（課標通用）高考物理二輪復習 實驗題提分技巧 熱點16 電學創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、熱點16　電學創(chuàng)新實驗 (建議用時：30分鐘) 1．利用如圖所示的電路可以較為準確地測量未知電源的電動勢．圖中Ex為待測電源，ES為標準電源(ES的電動勢已準確測出)，E為工作電源，為電路提供電流．G為零刻度在中央的靈敏電流計，AB為一根粗細均勻的電阻絲，C、D為AB上的兩個活動接觸點，可以在電阻絲上移動．與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺(刻度尺未畫出)，可以測出C、D之間的長度．實驗步驟如下： (1)按圖連接好電路，將K1處于斷開狀態(tài)，K2處于兩個觸點都不接的狀態(tài)． (2)先閉合K1，調(diào)整RP至合適位置． (3)將K2置于1位置，調(diào)整C、D觸點的位置，使電流計指針指向零刻度，記

2、下____________________． (4)將K2置于2位置，重新調(diào)整C、D位置，使____________________，并記下________________． (5)斷開K1，計算待測電源的電動勢的表達式為Ex＝______. 解析 (3)由題意知應記下C、D間的長度L1. (4)應重新調(diào)整C、D位置，使電流計指針指向零刻度并記下此時C、D間的長度L2. (5)根據(jù)電阻定律有R1＝ρ，R2＝ρ， 由電路特點可得I＝＝， 聯(lián)立可得＝，Ex＝ES. 答案 (3)C、D間的長度L1　(4)電流計指針指向零刻度　C、D間的長度L2　(5)ES 2．(2019·陜西咸陽

3、模擬)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)電阻器(NTC)．正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時電阻值增大，負溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時電阻值減小，熱敏電阻的這種特性，常常應用在控制電路中．某實驗小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx(常溫下阻值約為10.0 Ω)的電流隨其兩端電壓變化的特點． A．電流表A1(量程0～100 mA，內(nèi)阻約1 Ω) B．電流表A2(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.3 Ω) C．電壓表V1(量程0～3.0 V，內(nèi)阻約3 kΩ) D．電壓表V2(量程0～15.0 V，內(nèi)阻約10 kΩ) E．滑動變阻器R(最大阻值為10 Ω) F．滑

4、動變阻器R′(最大阻值為500 Ω) G．電源E(電動勢15 V，內(nèi)阻可忽略) H．開關、導線若干 (1)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請在所提供的器材中選擇必需的器材，應選擇的器材為電流表________；電壓表________；滑動變阻器________．(只需填寫器材前面的字母即可) (2)請在所提供的器材中選擇必需的器材，在虛線框內(nèi)畫出該小組設計的電路圖． (3)該小組測出熱敏電阻R1的U-I圖線如圖甲中曲線Ⅰ所示．請分析說明該熱敏電阻是________．(選填“PTC”或“NTC”) (4)該小組又通過查閱資料得出了熱

5、敏電阻R2的UI圖線如圖甲中曲線Ⅱ所示．然后又將熱敏電阻R1、R2分別與某電池連成如圖乙所示電路，測得通過R1和R2的電流分別為0.30 A和0.60 A, 則該電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.(結果均保留三位有效數(shù)字) 解析 (1)由于實驗要求電壓從零調(diào)，所以變阻器應采用分壓式接法，變阻器應選擇阻值較小的E以方便調(diào)節(jié)；根據(jù)電源電動勢為15 V可知電壓表應選D；常溫下當I＝0.6 A時U＝IR＝6 V<15 V，由此可見，為了得到多組數(shù)據(jù)，電流表應選B． (2)由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應用外接法，又變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示．

6、 (3)根據(jù)U＝RI，可知圖象上的點與原點連線的斜率等于待測電阻的阻值大小，從圖線Ⅰ可知線上各點與原點連線的斜率逐漸增大，所以電阻隨電壓(溫度)的增大而增大，即該電阻是正溫度系數(shù)電阻器，所以該熱敏電阻是PTC． (4)根據(jù)閉合電路歐姆定律，接R1時有E＝U1＋I1r，接R2時有E＝U2＋I2r，再根據(jù)U-I圖象可讀出I1＝0.3 A時對應的電壓U1＝8.0 V，當I2＝0.6 A時對應的電壓U2＝6.0 V，聯(lián)立以上兩式解得E＝10.0 V，r＝6.67 Ω. 答案 (1)B　D　E　(2)見解析圖　(3)PTC (4)10.0(9.60～10.4均可)　6.67(6.00～8.00均可

7、) 3．某同學在實驗室測汽車電熱器的電功率，此電熱器額定電壓為12 V．實驗室備有下列器材． A．輸出電壓為16 V的學生電源 B．量程為0～3 A的電流表，內(nèi)阻約0.1 Ω C．量程為0～0.6 A的電流表，內(nèi)阻約0.5 Ω D．量程為0～3 V的電壓表，內(nèi)阻約3 kΩ E．量程為0～15 V的電壓表，內(nèi)阻約15 kΩ F．0～10 Ω，額定電流為0.5 A的滑動變阻器 G．0～10 Ω，額定電流為2 A的滑動變阻器 H．導線，開關 該同學測量的數(shù)據(jù)記錄如下： U/V 2.4 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0 I/A 0.15 0.20 0

8、.30 0.40 0.45 0.50 (1)該電熱器的阻值是否恒定不變？答：________(選填“是”或“不是”)． (2)合理選擇實驗器材：電流表選______，電壓表選______，滑動變阻器選________．(填器材前的字母) (3)請在虛線框內(nèi)畫出電路圖． (4)電熱器的額定功率為________．(保留兩位有效數(shù)字) 解析 (1)由該同學記錄的數(shù)據(jù)可知，電熱器的阻值不是恒定不變的． (2)因?qū)嶒炛须姛崞髯畲箅妷簽?2 V，最大電流為0.5 A，故選擇量程為0～15 V的電壓表，量程為0～0.6 A的電流表；如果采用滑動變阻器的限流接法，則當滑動變阻器阻值調(diào)到

9、最大時，電熱器上的電壓仍然會大于2.4 V，所以采用分壓式接法，由于電熱器的最大電流為0.5 A，采用分壓式時，滑動變阻器的一部分處在干路，故滑動變阻器能承受的最大電流必須大于0.5 A，故選滑動變阻器G. (3)由于電熱器的電阻在20 Ω左右，<，故采用電流表外接法，電路圖如圖所示． (4)P＝UI＝12.0×0.5 W＝6.0 W. 答案 (1)不是　(2)C　E　G　(3)見解析圖　(4)6.0 W 4．實驗室備有以下器材：電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器R1(阻值變化范圍0～20 Ω)、滑動變阻器R2(阻值變化范圍0～1 000 Ω)、電動勢適當?shù)碾娫础⑿襞?4 V,2 W

10、)、開關、導線若干． (1)要完整地描繪小燈泡的UI曲線，請在方框中畫出實驗電路圖，并標出所用滑動變阻器的符號． (2)實驗中描繪出的小燈泡UI曲線如圖甲所示，由圖可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而________(選填“增大”“減小”或“不變”)． 　 (3)如果用上述器材測量所給電源的電動勢和內(nèi)電阻，實驗電路如圖乙所示，圖中R0是阻值為9 Ω的保護電阻，實驗中測得多組數(shù)據(jù)并記錄在下表中，試在圖甲中畫出等效電源的UI圖象，由圖象可求出電源自身內(nèi)阻約為________Ω. 序號 1 2 3 4 5 6 U/V 4.00 3.40 2.80 2.00 1.50

11、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電阻組成串聯(lián)電路，如圖丙所示，此時小燈泡消耗的電功率約為________W. 解析 (1)描繪燈泡的伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動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圖象可知，隨電壓和電流的增大，燈泡的實際功率增大，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圖象如圖中直線所示，由圖示圖象可知，電源內(nèi)阻r＝－R0＝ Ω－9 Ω＝1 Ω. (4)由上圖可知，燈泡直接與電源和保護電阻組成串聯(lián)電路時，燈泡兩端電壓約為2.1 V，電流約為0.39 A，燈泡的電功率為P＝UI≈2.1×0.39 W≈0.82 W. 答案 (1)見解析圖　(2)增大　(3)見解析圖　1　(4)0.82