（衡水萬卷）2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 周測(cè)卷二十 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）

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1、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn) 一 、實(shí)驗(yàn)題（本大題共5小題 ） 1. 某同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用小燈泡上標(biāo)有“3.8V 0.5A”的字樣，現(xiàn)有電壓表（0～4.5 V內(nèi)阻約為3kΩ）、電源、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材： A．電流表（0～0.6A內(nèi)阻約為1Ω） B．電流表（0～3A內(nèi)阻約為0.25Ω） C．滑動(dòng)變阻器（0～20） D．滑動(dòng)變阻器（0～500） （1）實(shí)驗(yàn)中如果即滿足測(cè)量要求，又要誤差較小，電流表應(yīng)選用 ；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（選填相應(yīng)器材前的字母） （2）下列給出了四個(gè)電路圖，請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇正確的實(shí)驗(yàn)電路圖 A ×

2、 A V R S B × A V R S D × A V R S C × A V R S （3）下圖是實(shí)驗(yàn)所用器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)你補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線。 I/A U/V 0 1 2 3 4 0.6 0.4 0.2 （4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了幾組數(shù)據(jù)，在下圖所示的電流—電壓（I—U）坐標(biāo)系中，通過描點(diǎn)連線得到了小燈泡的伏安特性曲線，根據(jù)此電流—電壓圖線可知，小燈泡的電阻隨電壓的增大而________（填“增大”、“不變”或“減小”），其原因是_

3、__________________，同時(shí)可以根據(jù)此圖像確定小燈泡在電壓為2 V時(shí)的電阻R = Ω （5）根據(jù)此電流—電壓圖線，若小燈泡的功率是P，通過小燈泡的電流是I，下列給出的四個(gè)圖中可能正確的是 。 I P A I P B I2 P C I2 P D 2. 某同學(xué)要測(cè)量一由新材料制成的粗細(xì)均勻的圓柱形導(dǎo)體的電阻率ρ。步驟如下： 0 25 20 15 乙 丙 5 6 7 0 5 10 甲 cm (1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長度如圖甲所示，由圖可知其長度為

4、 cm； (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為 mm； (3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱形導(dǎo)體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙所示，則該電阻的阻值約為 Ω。 (4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下： 待測(cè)圓柱形導(dǎo)體電阻R 電流表A1(量程0～4 mA，內(nèi)阻約50 Ω) 電流表A2(量程0～10 mA，內(nèi)阻約30 Ω) 電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約10 kΩ) 電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻約25 kΩ) 直流電源

5、E(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻不計(jì)) 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～15 Ω，額定電流2.0 A) 滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～2 kΩ，額定電流0.5 A) 開關(guān)S，導(dǎo)線若干 為減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出合理的測(cè)量電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。 3. 利用如圖(a)所示電路，可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有： 待測(cè)電源，電阻箱R(最大阻值999.9Ω)，電阻R0(阻值3.0Ω)，電阻R1(阻值3.0Ω)，電流表(量程為200mA，內(nèi)阻為RA=6.0Ω)，開關(guān)S． 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)電阻箱

6、，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R； ③以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作- R圖線(用直線擬合) ④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b 回答下列問題： (1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則1/I與R的關(guān)系式為 。 (2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：① ，② 。 R/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.07

7、7 I-1/A-1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 (3)在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k= ，截距b= A-1． (4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r = ． 4.（1）某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如題6圖1所示，該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50V擋檢測(cè)故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)。 ①斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用表指示如題6圖2所示，讀數(shù)為 V，說明 正常（選填

8、：蓄電池、保險(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈）。 ②紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和題6圖2相同，可判斷發(fā)生故障的器件是 。（選填：蓄電池、保險(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈） ≌ a b 蓄電池 保險(xiǎn)絲 開關(guān) 小燈 c 圖1 圖2 （2）為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如題6圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置。他們將不可伸長輕繩的兩端通過測(cè)力計(jì)（不計(jì)質(zhì)量及長度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為P和Q，P低于Q，繩長為L（L>PQ）。 D 圖3 Q C P 他們首先在繩上距離P點(diǎn)1

9、0cm處（標(biāo)記為C）系上質(zhì)量為m的重物（不滑動(dòng)），由測(cè)力計(jì)讀出繩PC、QC的拉力大小TP、TQ。隨后，改變重物懸掛點(diǎn)C的位置，每次將P到C的距離增加10cm，并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，最后得到TP、TQ與繩長的關(guān)系曲線如題6圖4所示。由實(shí)驗(yàn)可知： ①曲線Ⅱ中拉力最大時(shí)，C與P點(diǎn)的距離為 cm，該曲線為 （選填：TP或TQ）的曲線。 ②在重物從P移到Q的整個(gè)過程中，受到最大拉力的是 （選填：P或Q）點(diǎn)所在的立柱。 ③曲線Ⅰ、Ⅱ相交處，可讀出繩的拉力為T0= N，它與L、D、m和重力加速度g的關(guān)系 為T0=

10、 。 圖4 Ⅰ Ⅱ T/N PC(cm) 0 80 100 40 20 60 160 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 120 140 5. 某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻． (1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)分別如圖 (a)、(b)所示，長度為________ cm，直徑為________ mm. (2)按圖(c)連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下． ①將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最____處(填“大”或“小”)；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示

11、數(shù)為I0. ②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______(填“大”或“小”)，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1280 Ω. (3)由此可知，圓柱體的電阻為________Ω. 2020萬卷周測(cè)卷（二十）答案解析 一 、實(shí)驗(yàn)題 1.【答案】（1）A（2分）；C（2分） （2）C（2分） （3）見圖（2分） （4）增大（2分）；電壓升高使電流增大于是功率增大導(dǎo)致溫度升高，燈絲電阻隨溫度升高而增大（2分）； 5（2分） （5）D（4分） 2. 【答案】(1) 5.015 (2分) (2) 4.700

12、 (2分) (3) 220 (2分) (4)如圖所示 (4分)(電壓表選V1、電流表選A2、分壓接法、電流表外接各1分) R1 E R V1 A2 3. 【答案】(1) 或 (2)①0.110 ②9.09 (3)見圖(c)答1.0 6.0 (4)3.0 1.0 【解析】(1)由于電流表與電阻R1并聯(lián)，且RA=6.0Ω，R1=3.0Ω，當(dāng)電流表示數(shù)為I時(shí)，電路總電流應(yīng)為3I。根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E=3I(+R0+R+r)，代入數(shù)據(jù)整理得： (2)根據(jù)圖（b）可得電流表示數(shù)為110mA=0.110A；所以1/I=9.09 (3

13、)見圖(c)答 (4) 根據(jù)和圖象可得：，，解得：E=3V r=1.0Ω． 4. 【答案】（1）①11.5V（11.2.V～11.8V之間的值均可），蓄電池；②小燈。 （2）①60，TP；②Q；③4.30， 【解析】(1)①由題圖2可知，直流50V擋的最小分度為lV，故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應(yīng)為11.5V左右。由于測(cè)得的電壓基本等于蓄電池電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)稱值，說明a、c兩點(diǎn)與電源之間是通路，只能是此電路之外的保險(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈中出現(xiàn)了斷路故障，但故障的具體位置不能確定。②同理可知，兩表筆 接c、b時(shí)測(cè)得結(jié)果仍等于電源電動(dòng)勢(shì)，說明多用表、開關(guān)、保險(xiǎn)絲、蓄電池形成了一閉合回路，故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障。 (2)①由題圖4可讀出，Ⅱ中拉力最大時(shí)，c與p點(diǎn)的距離為60 cm。此時(shí)以C點(diǎn)為研究對(duì)象，如圖所示，豎直方向,水平方向。當(dāng)時(shí)，，即，若C點(diǎn)左移即減小，則增大，減小，減小，增大，，即,故Ⅱ?yàn)榈那€，Ⅰ為的曲線。 ②由題圖4可知圖線I對(duì)應(yīng)的極值最大，故受到最大拉力的是Q點(diǎn)所在的立柱。 ③曲線I、Ⅱ相交處，可讀出繩的拉力 為4.30 N。 此時(shí)滿足關(guān)系： 解得： 5.【答案】　(1)5.01　5.315　(2)大　大　(3)1 280