《（山西專版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二篇 實(shí)驗(yàn)題 熱點(diǎn)15 電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)精練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（山西專版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二篇 實(shí)驗(yàn)題 熱點(diǎn)15 電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)精練（含解析）（8頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱點(diǎn)15　電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 熱考題型 　　“電阻的測(cè)量”是高中教材中一個(gè)重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn),一直是高考物理實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)。電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)苋婵疾殡妼W(xué)中電壓表、電流表的使用與讀數(shù),歐姆表的原理及應(yīng)用,電路的選擇,實(shí)驗(yàn)方法的選擇,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法等。雖然該實(shí)驗(yàn)題目年年翻新,角度也經(jīng)常變化,但實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于教材實(shí)驗(yàn),即運(yùn)用已學(xué)過的原理解決新的問題。 題型一　測(cè)電阻或金屬的電阻率 1.一細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料,截面為同心圓環(huán),如圖a所示,此材料長約3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ。欲測(cè)量該樣品的內(nèi)徑,但內(nèi)徑太小,無法直接測(cè)量?，F(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:

2、 A.20分度的游標(biāo)卡尺; B.螺旋測(cè)微器; C.電流表A1(量程0~50mA,內(nèi)阻r1=100Ω); D.電流表A2(量程0~100mA,內(nèi)阻r2約為40Ω); E.滑動(dòng)變阻器R(0~10Ω,額定電流2A); F.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻很小); G.上述導(dǎo)電材料R2(長約為3cm,電阻約為100Ω); H.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干。 請(qǐng)用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案,回答下列問題: (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長度如圖b所示,其示數(shù)L=　　　　cm,用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如圖c所示,其示數(shù)D=　　　　mm。? (2)在所給的方框中

3、畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明所選擇器材的物理量符號(hào)。 (3)用已知的物理量和所測(cè)得的物理量的符號(hào)表示樣品的內(nèi)徑d=　　　　。? 答案　(1)3.015　3.205　(2)圖見解析 (3)D2-4ρL(I2-I1)πI1r1 解析　(1)由游標(biāo)卡尺主尺讀得30mm,游標(biāo)尺上第3條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊,則該樣品的長度L=30mm+0.15mm=30.15mm=3.015cm。螺旋測(cè)微器固定刻度上分度值為0.5mm,可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈,測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm,由固定刻度讀得3mm,由可動(dòng)刻度讀得0.205mm,該樣品的外徑為3mm+0.205mm=3.205mm。 (2)采用分壓式

4、電路,用已知內(nèi)阻的電流表A1作為電壓表,電流表A2外接可以消除系統(tǒng)誤差。電路圖如圖所示。 (3)由測(cè)量時(shí)兩電流表讀數(shù)可得待測(cè)電阻R2=I1r1I2-I1。 樣品橫截面積S=π(D2-d2)4,由電阻定律可得R2=ρLS,聯(lián)立解得樣品的內(nèi)徑d=D2-4ρL(I2-I1)πI1r1。 題型二　測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 2.某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一塊電池的電動(dòng)勢(shì)E。 (1)先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。在操作無誤的情況下,多用電表表盤示數(shù)如圖所示,其示數(shù)為　　　　V。? (2)然后,用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路,測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。 (i)

5、根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接成完整電路。 甲 乙 (ii)閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱阻值R,讀出電壓表V相應(yīng)示數(shù)U。該學(xué)習(xí)小組測(cè)出大量數(shù)據(jù),分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù),并計(jì)算出相應(yīng)的1R與1U的值。請(qǐng)用表中數(shù)據(jù)在圖上描點(diǎn),并作出1U-1R圖線。 R(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1R(×10-2Ω-1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 1U(V-1) 0.12 0.17 0.21 0.24

6、0.31 0.34 (iii)從圖線中可求得E=　　　　V。? 答案　見解析 解析　(1)多用電表選用“0~10V”電壓擋,示數(shù)為9.4V。 (2)(i)連線如圖所示。 (ii)作圖線如圖所示。 (iii)由閉合電路歐姆定律得E=U+UR(r+R0),變形得1U=1E+r+R0E·1R,從該式可看出在1U-1R圖像中,縱軸的截距即1E,所以E=10.0V(9.5~11.1V均正確)。 跟蹤集訓(xùn) 1.在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為4Ω。 (1)實(shí)驗(yàn)室提供了3V的電源和量程為100mA、內(nèi)阻為10Ω的電流表,出于安全考慮,要將其改裝成

7、量程為0.6A的電流表,則在改裝時(shí)應(yīng)將阻值為R0=　　　　Ω的電阻與量程為100mA的電流表并聯(lián)。? (2)為了精確測(cè)量該金屬絲的電阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖,請(qǐng)按照該電路圖完成圖2中的實(shí)物連接。 圖1 圖2 (3)該同學(xué)正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量后作出了電壓表和電流表示數(shù)的U-I圖線如圖3所示。若該金屬絲的長度為50cm,金屬絲的直徑為0.680mm,結(jié)合圖3可得出金屬絲的電阻率應(yīng)為　　　　Ω·m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。? 圖3 答案　(1)2　(2)如圖所示　(3)3.6×10-6 解析　(1)由并聯(lián)規(guī)律可得IgRg=R0(0.6A-Ig),代

8、入數(shù)據(jù)可得R0=IgRg0.6A-Ig=0.1×100.6-0.1Ω=2Ω。 (2)見答案。 (3)由題圖及題意可知,該金屬絲的阻值為5Ω,由電阻定律R=ρLS可得ρ=RSL=πd2R4L,代入數(shù)據(jù)可得ρ≈3.6×10-6Ω·m。 2.實(shí)驗(yàn)室備有以下器材:電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)變阻器R1(阻值變化范圍0~20Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(阻值變化范圍0~1000Ω)、電動(dòng)勢(shì)適當(dāng)?shù)碾娫础⑿襞?4V,2W)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。 (1)要完整地描繪小燈泡的U-I曲線,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)出所用滑動(dòng)變阻器的符號(hào)。 (2)實(shí)驗(yàn)中描繪出的小燈泡U-I曲線如圖甲所示,由圖可知,小燈泡燈

9、絲電阻隨溫度升高而　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。? 甲 (3)如果用上述器材測(cè)量所給電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示,圖中R0是阻值為9Ω的保護(hù)電阻,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)并記錄在下表中,試在圖甲中畫出等效電源的U-I圖像,由圖像可求出電源自身內(nèi)阻約為　　　　Ω。? 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 U/V 4.00 3.40 2.80 2.00 1.50 0.80 I/A 0.20 0.25 0.33 0.40 0.46 0.52 (4)若將上述小燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路,如圖丙所示,此時(shí)小燈泡消耗的電功率約

10、為　　　　W。? 答案　(1)圖見解析　(2)增大　(3)圖見解析　1 (4)0.82 解析　(1)描繪燈泡的伏安特性曲線,電壓與電流應(yīng)從零開始變化,滑動(dòng)變壓器要采用分壓式接法,由于燈泡的阻值較小,電流傳感器應(yīng)采用外接法,電路圖如圖所示。 (2)由題圖甲所示的燈泡的U-I圖像可知,隨電壓和電流的增大,燈泡的實(shí)際功率增大,燈絲溫度升高,電壓與電流的比值增大,由此可知,燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大。 (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出電源的U-I圖像如圖中直線所示,由圖示圖像可知,電源內(nèi)阻r=ΔUΔI-R0=60.6Ω-9Ω=1Ω。 (4)由上圖可知,燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路時(shí),燈泡兩端電壓約為2.1V,電流約為0.39A,燈泡的電功率為P=UI≈2.1×0.39W≈0.82W。 8