2021高考物理一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練五電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析魯科版

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)(45分鐘100分)1.(12分)圖1為測(cè)量電阻的電路,rx為待測(cè)電阻,r的阻值已知,r為保護(hù)電阻,阻值未知,電源e的電動(dòng)勢(shì)未知,k1、k2均為單刀雙擲開關(guān),a為電流表,其內(nèi)阻不計(jì)。(1)按圖1所示的電路,在圖2的實(shí)物圖上連線。(2)測(cè)量rx的步驟為:將k2向d閉合,k1向_閉合,記下電流表讀數(shù)i1,再將k2向c閉合,k1向_(以上兩空均選填“a”或“b”)閉合,記電流表讀數(shù)i2,計(jì)算rx的公式是rx=_。【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖,電源的正極出發(fā),根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖,實(shí)物電路圖如圖所示:(2)該實(shí)驗(yàn)的原理是:用一個(gè)電流表分別測(cè)量出兩個(gè)電阻的電流,根據(jù)二者電壓相等,推

2、導(dǎo)出待測(cè)電阻的表達(dá)式。因此實(shí)驗(yàn)步驟為:將k2向d閉合,k1向a時(shí),測(cè)量的i1是rx的電流;當(dāng)k2向c閉合,k1向b時(shí),測(cè)量的i2是r的電流,rx與r并聯(lián),所以:i1rx=i2r,解得:rx=i2ri1。答案:(1)見解析圖(2)abi2ri12.(12分)(2020和平區(qū)模擬)將兩個(gè)金屬電極鋅、銅片插入一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池。現(xiàn)要測(cè)量橘子電池(如圖甲所示)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,三位同學(xué)采用不同的方法進(jìn)行探究。(1)甲同學(xué)用多用電表的直流電壓擋,選擇01 v 量程,直接測(cè)銅、鋅兩金屬片之間的電壓時(shí)示數(shù)為0.82 v;若已知該水果電池的內(nèi)阻約為2 100 ,則該水果電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)_(選填“大于

3、”“等于”或“小于”)0.82 v。(2)乙同學(xué)利用伏安法并借助dis實(shí)驗(yàn)器材中的電壓傳感器、電流傳感器測(cè)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電路如圖乙所示。表是乙同學(xué)測(cè)量該水果電池時(shí)記錄的數(shù)據(jù)。次數(shù)123456電壓u/v0.320.360.440.520.600.68電流i/ma0.320.300.260.220.180.14請(qǐng)你根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在給出的圖丙坐標(biāo)紙中描點(diǎn)作出u隨i變化的關(guān)系圖象,由圖象求出水果電池的電動(dòng)勢(shì)為_v,內(nèi)阻為_。(3)丙同學(xué)將四個(gè)這樣的水果電池串聯(lián)起來(lái)給“2.5 v0.5 a”的小燈泡供電,結(jié)果燈泡不發(fā)光(經(jīng)檢查,電路無(wú)故障),則燈泡不亮的原因是_。【解析】(1)多用電表測(cè)量的是路

4、端電壓,水果電池有較大的內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,水果電池的電動(dòng)勢(shì)大于0.82 v;(2)作出u隨i變化的關(guān)系圖象:u-i圖象的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻,由圖象可知水果電池的電動(dòng)勢(shì)為e=0.96 v,內(nèi)阻為r=2.0103 。(3)水果電池的內(nèi)阻太大,回路中電流太小,路端電壓太小,燈泡不發(fā)光。答案:(1)大于(2)見解析圖0.962.0103(3)水果電池的內(nèi)阻太大,回路中電流太小,路端電壓太小3.(12分)(2019濟(jì)南模擬)攝影中常用測(cè)光表來(lái)測(cè)定光的強(qiáng)度以便確定合適的曝光時(shí)間。光的強(qiáng)弱可以用照度來(lái)計(jì)量,光越強(qiáng)照度越大,照度單位為lx。光敏電阻是阻值隨著光的

5、照度而發(fā)生變化的元件,如圖甲所示為某光敏電阻r在不同照度下的阻值變化情況。某同學(xué)按照?qǐng)D乙所示的電路圖連成電路,測(cè)出在不同光的照度值下對(duì)應(yīng)的電流值,將照度值標(biāo)在電流表對(duì)應(yīng)的刻線上,就將電流表改裝成一個(gè)簡(jiǎn)易的測(cè)光表?，F(xiàn)有的器材及規(guī)格如下:光敏電阻rp;電流表a(量程0500 a,內(nèi)阻等于500 );兩節(jié)干電池e(每節(jié)的電動(dòng)勢(shì)1.5 v,內(nèi)阻約0.5 );定值電阻r1(阻值等于5 500 );定值電阻r2(阻值等于4 500 );開關(guān)k;(1)根據(jù)圖甲所示圖線可知光敏電阻r的阻值隨光的照度增大而_(選填“增大”或“減小”)。(2)此簡(jiǎn)易測(cè)光表上較小的照度值應(yīng)該對(duì)應(yīng)_(選填“較大”或“較小”)的電流值

6、。(3)若此簡(jiǎn)易測(cè)光表測(cè)量量程的最大照度值為12 00 lx,電路中串聯(lián)的保護(hù)電阻r應(yīng)該選擇_(選填“r1”或“r2”)。(4)隨著干電池使用時(shí)間變長(zhǎng),干電池的內(nèi)阻會(huì)變很大。若不及時(shí)更換干電池,會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的光的照度值比真實(shí)值_(選填“大”或“小”)。【解析】(1)由圖甲所示圖線可知,光敏電阻r的阻值隨光的照度增大而減小。(2)由圖乙所示電路圖可知,電路電流為:i=er+rp+r+ra,隨光照強(qiáng)度減小,光敏電阻阻值增大,電路電流i減小,由此可知:較小的照度值應(yīng)該對(duì)應(yīng)較小的電流值。(3)由圖甲所示圖線可知,照度為12 00 lx時(shí)光敏電阻阻值約為1 k,電路電流最大時(shí),電路總電阻最小約為:eig=

7、3v50010-6 a=6 000 ,則定值電阻大小為6 000 -1 000 -500 =4 500 ,應(yīng)選擇r2;(4)由圖乙所示電路圖可知,電路電流:i=er+rp+r+ra,電源內(nèi)阻變大,電路電流減小,相當(dāng)于光敏電阻阻值增大,對(duì)應(yīng)照度減小。答案:(1)減小(2)較小(3)r2(4)小4.(12分)在市場(chǎng)上銷售的銅質(zhì)電線電纜產(chǎn)品中,部分存在導(dǎo)體電阻不合格問(wèn)題,質(zhì)檢部門檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一種是銅材質(zhì)量不合格,使用了再生銅或含雜質(zhì)較多的銅;再一種就是銅材質(zhì)量合格,但橫截面積較小。質(zhì)檢組查閱到:常溫下,純銅的電阻率約為1.7510-8 m。為檢測(cè)一捆銅電線的電阻率是否合格,現(xiàn)取一段銅電線測(cè)量其電阻率,

8、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材如下:a.電源(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 v,內(nèi)阻不計(jì));b.待測(cè)銅電線(長(zhǎng)度150 m,橫截面積約1 mm2);c.電流表a1(量程150 ma,內(nèi)阻r1約為2 ):d.電流表a2(量程100 ma,內(nèi)阻r2=3 );e.滑動(dòng)變阻器r1(020 ,額定電流0.2 a);f.開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)小組成員先用螺旋測(cè)微器測(cè)量該銅電線的直徑d,如圖(a)所示,則d=_mm。(2)小組設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖(b)所示,則p是_,n是_(填對(duì)應(yīng)器材符號(hào)),通過(guò)實(shí)驗(yàn)作出的圖象如圖(c)所示。(3)由圖(b)電路測(cè)得的銅電線的電阻,其測(cè)量值比真實(shí)值_(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。(4)由圖(c)

9、求得這捆銅電線的電阻率=_m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)從銅電線自身角度,你認(rèn)為電阻率大的可能原因是_。【解析】(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是固定刻度與可動(dòng)刻度的示數(shù)之和,所以銅電線的直徑d=1 mm+12.50.01 mm=1.125 mm。(2)由于題目只給了兩個(gè)電流表,顯然其中之一是當(dāng)成電壓表來(lái)使用的,但只有已知該電流表的內(nèi)阻才能由電流表的示數(shù)確定該表兩端電壓,所以p應(yīng)選內(nèi)阻已知的a2,n選電流表a1;(3)由串并聯(lián)電路的關(guān)系,可以寫出i2 與銅導(dǎo)線的電流i1-i2的關(guān)系:i2r2=(i1-i2)rx ,所以i2=rxr2(i1-i2),由于兩電流表均測(cè)出的是各自的電流,無(wú)分流或分壓引起的誤差,所

10、以測(cè)量值與真實(shí)值相等。(4)由丙圖的圖象斜率k=i2i1-i2=rxr2=7060,所以rx=70603 =3.5 ,再根據(jù)電阻定律可求得電阻率=rxd24l=3.143.5(1.12510-3)24150 m=2.3210-8 m;對(duì)比題目所給的銅的電阻率,顯然是偏大的,可能是由于銅中含有過(guò)多的雜質(zhì)或者是再生銅所做。答案:(1)1.125(2)a2a1(3)不變(4)2.3210-8使用了再生銅或含過(guò)多雜質(zhì)的次銅5.(17分)某同學(xué)想在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量電壓表v1的內(nèi)阻。(1)他先用多用電表的歐姆擋“1 k”測(cè)量,如圖甲所示,該讀數(shù)為_;多用表的紅表筆與電壓表v1的_(選填“正”或“負(fù)”)接線柱相連

11、。(2)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量電壓表v1的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下:a.待測(cè)電壓表v1(量程為03 v);b.電壓表v2(量程為09 v,內(nèi)阻約為9 k);c.滑動(dòng)變阻器r1(最大阻值為20 ,額定電流為1 a);d.定值電阻r3(阻值為6 k);e.電源(電動(dòng)勢(shì)為9 v,內(nèi)阻約為1 );f.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。根據(jù)提供的器材,連接圖乙中的實(shí)物圖。某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表v1和電壓表v2的讀數(shù)分別為u1和u2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,多次測(cè)量,作出u2-u1圖象如圖丙所示,已知圖象的斜率為k,則內(nèi)阻rv1的表達(dá)式為_(用r3和k表示)?？紤]電壓表v2的內(nèi)電阻,則該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果_(選填“有”或“無(wú)”

12、)影響。【解析】(1)用多用電表的歐姆擋“1 k”測(cè)量,該讀數(shù)為61 k=6 000 ;電流從多用電表的負(fù)極流入,則多用表的紅表筆與電壓表v1的負(fù)接線柱相連。(2)實(shí)物連線如圖所示;由歐姆定律可得:u2=u1+u1rv1r3即為:u2=u1(1+r3rv1),則1+r3rv1=k解得:rv1=r3k-1由電路圖可知,電壓表v2的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。答案:(1)6 000負(fù)(2)見解析圖r3k-1無(wú)6.(17分)在物理課外活動(dòng)中余干中學(xué)劉雨桐同學(xué)制作了一個(gè)歐姆表,圖甲為歐姆表的電路圖。已知電流表滿偏電流ig=10 ma,電池電動(dòng)勢(shì)為e,電路中電流i與待測(cè)電阻的阻值rx關(guān)系圖象如圖乙所示。(1)

13、為了測(cè)該圖乙電阻r1大小和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì),劉雨桐同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)r0的阻值使電表指針滿偏。將電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻使電表指針指滿刻度的12處,此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖丙所示,則r1應(yīng)為_。計(jì)算得到歐姆表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_v。(保留兩位有效數(shù)字),則圖乙中函數(shù)圖象關(guān)系式為_。(2)劉雨桐同學(xué)想用歐姆表直接去測(cè)量某電壓表(量程10 v)的內(nèi)阻(大約為幾十千歐),歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率“1 k”擋。先將紅、黑表筆短接調(diào)零后,應(yīng)選用圖丁中_(選填“a”或“b”)方式連接?！窘馕觥?1)根據(jù)圖乙可知,r1對(duì)應(yīng)中值電阻即半偏時(shí)的待測(cè)阻值,現(xiàn)

14、在調(diào)節(jié)電阻使電表指針指滿刻度的12處,所以電阻箱示數(shù)就是r1對(duì)應(yīng)的值,所以r1=150 。設(shè)歐姆表內(nèi)阻為r內(nèi),根據(jù)閉合電路歐姆定律半偏時(shí):12ig=er內(nèi)+r1,短接時(shí):ig=er內(nèi)解得:r內(nèi)=r1=150 ,e=1.5 v根據(jù)閉合電路歐姆定律可知函數(shù)關(guān)系式:i=er內(nèi)+rx=1.5150+rx。(2)歐姆表電流始終為紅表筆流入黑表筆流出,所以黑表筆接內(nèi)部電源的正極,所以黑表筆應(yīng)接電壓表的正接線柱,a正確,b錯(cuò)誤。答案:(1)1501.5i=1.5rx+150(2)a7.(18分)(2019廣州模擬)用如圖a所示的電路測(cè)量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。(1)開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移至_

15、端(選填“a”或“b”)。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的阻值,并繪得如圖b的rt-t關(guān)系圖線,根據(jù)圖線寫出該鉑熱敏電阻的rt-t關(guān)系式:rt=_()。(3)鉑熱敏電阻對(duì)溫度變化很靈敏,可以制成電阻溫度計(jì)。請(qǐng)利用開關(guān)、導(dǎo)線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源(調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)可以選擇不同的輸出電流,且輸出電流不隨外部條件的變化而變化),設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電阻溫度計(jì)并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖。(4)結(jié)合圖b的關(guān)系圖線,選擇恒流源的輸出電流為0.15 a,當(dāng)選用的電表達(dá)到滿偏時(shí),電阻溫度計(jì)所測(cè)溫度為_。如果要提高該溫度計(jì)所能測(cè)量的最高溫度值,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N可行的方法: _?！窘馕觥?1)開關(guān)閉合前,為了保護(hù)電路,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處,即滑片應(yīng)滑到b端;(2)根據(jù)圖象的直線的特點(diǎn),可以選設(shè)rt=kt+b,再由圖象上的兩個(gè)特殊點(diǎn)求出k和b,當(dāng)t=0時(shí),rt=50 ,從而得到b=50,而當(dāng)t=100 時(shí),rt=150 ,從而求得k=1,所以該熱敏電阻的rt-t關(guān)系式:rt=t+50()。 (3)由于題