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#2027年高考物理直通车---一轮复习半偏法#
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#2027年高考物理直通车---一轮复习半偏法#
学校:________姓名:________班级:________考号:___________
一、实验题
1.学校科技创新小组在整理实验室时,发现了一盒存放多年的干电池。电池标签已模糊不清。组长小陈说:“这些电池放了这么久,电动势肯定下降了,内阻也会变大。我们用电学实验的方法来精确测量一下吧。”组员小王从器材柜中找出了学生电源、几块电流表、电阻箱、滑动变阻器等器材。但三块电流表都没有标注内阻值。于是他们设计了如下实验方案,电路如图1所示,测量量程为250μA的电流表电阻(内阻2000Ω左右)。电源A(电动势,内阻很小),电源B(电动势,内阻很小),电阻箱(电阻范围0~3000Ω),滑动变阻器(0~3000Ω),滑动变阻器(0~30000Ω)。

(1)本实验步骤如下:
①断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器R的阻值,使微安表G指针满偏;
②保持开关闭合,并保持变阻器R的阻值不变,闭合开关,调节电阻箱R′的阻值,使微安表G指针半偏;
③读出电阻箱R′的阻值是2100Ω,则待测微安表的内阻是________Ω。
④为了尽可能减小实验误差,电路中应该选择________
A.电源A,滑动变阻器B.电源A,滑动变阻器
C.电源B,滑动变阻器D.电源B,滑动变阻器
(2)测出三个电流表的内阻后,再利用图2(甲)中的电路可以测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源,下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为R1,电流表A1阻值为RA1,电流表A2阻值为RA2,电流表A3阻值为RA3。
①连接好电路,闭合S1,断开S2,把电阻箱调到合适阻值R3后不变,然后改变滑动变阻器滑片位置,得到多组A1、A2的数据I1、I2,利用计算出a、b间电压。该同学将I1作为流过电源的电流,作出U1与I1的图像,如图2(乙)中实线1。考虑到电流表内阻的情况,以下实验误差说法正确的是()
A.实验(1)中半偏法测量电流表内阻时,测量值偏小,造成后续测量电动势偏大
B.电流表的电流小于干路电流,也会造成电动势和内阻测量值偏小
C.此实验无误差
②为了减少测量误差:闭合S1,闭合S2,反复调节电阻箱的阻值R3和滑动变阻器滑片位置,使A2示数为零,记录下此时R3阻值和A1、A3读数I1、I3。改变R3,重复上述操作,得到多组数据。计算出a、b间电压U2=___________(选用I1、I3、RA2、RA3、R3表示),作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线____________(选填“2”、“3”、“4”)所示。
③若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,则待测电源内阻可以表示为r=____________(选用k、RA1、R1表示)。
2.某实验小组要测定某种金属丝的电阻率,先测定由该金属丝制成的定值电阻的阻值(约),提供的器材如下:
A.电流表A(量程为,内阻)
B.电阻箱(阻值范围为)
C.电阻箱(阻值范围为)
D.电阻箱(阻值范围为)
E.电源(电动势为,内阻不计)
F.开关、导线若干
主要实验步骤如下:
(1)测出金属丝的直径和接入电路的长度,金属丝直径的测量结果如图甲所示,则螺旋测微器的读数为_____mm。
(2)该实验小组决定采用如图乙所示的电路(部分电路未画出),用半偏法测一段该种金属丝的电阻,为尽可能减小实验误差,要选择合适的仪器接入虚线框,虚线框内应接_____(选填“”或“”或“与串联”)可调电阻的右端导线应接在点_____(选填“”或“”)。

(3)正确进行仪器选取、电路设计及接线后,先闭合、断开,调节虚线框内的仪器使电流表满偏,再闭合,调节可调电阻,使电流表的指针指到满偏值的处,记录此时可调电阻的阻值,可得金属丝的阻值_____(用题中所给相关物理量的符号表示);改变金属丝接入电路的长度,重复上述实验操作,作出关系图线,若图线为直线,且斜率大小为,可得金属丝的电阻率_____(用相关物理量的符号表示)。
3.某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于100Ω),实验电路如图所示。可供选择的器材有:

A.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
B.电阻箱(最大阻值999.9Ω)
C.直流电源(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择______(选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为______Ω;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值______真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~3V的电压表,则应将电流表______(选填“串”或“并”)联一个阻值为______kΩ的电阻。
4.用半偏法测电流表G的内阻的电路如图所示。待测电流表满偏电流,内阻左右,电源A(电动势,内阻很小),电源B(电动势,内阻很小),电阻箱(电阻范围),滑动变阻器(),滑动变阻器()。

(1)本实验步骤如下:
①按图连接好电路;
②断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,使电流表G指针满偏;
③保持开关闭合,并保持________,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表G指针半偏;
④读出电阻箱的阻值是,则待测电流表的内阻是________。
(2)为了尽可能减小实验误差,电路中电源应该选择________(填“A”或“B”);滑动变阻器应该选择________(填“”或“”)。
(3)用本方法测量的电流表内阻的测量值________真实值(填“等于”“大于”或“小于”)。
5.某同学要将量为300μA、内阻未知的微安表G改装成量程为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻,然后对微安表进行改装,最后再利用一标准电压表V对改装后的电压表进行校准。
(1)利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻。实验中可供选择的器材:
A.滑动变阻器()
B.电阻箱()
C.电源(电动势为12V)
D.电源(电动势为15V)
E.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好电路;
b.将滑动变阻器R1的阻值调到最大,闭合开关S后调节的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合开关S,保持R不变,调节的阻值,使微安表G的示数为150μA,此时的示数为4000.0Ω。

回答下列问题:
①实验中电源应选用__(选填“”或“”)。
②由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值与真实值相比_______(选填“偏大” “相等”或“偏小”)。
(2)利用合适的电源、滑动变阻器、标准电压表V以及题(1)中的电阻箱,在图乙虚线框内画出对改装的电压表进行校准的电路,其中部分电路元件已在图中给出_________。

(3)由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为3V时,改装电压表中微安表G的示数为297μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,与微安表串联的电阻值调至_______________Ω(结果保留1位小数)。
6.(1)如图1螺旋测微器读数为_______mm,如图2游标卡尺读数为_______mm。

(2)用伏安法测金属丝电阻存在系统误差。为了减小系统误差,有人设计了如图甲所示的实验方案。其中Rx是待测电阻,R是电阻箱,R1、R2是已知阻值的定值电阻。合上开关S,灵敏电流计的指针偏转。将R调至阻值为R0时,灵敏电流计的示数为零。由此可计算出待测电阻Rx______;(用R1、R2、R0表示)

(3)有同学利用“半偏法”也可以测量电压表的内阻,其电路原理图如图乙所示。
①将滑动变阻器R的滑片P调至_________(填“A”或“B”端),电阻箱R0的阻值调至________(填“零”或“最大”);
②闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使电压表满偏;
③保持滑动变阻器的滑片P不动,调节电阻箱R0的阻值使电压表半偏;
④记下电阻箱R0的示数。
⑤若电阻箱R0的示数为3002Ω,则电压表内阻的测量值为______Ω,该测量值与电压表的实际内阻相比_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。