2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第14講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新練案.doc

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專題五　第14講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 限時(shí)：40分鐘 1．(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。 A．待測電壓表(量程3V，內(nèi)阻約幾千歐) B．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω) C．電池組(電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻可忽略) D．滑動(dòng)變阻器R0 E．變阻箱R(0～9999Ω) F．開關(guān)和導(dǎo)線若干 (1)圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路，大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行，你認(rèn)為原因是__D___； A．R0阻值較小 B．電流表存在內(nèi)阻 C．電壓表無法準(zhǔn)確讀數(shù) D．電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù) (2)同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測量，設(shè)電阻箱的阻值為R，電壓表的示數(shù)為U，為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作?。璕___圖線(選“－R”、填“U－R”、U－)； (3)請(qǐng)根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線； R/kΩ 0.6 1.5 2 3 4 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 /kΩ－1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 /V－1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.78 0.88 答案：如圖所示 (4)根據(jù)你所畫出的圖線，求出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝__2.8～3.2___V，電壓表內(nèi)阻Rv＝__2.8～3.5___kΩ(保留兩位有效數(shù)字)。 [解析]　(1)設(shè)計(jì)者認(rèn)為電壓表測自身的電壓，電流表測流過電壓表的電流，據(jù)RV＝可求出電壓表內(nèi)阻。但圖甲電路閉合開關(guān)后，電路中電流太小，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)。故D項(xiàng)是電路不可行的原因。 (2)對(duì)乙圖，由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋R，整理得＝＋R，則根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作－R圖線。 (3)選擇作－R圖線，描點(diǎn)連線如圖。 (4)據(jù)圖線縱截距可得＝0.34，解得：E＝2.9V 據(jù)圖線斜率可得：＝，解得：RV＝3.0kΩ。 2．(2018北京市豐臺(tái)區(qū)高三下學(xué)期模擬)用如圖所示的多用電表進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 (1)將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大。為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按__BC___(填選項(xiàng)前的字母)的順序進(jìn)行操作，再將兩表筆分別與待測電阻相接，進(jìn)行測量。 A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置 B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置 C．將兩表筆短接，旋動(dòng)部件T，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn) (2)測量二極管的正向?qū)娮钑r(shí)，紅表筆應(yīng)接二極管的__負(fù)極___(填“正極”、“負(fù)極”)。 [解析]　(1)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太大，應(yīng)換小擋進(jìn)行測量，應(yīng)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)K置于“10”，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測電阻，因此合理實(shí)驗(yàn)步驟是BC。(2)測量二極管正向?qū)娮钑r(shí)，應(yīng)把紅表筆接二極管負(fù)極，黑表筆接二極管正極。 3．(2018海南省高三下學(xué)期高考?jí)狠S卷)用伏安法測定一個(gè)待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材： 電池組E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)) 電流表A1(量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω) 電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻為2000Ω) 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～20Ω，額定電流2A) 電阻箱R2(阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A) 開關(guān)S、導(dǎo)線若干 要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，請(qǐng)回答下面問題： (1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)，改裝成一個(gè)量程為3.0V的電壓表，需將電阻箱阻值調(diào)到__8000___Ω； (2)在方框中完整畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)； 答案：如圖所示 (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是__8.0___mA，電流表A2的示數(shù)是__150___μA，測得待測電阻Rx的阻值是__191___Ω。(計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)) [解析]　(1)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)組成電壓表；改裝后電壓表量程是3V，則電阻箱阻值R＝＝8000Ω； (2)用電流表A1測量電流，滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，待測電阻阻值約為200Ω，電流表A1內(nèi)阻約為100Ω，電壓表內(nèi)阻為RV＝8000Ω＋2000Ω＝10000Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示： (3)由圖示可知，電流表A1的示數(shù)為8.0mA，電流表A2的示數(shù)是150μA；根據(jù)歐姆定律可得：Rx＝＝191.1Ω。 4．(2018北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期二模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的規(guī)格為“3.0V，0.5A”，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示?，F(xiàn)備有下列器材： A．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω) B．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ) C．滑動(dòng)變阻器R1(0～5Ω，3.0A) D．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω，1.25A) E．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)) F．開關(guān)S和若干導(dǎo)線 (1)為了調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__C___(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母) (2)請(qǐng)根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路。(不要改動(dòng)已連接的導(dǎo)線) 答案：如圖所示 (3)測得通過小燈泡的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)，如下表所示。 組數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 I/A 0 0.09 0.21 0.34 0.40 0.46 0.50 根據(jù)上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)圖上作出該燈泡的I－U圖線。由圖線發(fā)現(xiàn)在電流I增大過程中，小燈泡電阻__變大___(選填“減小”、“不變”或“增大”)。 (4)由I－U圖線可知，小燈泡兩端電壓為2.4V時(shí)的實(shí)際功率是__1.2___W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (5)滑動(dòng)變阻器a端與滑片P之間的電阻為RX，滑動(dòng)變阻器最大阻值為RP，若在該實(shí)驗(yàn)中分別接入滑動(dòng)變阻器R1、R2，調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，則在額定電壓范圍內(nèi)，U隨變化的圖象可能正確的是__B___。 [解析]　(1)燈泡的電流和電壓從零開始測起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了便于測量，滑動(dòng)變阻器的阻值選小的(滑動(dòng)變阻器R1(0～5Ω，3.0A))，故選C； (2)根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路為 (3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示 該小燈泡的I－U圖線如圖所示，由圖線可知，電阻隨著電流增大而增大； (4)根據(jù)圖可知，燈泡兩端電壓為2.4V時(shí)，通過燈泡的電流為0.49A，實(shí)際功率是P＝UI＝2.40.49W＝1.2W； (5)由圖可得U＝，若在該實(shí)驗(yàn)中接入滑動(dòng)變阻器R1調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，≈Rx，整理可得U＝Rx＝E； 若在該實(shí)驗(yàn)中接入滑動(dòng)變阻器R2調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，≈RL，整理可得U＝＝，隨的增大而增大，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選B。 5．(2018廣西陸川縣高三下學(xué)期二模)小明剛從超市購買一節(jié)干電池，于是他想測定該干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，小明做實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： A．干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻小于0.5Ω) B．電流表G(滿偏電流1.5mA，內(nèi)阻為10Ω) C．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω) D．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω，10A) E．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω，1A) F．定值電阻R3＝0.5Ω G．定值電阻R4＝990Ω H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器__D___(填寫序號(hào))； (2)小明按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，畫圖處理數(shù)據(jù)，由于是新電池內(nèi)阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙。請(qǐng)?jiān)谙旅嫠o方框內(nèi)畫出利用本題提供的器材幫助小明改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，要求測量誤差盡可能的?。? 答案：實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示 (3)某同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測出了六組I1(電流表G的示數(shù))和I2(電流表A的示數(shù))，請(qǐng)?jiān)谒o坐標(biāo)紙上使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，做出I1和I2的關(guān)系圖線； 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 I1/mA 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I2/A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 答案：如圖所示： (4)根據(jù)圖線可得，被測電池的電動(dòng)勢(shì)為__1.48(1.47～1.49)___V，內(nèi)阻為__0.30(0.25～0.35均正確)___Ω。 [解析]　(1)為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大，選擇D比較合適。 (2)由于沒有電壓表，給定的電流表G可與定值電阻R4串聯(lián)作電壓表使用；圖象的斜率等于電源的內(nèi)阻，由于是新電池內(nèi)阻很小，發(fā)現(xiàn)圖象斜率較小，給數(shù)據(jù)的處理帶來了很大的障礙，所以電源串聯(lián)一個(gè)電阻作等效內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示； (3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出I1－I2圖象如圖所示 (4)則由閉合電路歐姆定律可知：I1(R4＋RA)＝E－I2(R＋R3)，變形I1＝E－I2(r＋R3)，由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為1.48mA，解得E＝1.48V；由圖象可知r＝0.32Ω。