高考物理二轮复习备课资料专题八物理实验第2讲电学实验与创新专题限时检测.doc

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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习备课资料专题八物理精选高考物理二轮复习备课资料专题八物理实验第实验第 2 2 讲电学实验与创新专题限时检测讲电学实验与创新专题限时检测1.(2017甘肃庆阳模拟)某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻.步骤如下:(1)用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图 1,由图可知其长度为mm. (2)用螺旋测微器测量其直径如图 2,由图可知其直径为cm. (3)用多用电表的电阻“10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图 3,则该电阻的阻值约为 . (4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R,现有的器材及其代号和规格如

2、下:待测圆柱体电阻 R;电流表 A1(量程 04 mA,内阻约 50 );电流表 A2(量程 010 mA,内阻约 30 );电压表 V1(量程 03 V,内阻约 10 k);电压表 V2(量程 015 V,内阻约 25 k);直流电源 E(电动势 4 V,内阻不计);滑动变阻器 R1(阻值范围 015 ,允许通过的最大电流 2.0 A);滑动变阻器 R2(阻值范围 020 k,允许通过的最大电流 0.5 A)2 / 13开关 S;导线若干;为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在图 4 方框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.解析:(1)游标卡尺的读数为 L=50 mm+30.

3、05 mm=50.15 mm;(2)螺旋测微器的读数为 d=4.5 mm+20.00.01 mm=4.700 mm=0.470 0 cm;(3)欧姆表的读数为 R=2210 =220 ;(4)由于电压表 V2 量程太大(量程的大于电源的电动势),所以电压表应选择 V1;根据欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为Imax= A14 mA,所以电流表应选择 A2;根据实验要求多测几组数据可知变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器以方便调节;由于待测电阻满足,电流表应用外接法,画出电路图,如图所示.答案:(1)50.15 (2)0.470 0 (3)220 (4)见解析图2.(2017江西上饶

4、一模)一个小灯泡的额定电压为 2.0 V,额定电流约为 0.5 A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线A.电源 E:电动势为 3.0 V,内阻不计3 / 13B.电压表 V1:量程为 03 V,内阻约为 1 kC.电压表 V2:量程为 015 V,内阻约为 4 kD.电流表 A1:量程为 03 A,内阻约为 0.1 E.电流表 A2:量程为 00.6 A,内阻约为 0.6 F.滑动变阻器 R1:最大阻值为 10 ,额定电流为 1.0 AG.滑动变阻器 R2:最大阻值为 150 ,额定电流为 1.0 AH.开关 S,导线若干(1)实验中使用的电压表应选用 ;电

5、流表应选用 ;滑动变阻器应选用 (请填写选项前对应的字母). (2)实验中某同学连接实验电路如图 1 所示,请你不要改动已连接的导线,在图 1 的实物连接图中把还需要连接的导线补上.闭合开关前,应使变阻器滑片放在最 (填“左”或“右”)端. (3)实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图 2 所示,请将该组数据标记在 U-I 坐标中,其余实验数据已标记在图 3 的坐标中,请你画出小灯泡的 U-I 图线.并简述该图线不是直线的主要原因 . (4)若将实验中的小灯泡接在电动势是 1.5 V、内阻是 1.0 的电池两端,则小灯泡的实际功率约为 W(保留两位有效数字). 解析:(1)灯泡额定电压为

6、2 V,电压表应选 B,灯泡额定电流为 0.5 A,电流表应选 E,为方便实验操作,滑动变阻器应选 F.(2)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时电阻约为 R= =4 ,电压表内4 / 13阻约为 1 k,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图(甲)所示;为保护电路,闭合开关前,滑片应置于左端.(3)根据坐标系中描出的点,用平滑的曲线把各点连接起来,作出灯泡的 U-I 图像,如图(乙)所示.由于灯泡电阻受温度影响,灯泡电阻随温度升高而增大,所以灯泡的U-I 图线不是直线.(4)在灯泡的 U-I 图像坐标系中作出电池的 U

7、-I 图像,如图(丙)所示;由图像可知,用该电池给灯泡供电时,灯泡两端电压为 1.1 V,电流为0.4 A,则灯泡实际功率P=UI=1.10.4 W=0.44 W.答案:(1)B E F (2)见解析图 左 (3)见解析图 灯丝电阻随温度升高而增大 (4)0.443.(2017宁夏石嘴山二模)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.A.电压表 V1(量程 6 V,内阻很大)B.电压表 V2(量程 3 V,内阻很大)C.电流表 A(量程 3 A,内阻很小)D.滑动变阻器 R(最大阻值 10 ,额定电流 4 A)5 / 13E.小灯泡(

8、2 A,5 W)F.电池组(电动势 E,内阻 r)G.开关一只,导线若干实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表 V1 的示数增大,则电压表 V2 的示数减小.(1)请将设计的实验电路图在图(甲)的虚线方框中补充完整.(2)每一次操作后,同时记录电流表 A、电压表 V1 和电压表 V2 的示数,组成两个坐标点(I1,U1),(I2,U2),标到 UI 坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图(乙)所示,则电池组的电动势 E= V、内阻 r= .(结果保留两位有效数字) (3)在 U-I 坐标中两条图线在 P 点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 . 解析:(1)伏安法测

9、电源电动势与内阻实验中,电压表测路端电压,电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表测流过灯泡的电流,灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小;调节滑动变阻器时,电压表 V1 的示数增大,则电压表 V2 的示数减小,则 V1 测路端电压,V2 测灯泡两端电压,电路图如图所示.(2)电源的 U-I 图像是一条倾斜的直线,由图像可知,电源电动势E=4.5 V,电源内阻r= =1.0 .6 / 13(3)由图像中 P 点的坐标可知,灯泡电压 UL=2.5 V,此时电路电流I=2.0 A,电源电动势 E=Ir+UL+IR 滑,即 4.5 V=2.0 A

10、1 +2.5 V+2.0 AR 滑,则 R 滑=0 .答案:(1)见解析图(2)4.5 1.0(3)04.(2017湖北黄冈模拟)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大,负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小.某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻 Rx 的导电特性,A.电流表 A1(满偏电流 10 mA,内阻 r1=10 )B.电流表 A2(量程 0.6 A,内阻 r2 为 0.5 )C.滑动变阻器 R1(最大阻值 10 )D.滑动变阻器 R2(最大阻值 500 )E.定值电阻 R3(阻值 1 490 )F.定值电阻 R

11、4(阻值 140 )G.电源 E(电动势 15 V,内阻忽略)H.开关与导线若干(1)实验采用的电路图如图 1 所示,则滑动变阻器选 ,定值电阻R 选 .(填仪器前的字母序号) 7 / 13(2)该小组分别测出某个热敏电阻的 I1-I2 图像如图 2 所示,请分析说明该曲线对应的热敏电阻是 (选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻. (3)若将此热敏电阻直接接到一电动势为 9 V,内阻 10 的电源两端,则此时该热敏电阻的阻值为 (结果保留三位有效数字)解析:(1)电压从零开始调节,故采用滑动变阻器分压接法;故滑动变阻器应选择总阻值较小的 C;由图可知,定值电阻 R 与电流表串联充当电压表使用,

12、而电源的电动势为 15 V,故定值电阻应选 E.(2)如图 2,由曲线所示图线可知,随电压增大,电流增大,电阻实际功率增大,温度升高,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻.(3)根据改装原理可知,加在电阻两端的电压为 I1(R+r1);则在图 2中作出对应的电源的伏安特性曲线;由图中交点的坐标可知,对应的电流 I1=6.5 mA,I2=0.25 A;则由欧姆定律可知 R= =39.0 .答案:(1)C E (2)PTC (3)39.05.(2017河北保定模拟)为测量某一电压表的内阻,实验室准备如下器材:8 / 13A.待测电压表

13、V1,量程 03 V,内阻约为 3 k;B.电压表 V2,量程 015 V,内阻约 15 k;C.电阻箱 R1,电阻范围 09 999 ;D.滑动变阻器 R2,电阻范围 010 ;E.电源电动势约为 15 V,内阻可不计;F.开关、导线若干.(1)请按照给定的电路图连接实验器材:(2)将电阻箱的阻值调到 7 375 ;(3)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到 端(填“a”或“b”);(4)调节滑动变阻器的滑片位置时,发现两表均有读数,但读数几乎不变,经排查发现故障为导线断路引起,请指出发生断路的导线为 (填写电路图中的数字序号); (5)排除故障后,继续进行实验,调节滑动变阻器滑片到某一位置,

14、发现 V1 表刚好满偏,V2 表指针偏转情况如图 2 所示,读出 V2 表读数为 V,待测电压表的内阻为 ; (6)调节滑动变阻器的滑片位置,获得多组待测电压表内阻的测量值,取平均值作为待测电压表内阻的最终结果.解析:(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.(3)为保护电路安全,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到 a 端.(4)调节滑动变阻器的滑片位置时,两表均有读数,说明两电压表都与电源两极相连,电压表读数几乎不变,说明移动滑片时分压电路两端9 / 13电压变化不大,应是由于导线 6 断路造成,两电压表与滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值很小,移动滑片时总电路电阻几乎不变,电压表示数

15、几乎不变.(5)由图示电压表可知,其量程为 15 V,分度值为 0.5 V,示数为 10.5 V;由串联电路特点可知,电阻箱两端电压U=U2-U1=10.5 V-3 V=7.5 V,电阻箱与电压表 V1 串联,则=,代入数据,解得 RV1=2 950 .答案:(1)见解析图 (3)a (4)6 (5)10.5 2 9506.(2017辽宁沈阳一模)指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25 mA”挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为 mA. (2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为E、内阻为 r,R0 为

16、调零电阻,Rg 为表头内阻,电路中电流 I 与待测电阻的阻值 Rx 关系图像如图(c)所示,则该图像的函数关系式为 I= ; (3)下列根据图(c)中 IRx 图线做出的解释或判断中正确的是 . 10 / 13A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大B.欧姆表调零的实质是通过调节 R0 使 Rx=0 时电路中的电流 I=IgC.Rx 越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏D.测量中,当 Rx 的阻值为图(c)中的 R2 时,指针位于表盘中央位置的左侧(4)根据图线可知该电池的电动势 E= . 解析:(1)若选择开关拨至“25 mA”挡,由题图(a)

17、所示表盘可知,其分度值为 0.5 mA,所测电流为 11.5 mA.(2)根据闭合电路欧姆定律得 I=.(3)因为 Rx=-r-R0-Rg,函数图线是非线性变化的,当电流比较大时,则电阻比较小,当电流比较小时,则电阻比较大,故 A 错误;当Rx=0,I=,此时电流为满偏电流,故 B 正确;Rx 越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏,故 C 正确;测量中,当 Rx 的阻值为图(c)中的 R2 时,电流比半偏电流小,指针位于表盘中央位置的左侧,故 D 正确.(4)由图(c)所示图像可知,Ig=,Ig=,解得 R1=R 内,则电源电动势E=IgR1.答案:(1)11.

18、50 (2) 11 / 13(3)BCD (4)IgR1教师备用:(2017江苏卷,11)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图(甲)所示,继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端,当继电器的电流超过 15 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约为 20 ,热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的实验器材有:电源 E1(3 V,内阻不计)、电源 E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器 R1(0200

19、)、滑动变阻器 R2(0500 )、热敏电阻 Rt、继电器、电阻箱(0999.9 )、开关 S、导线若干.为使该装置实现对 3080 之间任一温度的控制,电源 E 应选用 (选填“E1”或“E2”),滑动变阻器 R 应选用 (选填“R1”或“R2”). (2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图(乙)所示的选择开关旋至 (选填“A”“B”“C”或“D”). (3)合上开关 S,用调节好的多用电表进行排查,在图(甲)中,若只有 b,c间断路,则应发现表笔接入 a,b 时指针 (选填“偏转”或“不偏转”),接入 a,c 时指针 (选填“偏转”或“不偏转

20、”).12 / 13(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合,下列操作步骤正确顺序是 .(填写各步骤前的序号) 将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关,将电阻箱从电路中移除合上开关,调节滑动变阻器的阻值断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至 108.1 解析:(1)如果电源用 E1,则在 t=30 时电路中的最大电流 Im= A13.67 mA15 mA,故不能实现对此温度的控制,因此电源应选用E2;为了在 t=80 时实现对温度的控制,设滑动变阻器阻值的最大值至少为 R,则=0.015 A,解得 R=330.9 ,因此滑动变阻器应选用 R2.(2)要用多用电表的

21、直流电压挡检测故障,应将选择开关旋至C.(3)如果只有 b,c 间断路,说明 b 点与电源的负极间没有形成通路,a,b 间的电压为零,电表接在 a,b 间时,指针不偏转;c 点与电源的负极间形成通路,a 与电源的正极相通,a,c 间有电压,因此两表接入a,c 间时指针发生偏转.(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合,应先断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,并将阻值调至108.1 ,合上开关,调节滑动变阻器的阻值,直至观察到继电器的衔铁被吸合,这时断开开关,将电阻箱从电路中移除,将热敏电阻接入电路.因此操作步骤的正确顺序是.答案:(1)E2 R2 (2)C13 / 13(3)不偏转 偏转(4)