2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練14 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

專題限時(shí)訓(xùn)練14電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新時(shí)間：45分鐘1(2018·寧波鎮(zhèn)海中學(xué)模擬)LED發(fā)光二極管技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，下表為某發(fā)光二極管的正向電壓U與正向電流I關(guān)系的數(shù)據(jù).U/V0.002.562.712.802.842.872.892.912.99I/mA0.000.030.070.110.340.520.750.913.02(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出電壓在2.503.00 V范圍內(nèi)時(shí)二極管的I­U圖線答案：如圖所示(2)分析二極管的I­U圖線可知二極管的電阻隨U變大而變小(選填“變大”“變小”或“不變”)，在電壓2.503.00 V范圍內(nèi)電阻最小約為970(±20) (保留三位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻的電路描繪該二極管的伏安特性曲線，要求二極管的正向電壓從0開始變化，并使測(cè)量誤差盡量減小圖乙是實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，電壓表量程為3 V，內(nèi)阻約為3 k，電流表量程為5 mA，內(nèi)阻約為10 .圖中已連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整答案：如圖所示(4)若此LED發(fā)光二極管的工作電流為2 mA，則此發(fā)光二極管應(yīng)與一阻值R15(1020均可) 的電阻串聯(lián)后才能與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連解析：(1)先描點(diǎn)，然后用平滑的曲線連接；(2)I­U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率變大，表示電阻變小，因此當(dāng)電壓U3 V時(shí)，電阻最大，大約為970 (±20 )；(3)要描繪伏安特性曲線，需要將二極管兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)，故用滑動(dòng)變阻器分壓接法，因?yàn)槎O管電阻比較大，為減小測(cè)量誤差用電流表內(nèi)接法；(4)根據(jù)伏安特性曲線可知，發(fā)光二極管器的工作電流為2 mA時(shí)，電阻兩端的電壓為2.97 V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電阻兩端的電壓為0.03 V，電阻與二極管串聯(lián)，通過電阻的電流也為2 mA，根據(jù)歐姆定律可得電阻R15 .2(2018·鄭州第一次質(zhì)量檢測(cè))要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3 V，6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V，并便于操作已選用的器材有：電池組(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻約為1 )；電流表(量程為0250 mA，內(nèi)阻約為5 )；電壓表(量程為03 V，內(nèi)阻約為3 k)；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的A(填字母代號(hào))A滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 ，額定電流1 A)B滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750 ，額定電流0.3 A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖B(填字母代號(hào))(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示現(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)2 的定值電阻R串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為1 的電源兩端，如圖乙所示每個(gè)小燈泡消耗的功率是0.09 W.解析：(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇分壓接法，以保證電壓可以從零開始在較大的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，而分壓接法要求滑動(dòng)變阻器選用阻值較小的變阻器，即滑動(dòng)變阻器選A.(2)“描繪伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇分壓接法，圖A錯(cuò)誤；圖C中，變阻器與小燈泡并聯(lián)，圖C錯(cuò)誤；小燈泡正常發(fā)光的電阻RL1.5 ，該電阻與電流表內(nèi)阻接近，所以電流表應(yīng)采用外接法，圖B正確，D錯(cuò)誤(3)設(shè)流過燈泡的電流為I，對(duì)應(yīng)的電壓為U，則對(duì)整個(gè)閉合回路有EU2I(Rr)，即U1.56I，在伏安特性曲線上繪出該函數(shù)圖線，得交點(diǎn)坐標(biāo)U10.6 V，I10.15 A，則每個(gè)燈泡的電功率PU1I10.09 W.3某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為2 500 的表頭，一個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線(1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱并聯(lián)(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為5.0 .(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，通過改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表.123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖乙中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中，并畫出IR­I圖線；答案：如圖所示根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是1.53 V，內(nèi)阻r是2.0 .解析：(1)將小量程表頭改裝成更大量程的電流表，需給表頭“并聯(lián)”一個(gè)合適阻值的分流電阻；已知表頭的滿偏電流Ig100 A，表頭內(nèi)阻Rg2 500 ，改裝后電流表量程IA50 mA，設(shè)分流電阻為Rx，由IgRg(IAIg)Rx解得Rx5.0 .(2)將表中第5、6兩組數(shù)據(jù)描入坐標(biāo)紙，分析電路并由閉合電路的歐姆定律可得EI(RRAr)，變形得IR(RAr)IE，可知IR­I圖象為一條直線，故應(yīng)用一條直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn)，如圖所示；由上述分析知，IR­I圖象的縱軸截距為電池電動(dòng)勢(shì)，由圖知E1.53 V(1.521.54 V)；圖中直線斜率的絕對(duì)值為RAr，則RAr7.0 ，所以，電池內(nèi)阻r7.0 RA2.0 .4如圖所示為多量程多用電表的示意圖(1)當(dāng)接通1或2時(shí)，為電流擋(填“電流”“電阻”或“電壓”).1的量程比2的量程大(填“大”或“小”)(2)測(cè)量某電阻時(shí)，用歐姆擋“×10”擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，他應(yīng)該換用歐姆擋×1(填“×1”或“×100”)擋換擋后，在測(cè)量前要先進(jìn)行歐姆調(diào)零(3)該同學(xué)要測(cè)量多用電表直流“2.5 V”擋的內(nèi)阻RV(約為20 k)除此多用電表外，還有以下器材：直流電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)E為3 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))、電阻一個(gè)(阻值R為10 k)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干要求：在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(多用電表用表示)；寫出RV的表達(dá)式(用字母表示，并說明所用字母的物理意義)答案：(3)見解析解析：(1)將電流計(jì)改裝成電流表時(shí)要并聯(lián)電阻分流，所以1、2是電流擋；并阻電阻越小，分流越大，則改裝的電流表量程越大，故1位置的量程較大(2)因偏轉(zhuǎn)角度過大，則電阻小，要用小量程的，選擇“×1”擋，換擋后電路改變，要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零(3)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示在設(shè)計(jì)的電路圖中，多用電表與電阻串聯(lián)，通過它們的電流相等，所以有，因此RV，其中U為多用電表直流“2.5 V”擋的讀數(shù)，R為10 k，E為電源的電動(dòng)勢(shì)5(2018·江西省上饒市二模)要測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：A待測(cè)線圈L：阻值約為2 ，額定電流為2 AB電流表A1：量程為0.6 A，內(nèi)阻為r10.2 C電流表A2：量程為3.0 A，內(nèi)阻r2約為0.2 D變阻器R1：阻值范圍為010 E變阻器R2：阻值范圍為01 kF定值電阻R310 G定值電阻R4100 H電源E：電動(dòng)勢(shì)E約為9 V，內(nèi)阻很小I單刀單擲開關(guān)兩個(gè)S1和S2，導(dǎo)線若干要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，在盡可能大的范圍內(nèi)測(cè)得多組A1表、A2表的讀數(shù)I1、I2，然后利用I1­I2圖象求出線圈的電阻RL.(1)實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)選擇F，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇D.(請(qǐng)?zhí)钇鞑男蛱?hào))(2)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(器材用適當(dāng)?shù)姆?hào)表示)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開開關(guān)S2.(4)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出I2­I1圖象，如圖所示，則線圈的直流電阻值為2.04_.解析：(1)將內(nèi)阻已知的電流表A1串聯(lián)定值電阻改裝為電壓表，利用伏安法測(cè)量線圈的直流電阻值由于線圈的直流電阻值很小，測(cè)量電路采用電流表外接法，控制電路采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，滑動(dòng)變阻器選用阻值較小的滑動(dòng)變阻器R1；由于電源電動(dòng)勢(shì)約為9 V，改裝電壓表時(shí)使用量程為0.6的電流表A1與定值電阻R310 串聯(lián)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)若先斷開開關(guān)S1，則線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)與電流表A1形成回路，可能會(huì)燒毀電流表，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開開關(guān)S2.(4)開關(guān)均閉合時(shí)，利用并聯(lián)電路知識(shí)可得I1(R3r)(I2I1)RL，解得I2·I1，即I2­I1圖象的斜率k，由圖象的圖線斜率k6解得RL2.04 .7