（課標版）高考物理二輪復習 專題六 第13講 電學實驗與創(chuàng)新練習-人教版高三全冊物理試題

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1、第13講　電學實驗與創(chuàng)新 1.在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200 Ω,電壓表的內阻約為2 kΩ,電流表的內阻約為10 Ω,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結果由公式Rx=UI計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數。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值,且測量值Rx1　　　(填“大于”“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2　　　(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。? 答案　Rx1　大于　小于 解析　RxRA=20,RVRx=10,因此Rx屬于大電阻,用電流

2、表內接法時測量值更接近真實值,即Rx1更接近真實值;因Rx1=UI=Rx+RA,故Rx1>Rx,Rx2=UI=R并(即Rx與RV的并聯(lián)值),故Rx2

3、電流方向是　　　　(選填“a→b”或“b→a”),為使測量比較精確,應將選擇開關旋到　　　　的倍率擋位上,并需要重新調零,再進行測量。? 答案　(1)①S　③T　(2)b→a　×10 解析　(1)①首先要對表盤機械校零,所以旋動部件是S。③歐姆表選擋后要進行歐姆調零,將“+”“-”插孔的表筆短接,旋動部件T,讓表盤指針指在最右端零刻度處。(2)表盤上的負極接歐姆表內部電源的正極,所以通過P的電流方向是b到a;題圖乙中指針偏轉角度太大,為了得到比較準確的測量結果,必須使指針指在中間刻度附近,所以要將倍率調小。 3.(2019陜西寶雞一模)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,為了安全、準確、方

4、便地測出電阻絲的電阻Rx,設計了如圖所示實驗電路圖來完成實驗,實驗器材如下: A.待測金屬絲(Rx約5 Ω) B.電壓表V(量程為0~1 V,內阻RV=1 kΩ) C.電流表A(量程為0~0.6 A,內阻RA=1 Ω) D.定值電阻R1(阻值R1=0.5 kΩ) E.定值電阻R2(阻值R2=2 kΩ) F.滑動變阻器R3(0~10 Ω) G.滑動變阻器R4(0~1 000 Ω) H.電源(電動勢為3 V,內阻很小) I.開關一個,導線若干 (1)實驗中定值電阻應選用　　　　,滑動變阻器應選用　　　　(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

5、量中,電壓表的讀數為U,電流表的讀數為I,該金屬絲電阻的表達式為Rx=　　　　(用測出或已知的物理量的符號表示)。? 答案　(1)E　F　(2)3UI-RA 解析　(1)電源的電動勢為3 V,而電壓表V的量程為0~1 V,內阻RV=1 kΩ,必須通過串聯(lián)電阻來擴大量程,因此定值電阻應選用R2(阻值R2=2 kΩ),從而達到0~3 V量程,待測金屬絲阻值Rx約5 Ω,且滑動變阻器是限流式接法,因此滑動變阻器應選用R3(0~10 Ω)。 (2)電壓表的讀數為U,那么金屬絲與電流表兩端的總電壓為3U,由于電流表的讀數為I,則金屬絲電阻Rx=3UI-RA。 4.(2019湖南重點中學模擬)用下

6、列器材組裝成一個電路,要求既能測量出電池組的電動勢E和內阻r,又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。 A.電壓表V1(量程0~6 V,內阻很大) B.電壓表V2(量程0~3 V,內阻很大) C.電流表A(量程0~3 A,內阻很小) D.滑動變阻器R(最大阻值10 Ω,額定電流4 A) E.小燈泡L(2 A,5 W) F.電池組(電動勢E,內阻r) G.開關一個,導線若干 實驗時,調節(jié)滑動變阻器的阻值,多次測量后發(fā)現:若電壓表V1的示數增大,則電壓表V2的示數減小。 (1)請將設計的實驗電路圖在如圖所示的虛線框中補充完整。 (2)每一次操作后,同時記錄電流表A、電壓表V1和電

7、壓表V2的示數,組成兩個坐標點(I1,U1)、(I2,U2),標到U-I坐標系中,經過多次測量,最后描繪出兩條圖線,如圖所示,則電池組的電動勢E=　　　　V,內阻r=　　　　Ω(保留兩位有效數字)。? (3)在U-I坐標系中兩條圖線在P點相交,此時滑動變阻連入電路的阻值應為　　　　Ω。? 答案　(1)見解析　(2)4.5　1.0　(3)0 解析　(1)伏安法測電源電動勢與內阻實驗中,電壓表測路端電壓,電壓表示數隨滑動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驗中,電流表測流過燈泡的電流,燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減小;調節(jié)滑動變阻器時,電壓表V1的示數

8、增大,則電壓表V2的示數減小。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,電源電動勢E=4.5 V,電源內阻r=ΔUΔI=4.5-2.52.0-0 Ω=1.0 Ω。 (3)由題圖所示圖像可知,兩圖線的交點P的坐標為(2.0 A,2.5 V),即燈泡電壓UL=2.5 V,此時電路電流I=2.0 A,電動勢E=Ir+UL+IR滑,解得R滑=0。 5.(2019廣東肇慶模擬)某實驗小組設計了如圖甲的電路,其中RT為熱敏電阻,電壓表量程為0~3 V,內阻RV

9、約為10 kΩ,電流表量程為0~0.5 A,內阻RA約為幾歐,R為電阻箱。(計算結果保留兩位有效數字) 甲 乙 (1)該實驗小組首先利用該電路進行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實驗。閉合開關,調節(jié)電阻箱,記錄不同情況下電壓表的示數U1、電流表的示數I和電阻箱的阻值R,在I-U坐標系中,將各組U1、I的數值標記在相應位置,描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線,如圖乙中曲線所示。為了完成該實驗,應將導線c端接在　　　　(選填“a”或“b”)點。? (2)利用(1)中記錄的數據,通過分析計算可得外電路的電壓U2的計算式為　　　　　　　　。(用U1、I、R和RA表示)? (3)實驗小組利用

10、(2)中的公式,計算出各組的U2,將U2和I的數據也描繪在I-U坐標系中,如圖乙中直線所示。根據圖像分析可知:電源的電動勢E=　　　　V,內電阻r=　　　　 Ω。? (4)實驗中查詢得到RA=4.0 Ω,當電阻箱的阻值調到6 Ω時,熱敏電阻消耗的電功率P=　　　　W。? 答案　(1)a　(2)U2=U1+I(R+RA) (3)6.0　5.0　(4)0.60(0.58~0.62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小于電壓表內阻,所以采用電流表外接法;故導線c應接在a點。 (2)根據串、并聯(lián)電路規(guī)律可知,外電壓U2=U1+I(R+RA)。 (3)由U2=E-

11、Ir,故電源的電動勢為6.0 V,內電阻r=6.0-4.00.4 Ω=5.0 Ω。 (4)等效電源內阻r0=(5.0+4.0+6.0) Ω=15 Ω;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坐標為(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強度和某導電液體(有大量的正、負離子)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,前后兩側面M、N是電阻可忽略的導體板,兩導體板與開關S、電阻箱R、靈敏電流計G(

12、內阻為Rg)連接。管道內始終充滿導電液體,液體以恒定速度v自左向右通過。閉合開關S,調節(jié)電阻箱的阻值,記下相應的電流表讀數。 甲 (1)圖乙所示電阻箱接入電路的電阻值為　　　　 Ω。? 乙 (2)與N板相連接的是電流計G的　　　　極(選填“正”或“負”)。? (3)圖丙所示的電流計讀數為　　　　 μA。? 丙 (4)將實驗中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應的電流計讀數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坐標分別為(-a,0)和(0,b),則磁場的磁感應強度為　　　　,導電液體的電阻率為　　　　。? 丁 答案　(1)290.1　(2)負

13、　(3)25.0　(4)abdv　(a-Rg)lhd 解析　(1)電阻箱的示數R=2×100 Ω+9×10 Ω+1×0.1 Ω=290.1 Ω。 (2)根據左手定則可知,帶正電的離子向前表面偏轉,帶負電的離子向后表面偏轉,故N板帶負電,則與N板相連接的是電流計G的負極。 (3)題圖丙所示的電流計讀數為25.0 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=Ud,解得U=Bdv,則回路中產生的電流為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,根據電阻定律得r=ρl'S,其中l(wèi)'=d,S=lh,聯(lián)立解得ρ=(a-Rg)lhd。