2020屆高三物理二輪復習 專題限時練12 第1部分 專題12 電學實驗（通用）

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1、專題限時練(十二)　電學實驗 (時間：40分鐘，滿分：80分) 1.(12分)(2020·福建高考)某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖12-4甲所示，現(xiàn)已完成部分導線的連接． 圖12-4 ①實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接； ②某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為________A； ③該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路

2、，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為________W(保留兩位小數(shù))． 2．(12分)(2020·廣東高考)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1 Ω)、定值電阻等． 圖12-5 ①使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖12-5(a)所示，讀數(shù)為________Ω，據(jù)此應選擇圖中的________(填“b”或“c”)電路進行實驗． ②連接所選電路，閉合S，滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸________(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應的電壓；將元件X換成元件

3、Y，重復實驗． 　　　(a)　　　　　　　　　　　　(b) 圖12-6 ③圖12-6(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件． ④該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21 Ω的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖12-6(b)所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V．利用圖12-6(a)可算得E＝________V，r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)． 3．(12分)(2020·全國卷Ⅱ)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電

4、流的兩倍．某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下： 待測電壓表V　(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)兩個，導線若干． (1)虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整． 圖12-7 (2)根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟：_________________________________． (3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R′V，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，R′V________R

5、V(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是_______________________． 4．(14分)(2020·山東高考)如圖12-8甲所示的電路中，恒流源可為電路提供恒定電流I0，R為定值電阻，電流表、電壓表均可視為理想電表．某同學利用該電路研究滑動變阻器RL消耗的電功率．改變RL的阻值，記錄多組電流、電壓的數(shù)值，得到如圖乙所示的U-I關(guān)系圖線． 甲 乙 圖12-8 回答下列問題： (1)滑動觸頭向下移動時，電壓表示數(shù)______________(填“增大”或“減小”)． (2)I0＝ ______________A. (3)RL消耗的最大功率為________

6、______W．(保留一位有效數(shù)字) 5．(14分)(2020·四川高考)用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實驗器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V (量程0～6 V)； 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關(guān)S一個，導線若干條． 某同學的實驗過程如下： Ⅰ.設計如圖12-9甲所示的電路圖，正確連接電路． Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I

7、為橫軸，得到如圖4所示的圖線． Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變．重復Ⅱ的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(I0，0)，與縱軸U的交點坐標為(0，U0)． 　 甲　　　　　　　　　　乙 圖12-9 回答下列問題： ①電流表應選用________，滑動變阻器應選用________．②由圖乙的圖線得電源內(nèi)阻r＝________Ω. ③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________， 代入數(shù)值可得Rx. ④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況

8、相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________．(選填“相同”或“不同”) 6．(16分)(2020·浙江高考)圖12-10甲是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖． 圖12-10 (1)根據(jù)圖甲畫出實驗電路圖； (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V．所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④________．兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________． 【詳解答案】 1．

9、解析：①電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖1所示． 圖1 ②電流表示數(shù)為0.44 A. ③當外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖象可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖2所示，圖線的交點縱、橫坐標分別為 U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W

10、， P總＝nP＝0.57×4 W＝2.28 W. 圖2 答案：①見解析?、?.44?、?　2.28 2．解析：①用多用電表的歐姆擋測電阻時，電阻值＝示數(shù)×倍率，故X的讀數(shù)為10 Ω×1＝10 Ω，由于<，或RX?RV，故用伏安法測元件X的電阻時，電流表應外接，故選b電路進行實驗．②滑片P從左向右滑動過程中，元件X兩端的電壓越來越大，電流越來越大，故電流表示數(shù)逐漸增大．③由U-I圖線可知Y是非線性元件．④由③中的U-I圖線，可知線性元件的電阻RX＝10 Ω，當S1、S2都閉合時，回路中的電流I1＝＝0.3 A，當S1閉合，S2斷開時，回路中的電流I2＝＝0.1 A，根據(jù)閉合電路歐姆定

11、律，得E＝I1(RX＋r)，E＝I2(RX＋R＋r)，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得E≈3.2 V，r＝0.50 Ω. 答案：①10　b?、谠龃蟆、踄?、?.2　0.50 3．解析：(1)因滑動變阻器阻值較小，所以選擇滑動變阻器的分壓接法． 實驗電路圖如圖所示． (2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最?。婚]合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻． (3)斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；

12、此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法同樣給分)． 答案：見解析 4．解析：(1)滑動觸頭向下移動，RL變小，RL與R并聯(lián)后的總電阻R總變小，由于電路連接恒流源，根據(jù)U＝IR總可得電壓表示數(shù)減?。? (2)若滑動觸頭滑至最下端，RL＝0，定值電阻R被短路，電流表示數(shù)即為干路電流，由U-I圖象，當U＝0時，I0＝I＝1.0 A. (3)由U-I圖象得解析式U＝－20I＋20，根據(jù)P＝UI得：P＝－20I2＋20I，則當I＝0.5 A時，P有最大值，Pmax＝5 W. 答案：(1)減小　(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正確)　(3)5 5．解析

13、：①由題U-I圖線可知電流表量程應為0～100 mA，故選A2.路端電壓大于5.5 V，而電源電動勢E＝6 V，故R外?r，則滑動變阻器選R2.②由題圖得：r＝＝25 Ω.③Rx＋r＝，Rx＝－r.④電流I＝，r＋Rx一定，R從300 Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同．Rx接AB間時，U＝(R＋Rx)，Rx接BC間時，U′＝R，故兩種情況下電壓變化不同． 答案：①A2　R2　②25?、郏璻?、芟嗤〔煌? 6．解析：(1)實驗電路圖如圖所示． (2)電流表量程為0.6 A，每一小格代表0.02 A，讀數(shù)時估讀到精度的本位即可；電壓表量程為3 V，每一小格代表0.1 V，讀數(shù)時估讀到精度的下一位．讀數(shù)分別為：①0.10 A、②0.24 A、③2.00 V、④0.27 V．應用R＝求電阻時，電流為0.10 A時對應的電壓為0.27 V；電流為0.24 A時對應的電壓為2.00 V，求得的兩組數(shù)據(jù)對應的電阻分別為2.7 Ω和8.3 Ω. 答案：(1)見解析圖 (2)①0.10 A?、?.24 A?、?.00 V?、?.27 V 2．7(±0.1)Ω　8.3(±0.1)Ω[如填為2.7(±0.1)Ω、8.3(±0.1)Ω也行]