2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 高考題型研究 課時作業(yè)五 電學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新命題點(diǎn)(含解析)

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1、課時作業(yè)五 電學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新命題點(diǎn) 1.(2019年高三宜昌調(diào)研)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1甲所示電路,可測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有:多用電表、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線若干. 圖1 回答下列問題: (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1”擋,再將紅表筆和黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零.隨后按如圖甲所示把多用電表、電流表、滑動變阻器連接起來,如果圖甲中接線正確,那么與多用電表的a接線柱相接的是_______(選填“黑”或“紅”)表筆. (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,從圖甲位置向右滑動過程中,電流表的讀數(shù)_______.(選填“增大”“減小”或“不變”)

2、(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中,某次歐姆表指針位置如圖1乙所示,讀數(shù)為_______Ω,對應(yīng)電流表的指針位置如圖1丙所示,讀數(shù)為_______ A.經(jīng)過多次測量,得到多組電流表讀數(shù)的倒數(shù),和與之對應(yīng)的歐姆表讀數(shù)R,畫出如圖1丁所示的圖象,由此可得多用電表內(nèi)電池的電動勢為__________ V,選擇“×1”擋時內(nèi)阻為__________ kΩ.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析:(1)與多用電表的a接線柱相接的是電流表的正接線柱,因多用電表黑表筆內(nèi)部接電源的正極,則與多用電表的a接線柱相接的是黑表筆. (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,從題圖甲位置向右滑動過程中,則滑動變阻器接入電路的電阻變小,則

3、電流表的讀數(shù)增大. (3)歐姆表讀數(shù)為32.0×1 Ω=32.0 Ω,對應(yīng)電流表的讀數(shù)為0.200 A.由閉合電路的歐姆定律:E=I(R+r), 即:=R+, 由題圖丁可知:=,=1.6, 解得E=9.60 V,r=15.4 Ω. 答案:(1)黑 (2)增大 (3)32.0 0.200 9.60 15.4 2.(2019年哈爾濱模擬)為測量某電壓表V1的內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖2甲所示.可供選擇的器材如下: A.待測電壓表V1(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) B.電壓表V2(量程0~9 V,內(nèi)阻約10 kΩ) C.定值電阻R1(阻值為600 Ω) D.定值電阻R2

4、(阻值為6 kΩ) E.滑動變阻器R(0~20 Ω) F.直流電源(E=10 V,內(nèi)阻可不計(jì)) G.開關(guān)S及導(dǎo)線若干 圖2 (1)定值電阻應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”). (2)在圖2乙中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接. (3)實(shí)驗(yàn)測量得到的數(shù)據(jù)如下表: 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U1/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 2.80 U2/V 0 1.5 2.7 4.3 5.7 7.8 8.1 請?jiān)趫D丙中描點(diǎn)作出U2-U1圖線,可得待測電壓表V1的內(nèi)阻為________

5、 kΩ(保留兩位有效數(shù)字). 解析:(1)因電壓表V1的內(nèi)阻較大,若與R1串聯(lián),R1的分壓很小,測量誤差較大,故可將電壓表V1與R2串聯(lián). (2)實(shí)物圖如圖3甲所示. 圖3 (3)根據(jù)描點(diǎn)法作出U2-U1圖象如圖3乙所示,由=,解得RV=R2=R2,由圖象求得=2.89,代入解得RV=3.2 kΩ. 答案:(1)R2 (2)見圖3甲 (3)見圖3乙 3.2 3.(2016年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60 ℃時,系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有:熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999

6、.9 Ω),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω),單刀雙擲開關(guān)一個,導(dǎo)線若干. 圖4 在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過報(bào)警器的電流超過20 mA時,報(bào)警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60 ℃時阻值為650.0 Ω. (1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線. (2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”). (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng): ①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為____

7、____Ω;滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________. ②將開關(guān)向________(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至______________________________________________. (4)保持滑動變阻器

8、滑片的位置不變,將開關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用. 解析:(1)電路圖連接如圖5. 圖5 (2)報(bào)警器開始報(bào)警時,對整個回路有 U=Ic(R滑+R熱) 代入數(shù)據(jù)可得R滑=1 150.0 Ω, 因此滑動變阻器應(yīng)選擇R2. (3)①在調(diào)節(jié)過程中,電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用,電阻箱的阻值應(yīng)為報(bào)警器報(bào)警時熱敏電阻的阻值,即為650.0 Ω.滑動變阻器在電路中為限流接法,滑片應(yīng)置于b端附近,若置于另一端a時,閉合開關(guān),則電路中的電流I= A≈27.7 mA,超過報(bào)警器最大電流20 mA,報(bào)警器可能損壞.②開關(guān)應(yīng)先向c端閉合,移動滑動變阻器的滑片,直至報(bào)警器開始報(bào)警為止.

9、 答案:(1)連線見解析圖 (2)R2 (3)①650.0 b 接通電源后,流過報(bào)警器的電流會超過20 mA,報(bào)警器可能損壞?、赾 報(bào)警器開始報(bào)警 4.一只小燈泡標(biāo)有“3.6 V,0.3 A”,某同學(xué)想研究它的燈絲電阻與溫度的關(guān)系. 圖6 (1)該同學(xué)先用多用電表的電阻擋“×1”倍率調(diào)零后,初測燈泡冷態(tài)時的電阻,如圖6所示,則冷態(tài)電阻為________. (2)實(shí)驗(yàn)室提供導(dǎo)線和開關(guān)及下列器材: A.電源E(電動勢為6.0 V) B.電壓表V1(量程為0~3 V,內(nèi)阻約為2 kΩ) C.電壓表V2(量程為0~5 V,內(nèi)阻約為4 kΩ) D.電流表A1(量程為0~0.6

10、A,內(nèi)阻約為0.2 Ω) E.電流表A2(量程為0~100 mA,內(nèi)阻約為2 Ω) F.滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω,額定電流2 A) G.滑動變阻器R2(最大阻值為100 Ω,額定電流1 A) 為了便于調(diào)節(jié),減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差,請你選擇合適的電壓表、電流表和滑動變阻器________(填所選儀器前的字母序號),并在虛線框內(nèi)畫出電路圖. K (3)根據(jù)正確設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,測得電壓、電流,如下表: 電壓/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 電流/A 0 0.051 0.105 0.165

11、0.205 0.235 0.260 0.280 0.300 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,小燈泡的電阻隨溫度升高而________(選填“增大”“減小”或“不變”).若將此小燈泡與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源及阻值為9 Ω的電阻串聯(lián),則燈泡的功率約為________W(保留兩位小數(shù)). 解析:(1)冷態(tài)電阻從多用電表讀數(shù)為:7×1 Ω=7 Ω. (2)小燈泡額定電壓為3.6 V,故電壓表選擇量程為5 V的C;額定電流為0.3 A,則電流表選擇0.6 A量程的D; 為了便于調(diào)節(jié),減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差,滑動變阻器采用分壓接法,選擇小電阻即可,故選擇F;被測電阻阻值較小,故采用電流表外接,電

12、路圖如圖7所示. 圖7 (3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,小燈泡的電阻隨溫度升高而增大. 把定值電阻等效為電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路歐姆定律得:E=U+I(xiàn)(r+R0),U=3-10I,作出電源的I-U圖象,電源圖象與燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)值是燈泡的實(shí)際電壓與實(shí)際電流,由圖象可知,燈泡兩端電壓為1.2 V,電流為0.18 A,燈泡實(shí)際功率為P=UI=1.2 V×0.18 A≈0.22 W. 答案:(1)7 Ω(或7.0 Ω) (2)C、D、F 見解析圖 (3)增大 0.22 5.(2019年長沙聯(lián)考)某同學(xué)要測量如圖8甲所示金屬圓環(huán)材料的電阻率,已知圓環(huán)的半徑為r. 圖8 (1)他

13、先用螺旋測微器測量圓環(huán)材料圓形橫截面的直徑d,如圖8乙所示,則d=________ mm. (2)他再用如圖8丙所示的電路測量該圓環(huán)的電阻,圖中圓環(huán)接入電路的兩點(diǎn)恰好位于一條直徑上,電壓表的量程為5 V.開關(guān)S閉合后,電壓表右端接到a點(diǎn)時電壓表示數(shù)為4.5 V、電流表示數(shù)為1.8 mA,接到b點(diǎn)時電壓表示數(shù)為4.6 V、電流表示數(shù)為1.6 mA.為了減小電阻的測量誤差,他應(yīng)該把電壓表的右端接在________(選填“a”或“b”)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);則圓環(huán)接入電路的兩點(diǎn)間的電阻值為__________Ω,此值__________(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”). (3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表損壞,他又

14、找到另外一個量程為2 V、內(nèi)阻為R1的電壓表V1替代電流表完成了實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中電壓表V和V1的示數(shù)分別為U和U1,改變滑片位置測得多組U、U1數(shù)據(jù),他作出了U-U1圖象為一條直線,如圖8丁所示,測得該直線的斜率為k,則金屬圓環(huán)材料的電阻率的表達(dá)式為________.(用r、d、k、R1表示) 解析:(1)螺旋測微器的固定刻度為5.5 mm,可動刻度為16.5×0.01 mm=0.165 mm,所以最終讀數(shù)為5.5 mm+0.165 mm=5.665 mm. (2)根據(jù)=≈0.02,而=≈0.11,可知,電壓表分流明顯,應(yīng)把電壓表的右端接在b點(diǎn);根據(jù)歐姆定律,則有Rx= Ω=2 875 Ω.

15、 測量值偏大,測得的是電流表的內(nèi)阻與待測電阻串聯(lián)后的總電阻. (3)通過金屬圓環(huán)材料的電流為I= 半圓金屬圓環(huán)電阻為R=ρ,兩個半圓金屬圓環(huán)并聯(lián)電阻為R并==ρ=ρ① 根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),有= 化簡得U=(1+)U1 UU1直線的斜率為k,k=1+② 聯(lián)立①②得ρ=. 答案:(1)5.665 (2)b 2 875 偏大 (3)ρ= 6.(2019年泰安二模)用圖9甲所示裝置測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和某導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)的電阻率.水平管道長為l、寬度為d、高為h,置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.管道上下兩面是絕緣板,前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板,兩導(dǎo)體板與開關(guān)S、電阻

16、箱R、靈敏電流表G(內(nèi)阻為Rg)連接.管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體,液體以恒定速度v自左向右通過.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記下相應(yīng)的電流表讀數(shù). (1)圖9乙所示電阻箱接入電路的電阻值為________Ω. 圖9 (2)與N板相連接的是電流表G的________極(選填“正”或“負(fù)”). (3)圖9丙所示的電流表讀數(shù)為________μA. (4)將實(shí)驗(yàn)中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)的電流表讀數(shù)I繪制出-R圖象為圖9丁所示的傾斜直線,其延長線與兩軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-a,0)和(0,b),則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為________,導(dǎo)電液體的電阻率為________. 解析:

17、(1)電阻箱的示數(shù):R=2×100 Ω+9×10 Ω+1×0.1 Ω=290.1 Ω. (2)根據(jù)左手定則可知,帶正電的離子向前表面偏轉(zhuǎn),帶負(fù)電的離子向后表面偏轉(zhuǎn),故N板帶負(fù)電,則與N板相連接的是電流表G的負(fù)極. (3)題圖丙所示的電流表讀數(shù)為24.0 μA. (4)液體以恒定速度v自左向右通過管道,則所受的電場力與洛倫茲力平衡,即Bqv=qE,又E=,解得 U=Bdv,則回路中產(chǎn)生的電流為I==,變形得:=·R+·(Rg+r),由題知斜率k==,解得 B=,縱截距b=·(Rg+r),解得 r=a-Rg,根據(jù)電阻定律得:r=ρ,其中l(wèi)′=d,S=lh,聯(lián)立解得ρ=. 答案:(1)290.1 (2)負(fù) (3)24.0 (4)  - 10 -

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