2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 高考題型研究 課時作業(yè)五 電學(xué)實驗創(chuàng)新命題點（含解析）

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1、課時作業(yè)五　電學(xué)實驗創(chuàng)新命題點 1．(2019年高三宜昌調(diào)研)某實驗小組利用如圖1甲所示電路，可測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1”擋內(nèi)部電路的總電阻．使用的器材有：多用電表、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線若干． 圖1 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1”擋，再將紅表筆和黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零．隨后按如圖甲所示把多用電表、電流表、滑動變阻器連接起來，如果圖甲中接線正確，那么與多用電表的a接線柱相接的是_______(選填“黑”或“紅”)表筆． (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從圖甲位置向右滑動過程中，電流表的讀數(shù)_______．(選填“增大”“減小”或“不變”)

2、(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中，某次歐姆表指針位置如圖1乙所示，讀數(shù)為_______Ω，對應(yīng)電流表的指針位置如圖1丙所示，讀數(shù)為_______ A．經(jīng)過多次測量，得到多組電流表讀數(shù)的倒數(shù)，和與之對應(yīng)的歐姆表讀數(shù)R，畫出如圖1丁所示的圖象，由此可得多用電表內(nèi)電池的電動勢為__________ V，選擇“×1”擋時內(nèi)阻為__________ kΩ.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：(1)與多用電表的a接線柱相接的是電流表的正接線柱，因多用電表黑表筆內(nèi)部接電源的正極，則與多用電表的a接線柱相接的是黑表筆． (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從題圖甲位置向右滑動過程中，則滑動變阻器接入電路的電阻變小，則

3、電流表的讀數(shù)增大． (3)歐姆表讀數(shù)為32.0×1 Ω＝32.0 Ω，對應(yīng)電流表的讀數(shù)為0.200 A．由閉合電路的歐姆定律：E＝I(R＋r)， 即：＝R＋， 由題圖丁可知：＝，＝1.6， 解得E＝9.60 V，r＝15.4 Ω. 答案：(1)黑　(2)增大　(3)32.0　0.200　9.60　15.4 2．(2019年哈爾濱模擬)為測量某電壓表V1的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計的電路如圖2甲所示．可供選擇的器材如下： A．待測電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) B．電壓表V2(量程0～9 V，內(nèi)阻約10 kΩ) C．定值電阻R1(阻值為600 Ω) D．定值電阻R2

4、(阻值為6 kΩ) E．滑動變阻器R(0～20 Ω) F．直流電源(E＝10 V，內(nèi)阻可不計) G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干 圖2 (1)定值電阻應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)． (2)在圖2乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接． (3)實驗測量得到的數(shù)據(jù)如下表： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U1/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 2.80 U2/V 0 1.5 2.7 4.3 5.7 7.8 8.1 請在圖丙中描點作出U2－U1圖線，可得待測電壓表V1的內(nèi)阻為________

5、 kΩ(保留兩位有效數(shù)字)． 解析：(1)因電壓表V1的內(nèi)阻較大，若與R1串聯(lián)，R1的分壓很小，測量誤差較大，故可將電壓表V1與R2串聯(lián)． (2)實物圖如圖3甲所示． 圖3 (3)根據(jù)描點法作出U2－U1圖象如圖3乙所示，由＝，解得RV＝R2＝R2，由圖象求得＝2.89，代入解得RV＝3.2 kΩ. 答案：(1)R2　(2)見圖3甲　(3)見圖3乙　3.2 3．(2016年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60 ℃時，系統(tǒng)報警．提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999

6、.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干． 圖4 在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)．已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時阻值為650.0 Ω. (1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線． (2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)． (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)： ①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為____

7、____Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________. ②將開關(guān)向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至______________________________________________. (4)保持滑動變阻器

8、滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用． 解析：(1)電路圖連接如圖5. 圖5 (2)報警器開始報警時，對整個回路有 U＝Ic(R滑＋R熱) 代入數(shù)據(jù)可得R滑＝1 150.0 Ω， 因此滑動變阻器應(yīng)選擇R2. (3)①在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0 Ω.滑動變阻器在電路中為限流接法，滑片應(yīng)置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關(guān)，則電路中的電流I＝ A≈27.7 mA，超過報警器最大電流20 mA，報警器可能損壞．②開關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警為止．

9、 答案：(1)連線見解析圖　(2)R2 (3)①650.0　b　接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞?、赾　報警器開始報警 4．一只小燈泡標(biāo)有“3.6 V，0.3 A”，某同學(xué)想研究它的燈絲電阻與溫度的關(guān)系. 圖6 (1)該同學(xué)先用多用電表的電阻擋“×1”倍率調(diào)零后，初測燈泡冷態(tài)時的電阻，如圖6所示，則冷態(tài)電阻為________． (2)實驗室提供導(dǎo)線和開關(guān)及下列器材： A．電源E(電動勢為6.0 V) B．電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ) C．電壓表V2(量程為0～5 V，內(nèi)阻約為4 kΩ) D．電流表A1(量程為0～0.6

10、A，內(nèi)阻約為0.2 Ω) E．電流表A2(量程為0～100 mA，內(nèi)阻約為2 Ω) F．滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω，額定電流2 A) G．滑動變阻器R2(最大阻值為100 Ω，額定電流1 A) 為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，請你選擇合適的電壓表、電流表和滑動變阻器________(填所選儀器前的字母序號)，并在虛線框內(nèi)畫出電路圖． Ｋ (3)根據(jù)正確設(shè)計的實驗電路圖，測得電壓、電流，如下表： 電壓/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 電流/A 0 0.051 0.105 0.165

11、0.205 0.235 0.260 0.280 0.300 實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而________(選填“增大”“減小”或“不變”)．若將此小燈泡與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源及阻值為9 Ω的電阻串聯(lián)，則燈泡的功率約為________W(保留兩位小數(shù))． 解析：(1)冷態(tài)電阻從多用電表讀數(shù)為：7×1 Ω＝7 Ω. (2)小燈泡額定電壓為3.6 V，故電壓表選擇量程為5 V的C；額定電流為0.3 A，則電流表選擇0.6 A量程的D； 為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻即可，故選擇F；被測電阻阻值較小，故采用電流表外接，電

12、路圖如圖7所示． 圖7 (3)實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而增大． 把定值電阻等效為電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝U＋I(xiàn)(r＋R0)，U＝3－10I，作出電源的I－U圖象，電源圖象與燈泡伏安特性曲線的交點坐標(biāo)值是燈泡的實際電壓與實際電流，由圖象可知，燈泡兩端電壓為1.2 V，電流為0.18 A，燈泡實際功率為P＝UI＝1.2 V×0.18 A≈0.22 W. 答案：(1)7 Ω(或7.0 Ω)　(2)C、D、F　見解析圖 (3)增大　0.22 5．(2019年長沙聯(lián)考)某同學(xué)要測量如圖8甲所示金屬圓環(huán)材料的電阻率，已知圓環(huán)的半徑為r. 圖8 (1)他

13、先用螺旋測微器測量圓環(huán)材料圓形橫截面的直徑d，如圖8乙所示，則d＝________ mm. (2)他再用如圖8丙所示的電路測量該圓環(huán)的電阻，圖中圓環(huán)接入電路的兩點恰好位于一條直徑上，電壓表的量程為5 V．開關(guān)S閉合后，電壓表右端接到a點時電壓表示數(shù)為4.5 V、電流表示數(shù)為1.8 mA，接到b點時電壓表示數(shù)為4.6 V、電流表示數(shù)為1.6 mA.為了減小電阻的測量誤差，他應(yīng)該把電壓表的右端接在________(選填“a”或“b”)點進(jìn)行實驗；則圓環(huán)接入電路的兩點間的電阻值為__________Ω，此值__________(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)． (3)實驗中發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他又

14、找到另外一個量程為2 V、內(nèi)阻為R1的電壓表V1替代電流表完成了實驗．實驗中電壓表V和V1的示數(shù)分別為U和U1，改變滑片位置測得多組U、U1數(shù)據(jù)，他作出了U－U1圖象為一條直線，如圖8丁所示，測得該直線的斜率為k，則金屬圓環(huán)材料的電阻率的表達(dá)式為________．(用r、d、k、R1表示) 解析：(1)螺旋測微器的固定刻度為5.5 mm，可動刻度為16.5×0.01 mm＝0.165 mm，所以最終讀數(shù)為5.5 mm＋0.165 mm＝5.665 mm. (2)根據(jù)＝≈0.02，而＝≈0.11，可知，電壓表分流明顯，應(yīng)把電壓表的右端接在b點；根據(jù)歐姆定律，則有Rx＝ Ω＝2 875 Ω.

15、 測量值偏大，測得的是電流表的內(nèi)阻與待測電阻串聯(lián)后的總電阻． (3)通過金屬圓環(huán)材料的電流為I＝ 半圓金屬圓環(huán)電阻為R＝ρ，兩個半圓金屬圓環(huán)并聯(lián)電阻為R并＝＝ρ＝ρ① 根據(jù)串聯(lián)電路的特點，有＝ 化簡得U＝(1＋)U1 UU1直線的斜率為k，k＝1＋② 聯(lián)立①②得ρ＝. 答案：(1)5.665　(2)b　2 875　偏大 (3)ρ＝ 6．(2019年泰安二模)用圖9甲所示裝置測量磁場的磁感應(yīng)強度和某導(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

16、箱R、靈敏電流表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)． (1)圖9乙所示電阻箱接入電路的電阻值為________Ω. 圖9 (2)與N板相連接的是電流表G的________極(選填“正”或“負(fù)”)． (3)圖9丙所示的電流表讀數(shù)為________μA. (4)將實驗中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)的電流表讀數(shù)I繪制出－R圖象為圖9丁所示的傾斜直線，其延長線與兩軸的交點坐標(biāo)分別為(－a，0)和(0，b)，則磁場的磁感應(yīng)強度為________，導(dǎo)電液體的電阻率為________． 解析：

17、(1)電阻箱的示數(shù)：R＝2×100 Ω＋9×10 Ω＋1×0.1 Ω＝290.1 Ω. (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板相連接的是電流表G的負(fù)極． (3)題圖丙所示的電流表讀數(shù)為24.0 μA. (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＝，解得 U＝Bdv，則回路中產(chǎn)生的電流為I＝＝，變形得：＝·R＋·(Rg＋r)，由題知斜率k＝＝，解得 B＝，縱截距b＝·(Rg＋r)，解得 r＝a－Rg，根據(jù)電阻定律得：r＝ρ，其中l(wèi)′＝d，S＝lh，聯(lián)立解得ρ＝. 答案：(1)290.1　(2)負(fù)　(3)24.0　(4)　 - 10 -