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2018年高考物理二輪復習 100考點千題精練 第十三章 電學實驗 專題13.9 電學創(chuàng)新實驗

上傳人:xins****2008 文檔編號:68743704 上傳時間:2022-04-04 格式:DOC 頁數:14 大?。?.59MB
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1、 專題13.9 電學創(chuàng)新實驗 1.(10分)(2018廣東湛江調研)某研究小組收集了兩個電學元件:電阻R0(約為5Ω)和舊電池(電動勢約為3V)。實驗室備有如下器材: A.直流電壓表V1、V2(量程均為3V,內阻均約為3kΩ) B.電流表A(量程300mA,內阻為5Ω) C.滑動變阻器R1,最大阻值為20 D.開關S一只,導線若干 (1)為了盡量準確測定電阻R0的阻值,小組設計了一個電路,如圖所示為其對應的實物圖,請用筆畫線代替導線將實物連線補充完整。 (2)為測量電池的電動勢E和內阻r,小組設計了如圖乙所示的電路圖。某次實驗中電壓表的示數如圖丙所示,則電壓表讀數是

2、 V. (3)根據圖乙所示的電路圖,分別用E、r、R0表示電源的電動勢、內阻和定值電阻值,則U1與U2的函數關系式為 。實驗中移動滑動變阻器觸頭,讀出直流電壓表V1、V2的多組數據U1、U2,描出U1——U2圖象如圖丁所示,圖中直線的斜率為k,與橫軸的截距為b, 則電源的電動勢E= ,內阻r= (用k、b、R0表示) 。 【參考答案】2(9分) (1) 如右圖。(2分) (2)2.24~2.26(2分) (3)U1=U2- (2分) (2分) (2分) 【命題意圖】 本

3、題考查電阻測量和電源電動勢和內阻測量實驗、實物電路連線、電壓表讀數、圖象法處理實驗數據及其相關的知識點。 (3)對圖乙所示電路,根據閉合電路歐姆定律,E=U2+Ir,I=,兩式聯立解得:U1=U2- 。U1——U2圖象的斜率k=,解得電池內阻r=;由U2- =0得U1——U2圖象在橫軸的截距b=,解得:電池電動勢E=。 2.(2016全國理綜III丙卷)某同學用圖中所給器材進行與安培力有關的實驗。兩根金屬導軌ab和固定在同一水平面內且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方,S極位于兩導軌的正下方,一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直。 (1)在圖中畫出連線,完成實驗電

4、路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。 (2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,有人提出以下建議: A.適當增加兩導軌間的距離 B.換一根更長的金屬棒 C.適當增大金屬棒中的電流 其中正確的是(填入正確選項前的標號) 【參考答案】(1)如圖所示(2)AC 考點:考查了研究安培力實驗 3.(2017南昌三模)電源的輸出功率與外電路的電阻有關。圖1是研究它們關系的實驗電路。為了便于進行實驗和保護蓄電池,給蓄電池串聯了一個定值電阻R0,把它們一起看作電源E(圖中虛線框內部分)。 (1)在圖2中,按圖1畫出連線,把所示的器件連接

5、成實驗電路。(電壓表內阻約為3kΩ,電流表內阻約為0.1Ω) (2)實驗中,多次調節(jié)電阻R,讀出電壓表和電流表的示數U(單位:V)和I(單位:A)。根據測量數據,通過電腦描繪出UI圖,擬合圖線,得到的函數解析式為U=4-5I,則電源E輸出最大功率的最大值是 ,對應的外電阻的阻值是 。 【參考答案】(1)如圖所示。(3分) (2)0.8W(3分) 5Ω(3分). 4.(2017太原二模)容量和內阻是電池的兩個重要參數,電池的容量就是電池放電時能輸出的總電荷量,通常以安培小時(A·h)或毫安小時(mA·h)做單位。某實驗小組為粗略測量手機電池在2

6、5℃下充滿電時的內阻和容量,進行了如下實驗: ①控制電池溫度為25℃; ②正常使用手機至自動關機,取出電池,用數字電壓表 (視為理想電壓表)測出電池電壓U0=2.75V; ③將電池裝入手機,用充電器對手機充電至100%; ④將電池從手機中取出,按圖1接入電路,閉合K1,讀出數字電壓表的示數U1=4.18V; ⑤接著閉合K2,讀出數字電壓表和電流表的示數U2=4.16V、I2=0.20A.斷開開關; ⑥調節(jié)電阻R至合適的阻值且保持不變,閉合開關K1、K2的同時開始計時,每隔一段時間記錄一次電流表和電壓表的示數。當電壓表示數降為Uo=2.75V時斷開開關,停止計時。 下表是記錄

7、的三組數據,其他數據已描到圖2中: 完成下列問題: (1)該電池充滿電時的內阻約為r=____Ω (2)將表中數據描在圖2中并繪出I-t圖線; (3)該鋰電池的容量約為____A·h(保留兩位有效數字); (4)之后,實驗小組繼續(xù)用上述方法(R的值不變)描繪出該鋰電池在20℃、5℃和- 10℃溫度下電池的放電曲線如圖3所示,可知下列說法正確的是 A.同一電池充滿電后在高溫環(huán)境中比在低溫環(huán)境中內阻小 B.同一手機在低溫環(huán)境比在高溫環(huán)境中待機時間長 C.鋰電池的內阻是定值,無論如何使用均不會發(fā)生變化 D.不同的使用方法和不同的使用環(huán)境,鋰電池的實際容量會發(fā)生變化 【參考答案

8、】(1)0.10 (2)如圖 (3)3.5 (4) A D 【名師解析】(1)根據④將電池從手機中取出,按圖1接入電路,閉合K1,讀出數字電壓表的示數U1=4.18V可知電池電動勢為E=U1=4.18V。根據⑤接著閉合K2,讀出數字電壓表和電流表的示數U2=4.16V、I2=0.20A.由E= U2+ I2r,解得該電池充滿電時的內阻約為r=0.10Ω。 (2)用平滑曲線繪出I-t圖線。 5.(2016·云南聯考)有一個小燈泡上標有“4.8 V 2 W”的字樣,現在測定小燈泡在不同電壓下的電功率,并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關系曲線。有下列器材可供選用:

9、 A.電壓表(0~3 V,內阻3 kΩ) B.電壓表(0~15 V,內阻15 kΩ) C.電流表(0~0.6 A,內阻約1 Ω) D.定值電阻R1=3 kΩ E.定值電阻R2=15 kΩ F.滑動變阻器R(10 Ω,2 A) G.學生電源(直流6 V,內阻不計) H.開關、導線若干 (1)實驗中所用電壓表應選用________,定值電阻應選用________(均用序號字母填寫)。 (2)為盡量減小實驗誤差,并要求從零開始多取幾組數據,請在虛線框內畫出滿足實驗要求的電路圖。 (3)利用上述實驗電路圖測出的電壓表讀數UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關系是________,下

10、面四個圖象中可能正確的是________。 【參考答案】(1)A D (2)見解析圖 (3)U=2UV C (2)采用分壓電路,電流表外接,電路圖如圖所示。 (3)利用上述實驗電路圖測出的電壓表讀數UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關系是U=2UV。由P=,R隨溫度升高(電壓增大)而增大,小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關系曲線可能正確的是圖C。 6.為了測定電源電動勢E、內電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線,某同學設計了如圖甲所示的電路。閉合開關,調節(jié)電阻箱的阻值,同時記錄電阻箱的阻值R,電壓表的示數U1,電壓表的示數U2。根據記錄數據計算出流過電阻箱

11、的電流I,分別描繪了a、b兩條U-I圖線,如圖乙所示。請回答下列問題: (1)寫出流過電阻箱的電流I的表達式:________________________________。 (2)小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是________(選填“a”或“b”)。 (3)根據圖乙可以求得電源的電動勢E=________ V,內電阻r=________ Ω,該電路中小燈泡消耗的最大功率為______ W。 【參考答案】(1)I= (2)b (3)3.0 2.0 1.0 【名師解析】(1)首先要明白電路的組成:電源、開關、電阻箱、燈泡串聯成閉合回路,電壓表測燈泡兩端電壓,電壓表測路端電壓。電

12、阻箱兩端電壓為U=U2-U1,電阻箱阻值為R,所以流過電阻箱的電流I=。 (2)小燈泡兩端電壓隨電流的增大而增大,所以選圖線b;圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變化的關系圖線。 (3)圖線a與縱軸的交點為電源的電動勢3.0 V,圖線a的斜率為電源的內阻r=2.0 Ω,圖線a、b的交點表示U1=U2,即電阻箱的阻值為零,此時小燈泡消耗的功率最大,P=UI=1.0 W。 7.(2016·湖南衡陽聯考)(9分)某技術質量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產品質量進行抽查,檢驗負責人說:“十幾個不合格產品中,大部分存在導體電阻不合格問題,主要是銅材質量不合格,使用了再生銅或含雜質很多的銅,電阻率達不到要求

13、……”。 (1)欲測量該捆電線的電阻率是否合格,經查閱,純銅的電阻率為1.7×10-8 Ω·m,取長度為100 m(真實長度)的電線,橫截面積取1 mm2,可供選用的器材有: A.電源(電動勢約為6 V,內阻不計); B.待測長度為100 m的導線一捆; C.電壓表V1(量程為3 V,內阻為6 kΩ); D.電壓表V2(量程為15 V,內阻為20 kΩ); E.電流表A1(量程為0.6 A,內阻約為0.125 Ω); F.電流表A2(量程為3 A,內阻約為0.025 Ω); H.定值電阻R1=1 kΩ; G.定值電阻R2=6 kΩ; K.滑動變阻器(5 Ω,3 A) 為使

14、實驗盡可能準確,電表的示數均要達到滿偏的以上,請你根據實驗要求設計電路,并在圖甲中完成實物圖的連線,注意閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞。 (2)請你選擇合適的器材,電壓表為________,電流表為________,定值電阻為________。(請?zhí)顑x器前的序號) (3)某次測量得電壓表示數為2.50 V,電流表讀數如圖乙所示,為________A。 (4)經分析計算,這捆導線電阻率是否達標________。(填“是”或“否”) 【參考答案】 (1) (2)C F G (3)2.50 (4)否 (3)電流表的讀數I=2.50 A (4)被測電線的電阻R=

15、= Ω=2.0 Ω 電阻率ρ== Ω·m=2.0×10-8 Ω·m>1.7×10-8 Ω·m,故該銅質導線不達標。 8.(2016·東北三省四市高三聯考)某興趣小組要精確測定額定電壓為3 V的節(jié)能燈正常工作時的電阻。已知該燈正常工作時電阻約500 Ω。實驗室提供的器材有: A.電流表A(量程:0~3 mA,內阻RA=15 Ω) B.定值電阻R1=1 985 Ω C.滑動變阻器R(0~10 Ω) D.電壓表V(量程:0~12 V,內阻RV=1 kΩ) E.蓄電池E(電動勢為12 V,內阻r很小) F.開關S一個 G.導線若干 (1)要精確測定節(jié)能燈正常工作時的電阻應采用下面電

16、路圖中的________。 (2)選擇正確電路進行實驗,若電壓表的示數用U表示,電流表的示數用I表示,寫出測量節(jié)能燈電阻的表達式Rx=________(用題目中給的相應字母表示)。當電流表中的電流強度I=________mA時,記下電壓表的讀數U并代入表達式,其計算結果即為節(jié)能燈正常工作時的電阻。 【參考答案】(1)C  (2) 1.5 9.(8分).(2016江蘇高考物理)小明同學通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關系.已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 Ω,R隨t的升高而增大.實驗電路如圖所示,控溫箱用以調節(jié)金屬電阻的溫值. 實驗時閉合S,先將開關K與1端閉合

17、,調節(jié)金屬電阻的溫度,分別記下溫度t1,t2,…和電流表的相應示數I1,I2,….然后將開關K與2端閉合,調節(jié)電阻箱使電流表的實數再次為I1,I2,…,分別記下電阻箱相應的示數R1,R2,…. (1)有以下兩電流表,實驗電路中應選用. (A)量程0~100 mA,內阻約2Ω (B)量程0~0.6 A,內阻可忽略 (2)實驗過程中,要將電阻箱的的阻值由9.9 Ω調節(jié)至10.0Ω,需旋轉圖中電阻箱的旋鈕“a”、“b”、“c”,正確的操作順序是. ①將旋鈕a由“0”旋轉至“1” ②將旋鈕b由“9”旋轉至“0” ③將旋鈕c由“9”旋轉至“0” (3)實驗記錄的t和R的數據見下表“

18、 請根據表中數據,在答題卡的方格紙上作出R—t圖象. 由圖線求得R隨t的變化關系為R= 。 【參考答案】(1)A (2)①②③(或①③②) (3)如圖所示。 0.04t + 8.8(范圍:0.04t + 8.6 ~ 0.04t + 9.0) 10. .( 2016湖北七市(州)聯考)(9分)材料的電阻隨壓力的變化而變化的現象稱為“壓阻效應”,利用這種效應可以測量壓力大?。魣D1為某壓敏電阻在室溫下的電阻壓力特性曲線,其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值.為了測量壓力F,需先測量壓敏電阻處于壓力中的電阻值RF. 請按要求完成下列實驗.

19、 (1)設計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路,在圖2的虛線框內畫出實驗電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出,待測壓力大小約為0.4×102~0.8×102N,不考慮壓力對電路其它部分的影響),要求誤差較小,提供的器材如下: A.壓敏電阻,無壓力時阻值R0=6000Ω     B.滑動變阻器R,全電阻約200Ω C.電流表! ,量程2.5mA,內阻約30Ω D.電壓表! ,量程3V,內阻約3kΩ E.直流電源E,電動勢3V,內阻很?。疲_關S,導線若干 (2)正確接線后,將壓敏電阻置于待測壓力下,通過壓敏電阻的電流是1.33mA,電壓表的示數如圖3所示,則電壓表的讀數為_______V. (3)此時壓敏電阻的阻值為________Ω;結合圖1可知待測壓力的大小F=________ N. (計算結果均保留兩位有效數字) 【參考答案】(1)如圖所示。(3分)(2)2.00(2分) (3)1.5×103Ω(2分) 0.60×102N(2分) 【命題意圖】本題考查電路設計、電壓表讀數、歐姆定律、圖象分析及其相關知識。 14

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