高考物理分類匯編電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

1、專題十七、電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)12021高考山東理綜第212題2霍爾效應(yīng)是電磁根本現(xiàn)象之一,近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展.如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場B,在MN間出現(xiàn)電壓LH,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),LH稱為霍爾電壓,且滿足Uh=K里,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù).某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)d來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù).假設(shè)該半導(dǎo)體材料是空穴可視為帶正電粒子導(dǎo)電,電流與磁場方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測量LH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+接線柱與填“MT或"N'端通過導(dǎo)線相連.薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.

2、10T不變,改變電流I的大小,測量相應(yīng)的LH值,記錄數(shù)據(jù)如下表所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)見做題卡畫出LH-1圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系“xitr'A)3.06.0(9.0112.015.0£/h(x1JL93,44.56N6.8數(shù)為X10-3VA171保存2位有效數(shù)字該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量,取兩個(gè)方向測量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測量電路,S1、險(xiǎn)均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片未畫出.為使電流從Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向填“a或"b,S2擲向填“c或"d.在保持為

3、了保證測量平安,該同學(xué)改良了測量電路,將一適宜的定值電阻串聯(lián)在電路中.其它連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件和填器件代號(hào)之間.答案：M如下圖.1.5bcS1E解析：假設(shè)該半導(dǎo)體材料是空穴可視為帶正電粒子導(dǎo)電,由左手定那么,空穴所受洛倫茲力方向指向MM側(cè)電勢高,用電壓表測量LH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+接線柱與M端通過導(dǎo)線相連.IB由UH=K可知U-I圖線的斜率等于KB/d,由UH-I圖線可求得圖線的斜率等于d0.38,由KB/d=0.38可得：霍爾系數(shù)K=1.5X10-3VA11.為使電流從Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向“b,S2擲向“c.為了保證測量平安,可以將一適宜的定值電阻與電源串

4、聯(lián)連接在電路中.在保持其它連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件S1和E之間.22021高考福建理綜第192題212分硅光電池在無光照時(shí)不產(chǎn)生電能,可視為一電子元件.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲電路,給硅光電池加反向電壓硅光電池負(fù)極接高電勢點(diǎn),正極接低電勢點(diǎn),探究其在無光照時(shí)的反向伏安特性.圖中電壓表的M量程選用3V,內(nèi)阻為6.0k電壓表*量程選用15V,內(nèi)阻約為30kQ;R為保護(hù)電阻；直流電源電動(dòng)勢E約為12V,內(nèi)阻不計(jì).根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙連接成完整電路.用遮光罩罩住硅光電池,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器R,讀出電壓表V、V2的示教U、U.i某次測量時(shí),電壓表Vi示數(shù)如圖丙,那么U=

5、V.可算出通過硅光電池的反向電流大小為mA保存兩位小數(shù).ii該小組測出大量數(shù)據(jù),篩選出下表所示的9組U、U2數(shù)據(jù),算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓UX和通過反向電流Ix表中“-表示反向,并在坐標(biāo)紙上建立Ix-Ux坐標(biāo)系,標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),并繪出Ix-Ux圖線.12343!石7g/v080000.0(5QJ上RM42D.72M41.71O.DL.O上13.1*25.4G.7J.iR/Y-LC-303.0-50-6,0出0-«.OC-WQ.8-0.01-dw-0.04-0.13-0,15-0.29iii由Ix-Ux圖線可知,硅光電池

6、無光照下加反向電壓時(shí),Ix與UX成填“線性或“非線性關(guān)系.答案：連線如圖.i1.400.23ii繪出Ix-Ux圖線如下圖.iii非線性解析：電壓表Vi示數(shù)Ui=1.4V,內(nèi)阻為R/=6.0k,由歐姆定律可知通過的電流為I=Ui/Rv=0.23A.根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),用描點(diǎn)法平滑曲線繪出Ix-Ux圖線如下圖.由Ix-Ux圖線可知,硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí),IX與Ux成非線性關(guān)系.3. 17分C2021高考四川理綜第8題16分在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,一同學(xué)猜測可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān).他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動(dòng)的絕座上,B球用絕緣

7、絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如下圖.實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大；再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大.實(shí)驗(yàn)說明：兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的而增大,隨其所帶電荷量而增大.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是選填：“累積法、“等效替代法、“限制變量法、“或演繹法8. 1減小增大限制變量法.4. 8分2021全國新課標(biāo)理綜1第23題某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖a所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢和電阻“xlk擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有：多用電表；電壓表：里程5V,內(nèi)阻十兒千歐；滑動(dòng)變阻器：最大

8、阻值5kQ導(dǎo)線假設(shè)干.答復(fù)以下問題：1將多用電表擋位調(diào)到電阻“Xlk擋,再將紅表筆和黑表筆,調(diào)零點(diǎn)多用電表(s國(a)2將圖a中多用電表的紅表筆和填“1或“2端相連,黑表筆連接另一端.數(shù)如圖c所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為kQ和V.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分3將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖b所示,這時(shí)電壓表的示別為12.0k和4.00V.從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為kQ.5多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路,如圖d所示.根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的

9、電動(dòng)勢為9.00V,電阻“xlk擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0kQo【命題意圖】此題考查多用電表、閉合電路歐姆定律等根底知識(shí)點(diǎn),意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)定量分析物理問題,解決問題的水平.答案：1短接21315.03.60（4） 12.059.0015.0解析：1多用電表選檔后,要將兩表筆短接后,歐姆調(diào)零.2多用電表內(nèi)部電池的正極相連的是黑表筆,所以多用電表的紅表筆和1端相連,黑表筆連接另一端.3多用電表的讀數(shù)為15.0kQ,電壓表的讀數(shù)為3.60V.4調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時(shí)多用電表的讀數(shù)等于電壓表內(nèi)阻,即電壓表內(nèi)阻為12.0k0.5根據(jù)3中測量數(shù)據(jù)可知電阻“Xlk擋內(nèi)

10、部電路的總電阻為r=15.0k白.根據(jù)4中測量數(shù)據(jù).由閉合電路歐姆定律,E=U2+Ur/R2,代入數(shù)據(jù)得：E=4.00+4.00r/1200;解得：E=9.00V.5. 2021全國新課標(biāo)理綜II第23題7分某同學(xué)用量程為1mA內(nèi)阻為120的表頭按照?qǐng)Da所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表.圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān).答復(fù)以下問題：1根據(jù)圖a所示的電路,在圖b所示的實(shí)物圖上連線.2開關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測量填“電流、“電壓或“電阻；開關(guān)S斷開時(shí),多用電表用于測量填“電流、“電壓或“電阻.圖(b)3表筆A應(yīng)為色填“紅或“黑.4定值電阻的阻值Ri=Q,R>=Q.結(jié)果取3位

11、有效數(shù)字5,7分【答案】1連線如下圖.2分2電流1分電壓1分.3黑1分41.001分8801分【命題意圖】此題主要考查多用電表的原理、使用和電流表電壓表的原理和改裝,意在考查考生應(yīng)用相關(guān)電路知識(shí)分析解決問題水平.【解題思路】1根據(jù)圖a的電路圖連線.2開關(guān)S閉合時(shí),電阻R與電流表并聯(lián),多用電表用于測量電流.開關(guān)S斷開時(shí),電阻R與電流表串聯(lián),多用電表用于測量電壓.A出,表筆A應(yīng)3根據(jù)電流表、電壓表電流從電表正接線柱進(jìn),從電表負(fù)接線柱出,表筆為黑色,表筆B應(yīng)為紅色.4開關(guān)S斷開時(shí),由串聯(lián)電路知識(shí),IgR2+R尸U,解得R2=880Q;開關(guān)S閉合時(shí),由并聯(lián)電路知識(shí),Ig(R2+Rg)=(I-Ig)R,

12、解得R=1.00Q.【易錯(cuò)點(diǎn)撥】解答此題的易錯(cuò)點(diǎn)是：沒有分清開關(guān)閉合和斷開狀態(tài)是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,不能正確應(yīng)用串聯(lián)電路或并聯(lián)電路的相關(guān)規(guī)律解答.6. 2021高考上海物理第26題3分演示地磁場存在的實(shí)驗(yàn)裝置由環(huán)形線圈,微電流傳感器,DIS等組成如圖所示.首先將線圈豎直放置,以豎直方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng),屏幕上的電流指針填：“有或“無偏轉(zhuǎn)；然后仍將線圈豎直放置,使其平面與東西向平行,“無偏轉(zhuǎn)；最后將線圈水平放置,使其從東向西移動(dòng),電流指針填：“有并從東向西移動(dòng),電流指針填：“有或或“無偏轉(zhuǎn).答案：有無無解析：首先將線圈豎直放置,以豎直方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中磁通量變化,屏幕上的電流指針有偏轉(zhuǎn).然后仍將線圈

13、豎直放置,使其平面與東西向平行,并從東向西移動(dòng),線圈中磁通量不變化,電流指針無偏轉(zhuǎn).最后將線圈水平放置,使其從東向西移動(dòng),線圈中磁通量不變化,電流指針無偏轉(zhuǎn).7.2021高考江蘇物理第10題8分為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測量小燈泡的電壓U和電流I,利用P=UI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V,8W,電源為12V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Qo(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如題10-1圖所示.請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.(用筆畫線代替導(dǎo)線)(題10-1圖)(2)現(xiàn)有100、20和50的定值電阻,電路中的電阻R應(yīng)選的定值電阻.(3)測量結(jié)束后,應(yīng)先斷開開關(guān),撤除兩端的導(dǎo)線,再撤除其他導(dǎo)線,最后整理好器材.(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、12描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線,如題10-2圖所示.請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?答案：(1)(見右圖)(2)10(3)電池