡粗测该捆镍铬合金线的电阻，当选择欧姆×10倍率的电阻挡位测量时，发现指针偏转很大，因此应该换成欧姆{#blank#}1{#/blank#}倍率的电阻挡（选填“×1”或“×100”），选择正确挡位后，指针如图（a）所示，读数为{#blank#}2{#/blank#}Ω；

（2）精确测量镍铬合金线的阻值

①同学采用的实验电路图如图（b）所示，根据实验需要应选择滑动变阻器{#blank#}3{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），实验开始前，滑片应该置于{#blank#}4{#/blank#}端（选填“a”或“b”）；

②闭合开关后，调节滑动变阻器，发现 $\text{[math]}$ 电表接近满偏时 $\text{[math]}$ 电表偏转不大，为解决这个问题，同学们决定用 $\text{[math]}$ 表与电阻箱{#blank#}5{#/blank#}（选填“串联”或“并联”）代替原来的 $\text{[math]}$ 表，并且把电阻箱阻值调整为2000.0Ω；

③调节滑动变阻器，当电流表 $\text{[math]}$ 读数为0.45A时，电流表 $\text{[math]}$ 读数0.75mA，根据以上数据可以计算出镍铬合金线的电阻为{#blank#}6{#/blank#}Ω（保留两位有效数字）；

（3）计算镍铬合金线长度兴趣小组还查阅到镍铬合金的电阻率为 $\text{[math]}$ ，结合以上实验数据，可得出这捆镍铬合金线实际长度为{#blank#}7{#/blank#}m（保留三位有效数字）。

小飞同学想估测某电阻丝的电阻率（该电阻丝的长度为 $\text{[math]}$ ，电阻约为 $\text{[math]}$ ），材料未知，他根据已有的实验器材，设计实验过程如下：

（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图（a）所示，该电阻丝的直径为{#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（2）对多用电表进行机械调零。

（3）将多用电表的选择开关旋至{#blank#}2{#/blank#}倍率的电阻档（填“ $\text{[math]}$ ”，“ $\text{[math]}$ ”，“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻档零刻度线。

（5）将黑、红表笔接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为{#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。

（7）根据实验测得的数据估算该电阻丝电阻率为{#blank#}4{#/blank#}

A.3.1×10^-4 $\text{[math]}$ B.3.1×10^-5 $\text{[math]}$ C.3.1×10^-6 $\text{[math]}$

（8）实验反思过程中，小飞得知多用电表因为老旧，内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但本次实验多用电表仍能欧姆调零，则测量结果会{#blank#}5{#/blank#}（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A 两个挡位，电压有2.5V、10V 两个挡位，欧姆表有两个挡位。

（1）通过一个单刀多掷开关S， B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。

①图甲中B是{#blank#}1{#/blank#}（选填 “红”或“黑”）表笔；

②当S接触点{#blank#}2{#/blank#}（选填“1、2、3、4、5、6”）时对应多用电表2.5A挡；

③当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，则E₁{#blank#}3{#/blank#}E₂（选填“>”“<”或“=”）；

（2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有∶待测电源（电动势约为9V），定值电阻R₀=8.0Ω，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点{#blank#}4{#/blank#}（选填 “1、 2、3、4、5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则电源电动势E={#blank#}5{#/blank#}V，内阻r={#blank#}6{#/blank#}Ω （结果保留两位有效数字）。