（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)題提分技巧 熱點(diǎn)16 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（含解析）-人教版高三全冊物理試題

熱點(diǎn)16電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(建議用時(shí)：30分鐘)1利用如圖所示的電路可以較為準(zhǔn)確地測量未知電源的電動(dòng)勢圖中Ex為待測電源，ES為標(biāo)準(zhǔn)電源(ES的電動(dòng)勢已準(zhǔn)確測出)，E為工作電源，為電路提供電流G為零刻度在中央的靈敏電流計(jì)，AB為一根粗細(xì)均勻的電阻絲，C、D為AB上的兩個(gè)活動(dòng)接觸點(diǎn)，可以在電阻絲上移動(dòng)與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺(刻度尺未畫出)，可以測出C、D之間的長度實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)按圖連接好電路，將K1處于斷開狀態(tài)，K2處于兩個(gè)觸點(diǎn)都不接的狀態(tài)(2)先閉合K1，調(diào)整RP至合適位置(3)將K2置于1位置，調(diào)整C、D觸點(diǎn)的位置，使電流計(jì)指針指向零刻度，記下_(4)將K2置于2位置，重新調(diào)整C、D位置，使_，并記下_(5)斷開K1，計(jì)算待測電源的電動(dòng)勢的表達(dá)式為Ex_.解析 (3)由題意知應(yīng)記下C、D間的長度L1.(4)應(yīng)重新調(diào)整C、D位置，使電流計(jì)指針指向零刻度并記下此時(shí)C、D間的長度L2.(5)根據(jù)電阻定律有R1，R2，由電路特點(diǎn)可得I，聯(lián)立可得，ExES.答案 (3)C、D間的長度L1(4)電流計(jì)指針指向零刻度C、D間的長度L2(5)ES2(2019·陜西咸陽模擬)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC)正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時(shí)電阻值增大，負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時(shí)電阻值減小，熱敏電阻的這種特性，常常應(yīng)用在控制電路中某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx(常溫下阻值約為10.0 )的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn)A電流表A1(量程0100 mA，內(nèi)阻約1 )B電流表A2(量程00.6 A，內(nèi)阻約0.3 )C電壓表V1(量程03.0 V，內(nèi)阻約3 k)D電壓表V2(量程015.0 V，內(nèi)阻約10 k)E滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為10 )F滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為500 )G電源E(電動(dòng)勢15 V，內(nèi)阻可忽略)H開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材，應(yīng)選擇的器材為電流表_；電壓表_；滑動(dòng)變阻器_(只需填寫器材前面的字母即可)(2)請?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材，在虛線框內(nèi)畫出該小組設(shè)計(jì)的電路圖 (3)該小組測出熱敏電阻R1的U­I圖線如圖甲中曲線所示請分析說明該熱敏電阻是_(選填“PTC”或“NTC”)(4)該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R2的UI圖線如圖甲中曲線所示然后又將熱敏電阻R1、R2分別與某電池連成如圖乙所示電路，測得通過R1和R2的電流分別為0.30 A和0.60 A, 則該電池組的電動(dòng)勢為_V，內(nèi)阻為_.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)解析 (1)由于實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，變阻器應(yīng)選擇阻值較小的E以方便調(diào)節(jié)；根據(jù)電源電動(dòng)勢為15 V可知電壓表應(yīng)選D；常溫下當(dāng)I0.6 A時(shí)UIR6 V<15 V，由此可見，為了得到多組數(shù)據(jù)，電流表應(yīng)選B(2)由于熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，又變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示(3)根據(jù)URI，可知圖象上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率等于待測電阻的阻值大小，從圖線可知線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率逐漸增大，所以電阻隨電壓(溫度)的增大而增大，即該電阻是正溫度系數(shù)電阻器，所以該熱敏電阻是PTC(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律，接R1時(shí)有EU1I1r，接R2時(shí)有EU2I2r，再根據(jù)U­I圖象可讀出I10.3 A時(shí)對應(yīng)的電壓U18.0 V，當(dāng)I20.6 A時(shí)對應(yīng)的電壓U26.0 V，聯(lián)立以上兩式解得E10.0 V，r6.67 .答案 (1)BDE(2)見解析圖(3)PTC(4)10.0(9.6010.4均可)6.67(6.008.00均可)3某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測汽車電熱器的電功率，此電熱器額定電壓為12 V實(shí)驗(yàn)室備有下列器材A輸出電壓為16 V的學(xué)生電源B量程為03 A的電流表，內(nèi)阻約0.1 C量程為00.6 A的電流表，內(nèi)阻約0.5 D量程為03 V的電壓表，內(nèi)阻約3 kE量程為015 V的電壓表，內(nèi)阻約15 kF010 ，額定電流為0.5 A的滑動(dòng)變阻器G010 ，額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器H導(dǎo)線，開關(guān)該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)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：_(選填“是”或“不是”)(2)合理選擇實(shí)驗(yàn)器材：電流表選_，電壓表選_，滑動(dòng)變阻器選_(填器材前的字母)(3)請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出電路圖(4)電熱器的額定功率為_(保留兩位有效數(shù)字)解析 (1)由該同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)可知，電熱器的阻值不是恒定不變的(2)因?qū)嶒?yàn)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(dòng)變阻器的限流接法，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，電熱器上的電壓仍然會(huì)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(shí)，滑動(dòng)變阻器的一部分處在干路，故滑動(dòng)變阻器能承受的最大電流必須大于0.5 A，故選滑動(dòng)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)PUI12.0×0.5 W6.0 W.答案 (1)不是(2)CEG(3)見解析圖(4)6.0 W4實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)變阻器R1(阻值變化范圍020 )、滑動(dòng)變阻器R2(阻值變化范圍01 000 )、電動(dòng)勢適當(dāng)?shù)碾娫?、小燈?4 V,2 W)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)要完整地描繪小燈泡的UI曲線，請?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)出所用滑動(dòng)變阻器的符號(2)實(shí)驗(yàn)中描繪出的小燈泡UI曲線如圖甲所示，由圖可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而_(選填“增大”“減小”或“不變”)(3)如果用上述器材測量所給電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，圖中R0是阻值為9 的保護(hù)電阻，實(shí)驗(yàn)中測得多組數(shù)據(jù)并記錄在下表中，試在圖甲中畫出等效電源的UI圖象，由圖象可求出電源自身內(nèi)阻約為_.序號123456U/V4.003.402.802.001.500.80I/A0.200.250.330.400.460.52(4)若將上述小燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路，如圖丙所示，此時(shí)小燈泡消耗的電功率約為_W.解析 (1)描繪燈泡的伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變壓器要采用分壓式接法，由于燈泡的阻值較小，電流傳感器應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示(2)由題圖甲所示的燈泡的U­I圖象可知，隨電壓和電流的增大，燈泡的實(shí)際功率增大，燈絲溫度升高，電壓與電流的比值增大，由此可知，燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出電源的U­I圖象如圖中直線所示，由圖示圖象可知，電源內(nèi)阻rR0 9 1 .(4)由上圖可知，燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路時(shí)，燈泡兩端電壓約為2.1 V，電流約為0.39 A，燈泡的電功率為PUI2.1×0.39 W0.82 W.答案 (1)見解析圖(2)增大(3)見解析圖1(4)0.82