（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 第13講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新練習(xí)-人教版高三全冊(cè)物理試題

第13講電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新1.在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測電阻Rx約為200 ,電壓表的內(nèi)阻約為2 k,電流表的內(nèi)阻約為10 ,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=UI計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值,且測量值Rx1(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值,測量值Rx2(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。 答案Rx1大于小于解析RxRA=20,RVRx=10,因此Rx屬于大電阻,用電流表內(nèi)接法時(shí)測量值更接近真實(shí)值,即Rx1更接近真實(shí)值;因Rx1=UI=Rx+RA,故Rx1>Rx,Rx2=UI=R并(即Rx與RV的并聯(lián)值),故Rx2<Rx。2.(2019遼寧大連模擬)用如圖甲所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。(1)請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測量:旋動(dòng)部件,使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線。 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”位置。將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動(dòng)部件,使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線。 (2)將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測量一電學(xué)元件P的電阻,P的兩端分別為a、b,指針指示位置如圖乙所示。則通過P的電流方向是(選填“ab”或“ba”),為使測量比較精確,應(yīng)將選擇開關(guān)旋到的倍率擋位上,并需要重新調(diào)零,再進(jìn)行測量。 答案(1)ST(2)ba×10解析(1)首先要對(duì)表盤機(jī)械校零,所以旋動(dòng)部件是S。歐姆表選擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零,將“+”“-”插孔的表筆短接,旋動(dòng)部件T,讓表盤指針指在最右端零刻度處。(2)表盤上的負(fù)極接歐姆表內(nèi)部電源的正極,所以通過P的電流方向是b到a;題圖乙中指針偏轉(zhuǎn)角度太大,為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,必須使指針指在中間刻度附近,所以要將倍率調(diào)小。3.(2019陜西寶雞一模)在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,為了安全、準(zhǔn)確、方便地測出電阻絲的電阻Rx,設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)電路圖來完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)器材如下:A.待測金屬絲(Rx約5 )B.電壓表V(量程為01 V,內(nèi)阻RV=1 k)C.電流表A(量程為00.6 A,內(nèi)阻RA=1 )D.定值電阻R1(阻值R1=0.5 k)E.定值電阻R2(阻值R2=2 k)F.滑動(dòng)變阻器R3(010 )G.滑動(dòng)變阻器R4(01 000 )H.電源(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻很小)I.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(選填器材前面字母); (2)用圖中電路測量該金屬絲的電阻,若某次測量中,電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I,該金屬絲電阻的表達(dá)式為Rx=(用測出或已知的物理量的符號(hào)表示)。 答案(1)EF(2)3UI-RA解析(1)電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V,而電壓表V的量程為01 V,內(nèi)阻RV=1 k,必須通過串聯(lián)電阻來擴(kuò)大量程,因此定值電阻應(yīng)選用R2(阻值R2=2 k),從而達(dá)到03 V量程,待測金屬絲阻值Rx約5 ,且滑動(dòng)變阻器是限流式接法,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R3(010 )。(2)電壓表的讀數(shù)為U,那么金屬絲與電流表兩端的總電壓為3U,由于電流表的讀數(shù)為I,則金屬絲電阻Rx=3UI-RA。4.(2019湖南重點(diǎn)中學(xué)模擬)用下列器材組裝成一個(gè)電路,要求既能測量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線。A.電壓表V1(量程06 V,內(nèi)阻很大)B.電壓表V2(量程03 V,內(nèi)阻很大)C.電流表A(量程03 A,內(nèi)阻很小)D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10 ,額定電流4 A)E.小燈泡L(2 A,5 W)F.電池組(電動(dòng)勢(shì)E,內(nèi)阻r)G.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,多次測量后發(fā)現(xiàn):若電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減小。(1)請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在如圖所示的虛線框中補(bǔ)充完整。(2)每一次操作后,同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(I1,U1)、(I2,U2),標(biāo)到U-I坐標(biāo)系中,經(jīng)過多次測量,最后描繪出兩條圖線,如圖所示,則電池組的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)在U-I坐標(biāo)系中兩條圖線在P點(diǎn)相交,此時(shí)滑動(dòng)變阻連入電路的阻值應(yīng)為。 答案(1)見解析(2)4.51.0(3)0解析(1)伏安法測電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,電壓表測路端電壓,電壓表示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的增大而增大;描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,電流表測流過燈泡的電流,燈泡兩端電壓隨滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的增大而減小;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減小。由于小燈泡額定電壓U額=P額I額=2.5 V,與電壓表V2量程比較接近,故V2測燈泡兩端電壓,V1測路端電壓,電路圖如圖所示。(2)電源的U-I圖線是一條傾斜直線,由題圖線可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5 V,電源內(nèi)阻r=UI=4.5-2.52.0-0 =1.0 。(3)由題圖所示圖像可知,兩圖線的交點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2.0 A,2.5 V),即燈泡電壓UL=2.5 V,此時(shí)電路電流I=2.0 A,電動(dòng)勢(shì)E=Ir+UL+IR滑,解得R滑=0。5.(2019廣東肇慶模擬)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲的電路,其中RT為熱敏電阻,電壓表量程為03 V,內(nèi)阻RV約為10 k,電流表量程為00.5 A,內(nèi)阻RA約為幾歐,R為電阻箱。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)甲乙(1)該實(shí)驗(yàn)小組首先利用該電路進(jìn)行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄不同情況下電壓表的示數(shù)U1、電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R,在I-U坐標(biāo)系中,將各組U1、I的數(shù)值標(biāo)記在相應(yīng)位置,描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線,如圖乙中曲線所示。為了完成該實(shí)驗(yàn),應(yīng)將導(dǎo)線c端接在(選填“a”或“b”)點(diǎn)。 (2)利用(1)中記錄的數(shù)據(jù),通過分析計(jì)算可得外電路的電壓U2的計(jì)算式為。(用U1、I、R和RA表示) (3)實(shí)驗(yàn)小組利用(2)中的公式,計(jì)算出各組的U2,將U2和I的數(shù)據(jù)也描繪在I-U坐標(biāo)系中,如圖乙中直線所示。根據(jù)圖像分析可知:電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)電阻r= 。 (4)實(shí)驗(yàn)中查詢得到RA=4.0 ,當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)到6 時(shí),熱敏電阻消耗的電功率P=W。 答案(1)a(2)U2=U1+I(R+RA)(3)6.05.0(4)0.60(0.580.62均可)解析(1)利用伏安法測電阻,由題圖可知熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,所以采用電流表外接法;故導(dǎo)線c應(yīng)接在a點(diǎn)。(2)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知,外電壓U2=U1+I(R+RA)。(3)由U2=E-Ir,故電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0 V,內(nèi)電阻r=6.0-4.00.4 =5.0 。(4)等效電源內(nèi)阻r0=(5.0+4.0+6.0) =15 ;在I-U圖像中作等效電源的外電路伏安特性曲線U=6-15I,如圖所示;與熱敏電阻的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2.5 V,0.24 A),所以熱敏電阻的電功率為0.60 W。6.(2019湖北武漢模擬)用圖甲所示裝置測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和某導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)的電阻率。水平管道長為l、寬度為d、高為h,置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。管道上下兩面是絕緣板,前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板,兩導(dǎo)體板與開關(guān)S、電阻箱R、靈敏電流計(jì)G(內(nèi)阻為Rg)連接。管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體,液體以恒定速度v自左向右通過。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記下相應(yīng)的電流表讀數(shù)。甲(1)圖乙所示電阻箱接入電路的電阻值為 。 乙(2)與N板相連接的是電流計(jì)G的極(選填“正”或“負(fù)”)。 (3)圖丙所示的電流計(jì)讀數(shù)為 A。 丙(4)將實(shí)驗(yàn)中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)的電流計(jì)讀數(shù)I繪制出1I-R圖像為圖丁所示的傾斜直線,其延長線與兩軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-a,0)和(0,b),則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,導(dǎo)電液體的電阻率為。 丁答案(1)290.1(2)負(fù)(3)25.0(4)abdv(a-Rg)lhd解析(1)電阻箱的示數(shù)R=2×100 +9×10 +1×0.1 =290.1 。(2)根據(jù)左手定則可知,帶正電的離子向前表面偏轉(zhuǎn),帶負(fù)電的離子向后表面偏轉(zhuǎn),故N板帶負(fù)電,則與N板相連接的是電流計(jì)G的負(fù)極。(3)題圖丙所示的電流計(jì)讀數(shù)為25.0 A。(4)液體以恒定速度v自左向右通過管道,則所受的電場力與洛倫茲力平衡,即Bqv=qE,又E=Ud,解得U=Bdv,則回路中產(chǎn)生的電流為I=UR總=BdvR+Rg+r,變形得1I=1Bdv·R+1Bdv·(Rg+r),由題知斜率k=ba=1Bdv,解得B=abdv,縱截距b=1Bdv·(Rg+r),解得r=a-Rg,根據(jù)電阻定律得r=l'S,其中l(wèi)'=d,S=lh,聯(lián)立解得=(a-Rg)lhd。