江蘇省2020版高考物理三輪復習 熱點14 電學創(chuàng)新實驗練習（含解析）

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1、熱點14電學創(chuàng)新實驗(建議用時：20分鐘)1某同學在實驗室測汽車電熱器的電功率，此電熱器額定電壓為12 V實驗室備有下列器材A輸出電壓為16 V的學生電源B量程為03 A的電流表，內阻約0.1 C量程為00.6 A的電流表，內阻約0.5 D量程為03 V的電壓表，內阻約3 kE量程為015 V的電壓表，內阻約15 kF010 ，額定電流為0.5 A的滑動變阻器G010 ，額定電流為2 A的滑動變阻器H導線，開關該同學測量的數據記錄如下：U/V2.43.05.08.010.012.0I/A0.150.200.300.400.450.50(1)該電熱器的阻值是否恒定不變？答：_(填“是”或“不是”

2、)(2)合理選擇實驗器材：電流表選_，電壓表選_，滑動變阻器選_(填器材前的字母)(3)請在方框內畫出電路圖(4)電熱器的額定功率為_(保留兩位有效數字)2(2019江蘇學校聯盟模擬)某物理興趣小組在學習了電流的磁效應后，得知通電長直導線周圍某點磁場的磁感應強度B的大小與長直導線中的電流大小I成正比，與該點離長直導線的距離r成反比該小組欲利用如圖甲所示的實驗裝置驗證此結論是否正確，所用的器材有：長直導線、學生電源、直流電流表(量程為03 A)、滑動變阻器、小磁針(置于刻有360刻度的盤面上)、開關及導線若干實驗步驟如下：a將小磁針放置在水平桌面上，等小磁針靜止后，在小磁針上方沿小磁針靜止時的指

3、向水平放置長直導線，如圖甲所示；b該小組測出多組小磁針與通電長直導線間的豎直距離r、長直導線中電流的大小I及小磁針的偏轉角度；c根據測量結果進行分析，得出結論回答下列問題：(1)某次測量時，電路中電流表的示數如圖乙所示，則該電流表的讀數為_A.(2)在某次測量中，該小組發(fā)現長直導線通電后小磁針偏離南北方向的角度為30(如圖丙所示)，已知實驗所在處的地磁場水平分量大小為B03105 T，則此時長直導線中的電流在小磁針處產生的磁感應強度B的大小為_T(結果保留兩位小數)(3)該小組通過對所測數據的分析，作出了小磁針偏轉角度的正切值tan 與之間的圖象如圖丁所示，據此得出了通電長直導線周圍磁場的磁感

4、應強度B與通電電流I成正比，與離長直導線的距離r成反比的結論，其依據是_(4)通過查找資料，該小組得知通電長直導線周圍某點的磁感應強度B與電流I及距離r之間的數學關系為B，其中0為介質的磁導率根據題給數據和測量結果，可計算出0_Tm/A.3太空探測器在探索宇宙過程中，由太陽能電池板給它提供能源光明中學物理實驗室有一塊太陽能電池板，當有光照射它時(作為電源)，其路端電壓與總電流的關系圖象如圖甲中的曲線所示；若沒有光照射它時，相當于一個只有電阻的電學器件，無電動勢物理實驗探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實驗方法，探究該太陽能電池板在沒有光照射時的伏安特性曲線，利用電壓表(內阻約3 k)、電流

5、表(內阻約100 )測得的多組數據作出的圖象如圖甲中曲線所示 (1)分析曲線可知，該電池板作為電阻器件時的阻值隨通過電流的增大而_(填“增大”或“減小”)，若所設計的電路如圖乙所示，實驗時應將圖乙中電壓表另一端a接在_點(填“b”或“c”)；(2)圖乙電路中a端接好后還少接了一根導線，請在圖乙中畫出；(3)分析曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢約為_V，若把它與阻值為1 k的定值電阻連接構成一個閉合電路，在有光照射的情況下，該太陽能電池板的效率約為_%(計算結果保留兩位有效數字)4在某些汽車的后擋風玻璃中會嵌入一組電阻絲，可通電加熱以化解霜凍某物理興趣小組對其進行研究，如圖甲所示，是用伏安法

6、測量其中一根電阻絲Rx阻值的實物連線圖儀表規(guī)格如下表所示量程內阻電流表A00.6 A等于0.20 電壓表V0.3 V約為1 k(1)將單刀雙擲開關S2置于位置b，閉合開關S1，電壓表和電流表指針如圖乙所示，則可讀數電壓表的示數U_V，電流表的示數I_A；計算得出電阻絲的阻值Rx_(保留兩位有效數字)(2)若將單刀雙擲開關置于位置a，則通過電阻絲的電流_(選填“大于”或“小于”)此時電流表的讀數(3)現有6根與Rx同型號的電阻絲和一個內阻為2.0 的電源，為了達到最快的化霜效果，請選用幾根電阻絲，并用筆畫線代替導線，在圖丙中進行設計連接熱點14電學創(chuàng)新實驗1解析：(1)由該同學記錄的數據可知，電

7、熱器的阻值不是恒定不變的(2)因實驗中電熱器最大電壓為12 V，最大電流為0.5 A，故選擇量程為015 V的電壓表，量程為00.6 A的電流表；如果采用滑動變阻器的限流接法，則當滑動變阻器阻值調到最大時，電熱器上的電壓仍然會大于2.4 V，所以采用分壓式接法，由于電熱器的最大電流為0.5 A，采用分壓式時，滑動變阻器的一部分處在干路，故滑動變阻器能承受的最大電流必須大于0.5 A，故選滑動變阻器G.(3)由于電熱器的電阻在20 左右，故采用電流表外接法，電路圖如圖所示(4)PUI12.00.5 W6.0 W.答案：(1)不是(2)CEG(3)見解析圖(4)6.0 W2解析：(1)電流表量程為

8、3 A，則最小分度為0.1 A，由指針示數可知電流為2.00 A；(2)小磁針N極指向地磁場分量和電流磁場的合磁場方向，如圖所示；則有：tan 30，解得：B3105 T1.73105 T；(3)由題圖可知，偏角的正切值與成正比，而根據(2)中分析可知，BB0tan ，則可知B與成正比，故說明通電長直導線周圍磁場的磁感應強度B與通電電流I成正比，與離長直導線的距離r成反比； (4)tan 圖線的斜率為k，由公式BB0tan B0k可知，B0k，解得：04107 Tm/A.答案：(1)2.00(2)1.73105 (3)電流產生的磁感應強度BB0tan ，而偏角的正切值與成正比(4)41073解

9、析：(1)由圖線可知，無光照時太陽能電池板的阻值遠大于電流表內阻，所以采用電流表內接法，即a端接b點(2)描繪伏安特性曲線要求電壓從零開始調節(jié)，即滑動變阻器要采用分壓式接法，故應該將滑動變阻器右端與電源正極用導線相連，如圖1所示(3)太陽能電池板的電動勢由圖線與縱軸的交點直接讀出，即2.75 V；在題圖甲中作1 k 電阻的伏安特性曲線如圖2所示，圖線與圖線的交點即電路的工作點，其坐標為(1.80，1.80)，電池板的效率100%100%100%100%65%.答案：(1)減小b(2)如解析圖1所示(3)2.75654解析：(1)如題圖乙所示，電流表選取的量程為00.6 A，故讀數為0.50 A；電壓表的量程為03 V，故讀數為1.60 V，當開關S2接b時，電流表內接，電阻RxRA3.20 0.20 3.0 .(2)當開關S2接a時，電流表外接，由于電壓表分流，所以此時電流表讀數為流過電壓表電流與流過電阻絲電流之和，故通過電阻絲的電流小于電流表讀數(3)當外電路電阻和內電路電阻相等時，電源輸出功率最大，化霜最快，即外電路電阻需為2.0 ，如圖(a)、圖(b)所示答案：(1)1.600.503.0(2)小于(3)見解析- 6 -