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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練23 電學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)1(xx滁州模擬)有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖7312甲所示，某同學(xué)猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：甲圖7312(1)測量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖7312乙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)，該合金棒的電阻約為幾歐姆圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是_(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)學(xué)表示)乙圖7312(2)改正電路后，通過實(shí)驗(yàn)測得合金棒的電阻R5.72 .根據(jù)電阻定律計算電阻率為、長為L、直徑分別為d和D的圓臺狀合金棒的電阻分別為Rd13.3 、RD3.38 .他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內(nèi)，電阻R滿足R2Rd
2、RD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R_.【解析】(1)合金棒的電阻為幾歐，所以，應(yīng)外接，故連接不當(dāng)(2)RdRDR【答案】(1)(2)2欲測量一個電流表的內(nèi)阻，根據(jù)以下要求來選擇器材并設(shè)計電路：a無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，電流表都不會超量程；b有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)現(xiàn)備有如下器材：A待測電流表A1(量程3 mA，內(nèi)阻約為50 )B電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻未知)C電流表A2(量程15 mA，內(nèi)阻為10 )D保護(hù)電阻R120 E直流電源E(電動勢2 V，內(nèi)阻忽略不計)F滑動變阻器(總阻值10 ，額定電流0.5 A)G開關(guān)一個，導(dǎo)線若干(1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，還應(yīng)
3、選擇_、_(填字母代號)(2)請畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖【解析】根據(jù)題中給出的備用器材，選擇內(nèi)阻已知的電流表A2作為電壓表，選擇保護(hù)電阻R與并聯(lián)的兩個電流表串聯(lián)由于電流表兩端電壓最大只有0.15 V，滑動變阻器最大電阻只有10 ，所以選擇分壓電路，電路圖如圖所示【答案】(1)CD(2)見解析3如圖7313甲所示的電路中，A、V均為理想電表，R0為阻值未知的定值電阻改變滑動變阻器R的阻值，將得到的A、V示數(shù)繪制成UI圖線如圖7313乙圖象中U軸的初始坐標(biāo)為U0，I軸的初始坐標(biāo)為零；圖線與U軸的交點(diǎn)為U1，與I軸的交點(diǎn)為I1.實(shí)驗(yàn)中電流表的最大示數(shù)為Im.回答下列問題：甲乙圖7313(1)電源的電
4、動勢E_，內(nèi)阻r_.(2)當(dāng)滑動變阻器的阻值R_，定值電阻R0消耗的功率最大，最大值為_(3)定值電阻的阻值為R0_.【解析】結(jié)合電路圖和閉合電路歐姆定律，UEIr，在UI圖象中，圖線與U軸的交點(diǎn)即為電動勢；圖線斜率的絕對值即為電源內(nèi)阻的大小定值電阻R0消耗的功率PI2R0，當(dāng)R0時，I最大，P最大為ImU1I.根據(jù)閉合電路歐姆定律EIm(rR0)，整理得R0.【答案】(1)U1(2)0ImU1I(3)4當(dāng)小燈泡發(fā)光時其燈絲的電阻會隨著發(fā)光亮度的變化而變化某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，按照自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路圖測量小燈泡的電流I和電壓U，得到如下表所示的數(shù)據(jù).I(A)0.120.220.290.340.
5、380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器(010 )、電源、小燈泡、開關(guān)和導(dǎo)線若干(2)在圖7314所示坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U曲線，并定性分析燈絲的電阻與燈泡發(fā)光亮度的變化關(guān)系：_(3)如果將上面實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接在電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為2.0 的電源兩端，利用上面的U曲線可求出小燈泡的實(shí)際功率是_W，電源效率為_(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)圖7314【解析】電壓取值范圍大，應(yīng)采用分壓式接法，燈絲電阻較小，采
6、用電流表外接法由圖象得燈絲電阻隨發(fā)光亮度的增加而增大在U圖象中作電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為2.0 的伏安特性圖線，兩圖線交點(diǎn)為(0.35 A,0.8 V)，故PUI0.80.35 W0.28 W，100%53%.【答案】(1)如圖甲所示(2)如圖乙所示燈絲電阻隨發(fā)光亮度的增加而增大(3)0.2853%甲乙5某物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測量一待測電阻的阻值可選用的器材的代號和規(guī)格如下：甲圖7315電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻r15 )電流表A2(量程300 mA，內(nèi)阻r2約為5 )待測電阻Rx(阻值約為100 )滑動變阻器R(最大阻值10 )蓄電池E(電動勢為6 V，內(nèi)阻r約為1 )
7、單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材所設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖7315甲所示，但兩只電流表的代號沒有明確請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)器材按電路原理圖連成實(shí)驗(yàn)電路，并在電流表下方的虛線框內(nèi)標(biāo)明兩只電流表的代號乙圖7315(2)他們需要直接測量的物理量是_，用所測物理量表示待測電阻的計算式為Rx_.【解析】 (1)題中沒給電壓表，而是給了兩只電流表，可將已知阻值的電流表A1作為電壓表使用，因此與Rx并聯(lián)的電流表為A1，右側(cè)的電流表為A2，實(shí)驗(yàn)器材連線如圖所示(2)實(shí)驗(yàn)中讀出電流表A1的示數(shù)I1、電流表A2的示數(shù)I2，則電阻Rx兩端的電壓為UI1r1，電流為II2I1，所以Rx.
8、【答案】(1)見解析圖(2)電流表A1的示數(shù)I1、電流表A2的示數(shù)I26某實(shí)驗(yàn)小組要測量一個用電器L的額定功率(額定電壓為10 V、額定功率在12 W15 W之間)，測量電路的部分導(dǎo)線已經(jīng)接好(如圖7316所示)，實(shí)驗(yàn)室有下列器材可供選用：圖7316直流電源：E1(電動勢為3 V，內(nèi)阻很小) E2(電動勢為15 V，內(nèi)阻很小)直流電流表：A1(量程00.6 A，內(nèi)阻約為0.5 ) A2(量程03 A，內(nèi)阻約為0.1 )直流電壓表：V(量程為3 V、內(nèi)阻為3 k)滑動變阻器：R1(阻值范圍020 ) R2(阻值范圍0200 )定值電阻：R33 k、R49 k、R525 k開關(guān)一個，導(dǎo)線若干為使測
9、量盡可能準(zhǔn)確、方便，請回答：(1)電源應(yīng)該選擇_(填“E1”或“E2”)；(2)電流表應(yīng)該選擇_(填“A1”或“A2”)；(3)滑動變阻器應(yīng)該選擇_(填“R1”或“R2”)；(4)由于電壓表的量程不夠，要利用一個定值電阻進(jìn)行改裝請選擇合適的定值電阻，在圖7316中用筆畫線代替導(dǎo)線連接好測量電路的剩余部分【解析】由于額定電壓為10 V，所以直流電源選擇電動勢為15 V的E2.其額定電流為1.2 A1.5 A，所以直流電流表選擇A2.根據(jù)已有的電路結(jié)合使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為精確的要求，采用限流電路，所以利用滑動變阻器R1作為限流電阻若要將電壓表改裝為量程更大的電壓表，需要與其串聯(lián)一個定值電阻，根據(jù)串聯(lián)電路
10、特點(diǎn)知，若串聯(lián)R3，則量程為6 V，若串聯(lián)R4，則量程為12 V，若串聯(lián)R5，則量程為28 V，因此串聯(lián)R4比較合適【答案】(1)E2(2)A2(3)R1(4)如圖所示7(xx江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)盟第二次聯(lián)考)某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻他根據(jù)老師提供的以下器材畫出了如圖7317所示的原理圖圖7317A電壓表V(15 V,10 k)B電流表G(量程3.0 mA，內(nèi)阻Rg為10 )C電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 )D滑動變阻器R1(020 ，10 A)E滑動變阻器R2(0100 ，1 A)F定值電阻R3990 G開關(guān)S和導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)沒有選用電壓表是因?yàn)開；(2)該同學(xué)將電流
11、表G與定值電阻R3串聯(lián)，實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝則他改裝的電壓表對應(yīng)的量程是_V；(3)為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，同時為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動變阻器是_(填寫器材前的字母編號)；(4)該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測得以下數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪出了如圖7318所示的圖線，根據(jù)圖線可求出干電池的電動勢E_V(保留3位有效數(shù)字)干電池的內(nèi)阻r_(保留2位有效數(shù)字)圖7318序號123456電流表G(I1/mA)1.371.351.261.241.181.11【解析】(1)測量一節(jié)干電池的電動勢大約在1.5 V左右，而電壓表的量程卻達(dá)到0到15 V，讀數(shù)不到刻度盤十分之一，無法準(zhǔn)確讀數(shù)(2)電流表G與
12、定值電阻R3串聯(lián)，串聯(lián)后的最大電壓UmIm(R3Rg)3 V，所以改裝的電壓表量程是03 V.(3)由于電源電壓只有1.5 V左右，若選用滑動變阻器R2(0100 ，1 A)，電流最小只會有0.015 A遠(yuǎn)小于電流表量程，讀數(shù)不準(zhǔn)確，所以選擇較小的滑動變阻器R1(020 ，10 A)(4)改裝后電壓表示數(shù)UI1(R3Rg)，根據(jù)路端電壓和電流的關(guān)系有1 000I1EI2r，圖象縱軸截距即為電動勢，所以電動勢E1.47 V，斜率即內(nèi)阻r0.82 .【答案】(1)量程太大(2)03 V(3)D(4)1.470.828某同學(xué)用如圖7319甲所示的電路測量歐姆表的內(nèi)阻和電源電動勢(把歐姆表看成一個電源
13、)，實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格如下：電流表A1：200A,300 電流表A2：30 mA,5 定值電阻R0：9700 滑動變阻器R：050 甲圖7319閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動觸頭至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2.多次改變滑動觸頭的位置，得到的數(shù)據(jù)為I1(A)120125130135140145I2/(mA)20.016.713.210.06.73.3乙圖7319在圖7319乙所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)，畫出所對應(yīng)的I1I2曲線；利用所得曲線求得歐姆表內(nèi)電源的電動勢E_V，歐姆表內(nèi)阻r_；將該歐姆表兩個表筆短接，歐姆表的電流為I_A.【解析】把R1和A1整體等效為一個電壓表，測量路端電壓根據(jù)閉合電路歐姆定律，I1(R1R0)E(I1I2)r，即I1I2，結(jié)合圖象可以求得E1.50 Vr15.0 .短路電流為0.1 A.【答案】如圖；1.50(1.481.51)；15.0(14.0160)；0.1(0.090.11)
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練23 電學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)
