高中物理訓(xùn)練專題【電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新】

1、限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(十五)電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新建議用時(shí)45分鐘，實(shí)際用時(shí)1.圖甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測(cè)量一個(gè)阻值約為20。的電阻，測(cè)量步驟如下:乙調(diào)節(jié)，使電表指針對(duì)準(zhǔn)(填“電阻”或“電流”)的“0”刻線.(2)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Q”擋的 位置(填“XI” “X1O” “X1OO”或“XIk ).(3)將紅、黑表筆分別插入“ + 一”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)，使電表 指針對(duì)準(zhǔn)(填“電阻”或“電流”)的箋刻線.(4)將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為 Q.(5)測(cè)量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置.解析：(1)將選擇開關(guān)撥到歐姆擋前，先要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.方法是

2、調(diào)節(jié)機(jī)械定位螺絲，使 電表指針指在電流等于零的刻線位置.(2)用多用電表測(cè)20 Q的電阻時(shí)，要把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“C”擋“ X 1 ”的位置.(3)將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在“C”擋的零刻 線上.(4)由乙圖讀出該電阻的阻值為19.0 Q.答案：定位螺絲電流(2)X1 (3)歐姆調(diào)零旋鈕電阻(4)19.02. (2020湖南五校聯(lián)考)如圖甲所示是一種測(cè)量電容器電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)高阻值電阻放電的方法，測(cè)出電容器充電至電壓為U時(shí)所帶電荷量Q,從而求出待測(cè)電容器 的電容C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：A.按圖甲所示的電路圖連接好電路：B.閉合開關(guān)S,調(diào)吊

3、j電阻箱R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時(shí)電 流表的示數(shù)是/o=49O pA,電壓表的示數(shù)d=8.0 V：C.斷開開關(guān)S,同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5 s測(cè)量一次電流i的值，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表格, 并標(biāo)在圖乙的坐標(biāo)紙上(時(shí)間/為橫坐標(biāo)，電流i為縱坐標(biāo))，如圖乙中小黑點(diǎn)所示.(1)在圖乙中作出口圖線；(2)圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積的物理意義是:(3)該電容器的電容為 F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(4)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表接在廣、。兩端，則電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值(選填“偏大”“偏小”或“相等”).解析：(1)用平滑的曲線連接各點(diǎn)，作出的圖線如圖所示.i/ibA10 20 30 40 5

4、0 60 70 tls(2)由AQ=/4知，i-t圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電荷量,即電容器開始放電時(shí)所帶電 荷量.(3)算出格子數(shù)，可得i-t圖象與坐梯由所圍的面積。=8.0X 10 - 3 c ,Q 08X10-3貝”二加缶二= LX10-E(4)若把電壓表接在F、D兩端,則電容器放電時(shí)，有一部分電荷量會(huì)從電壓表中流過(guò)， 使得通過(guò)電流表的電荷量小于電容器帶的電荷量，從而使電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值偏小.答案：(1)見解析圖(2)電容器所帶電荷量(3)1.0X103 (幻偏小3.(2020湖北四地七校聯(lián)考)在測(cè)定兩行干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用到的 器材有一個(gè)電壓表，一個(gè)電阻箱，一個(gè)

5、定值電阻(Ro=15C), 一個(gè)開關(guān)S,兩節(jié)干電池，若干 導(dǎo)線，其實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示.(1)在圖乙的實(shí)物圖中，部分電路已正確連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將余下部分電路連接 好.(2)改變電阻箱的阻值R,用電壓表(量程0-1.5 V)測(cè)出定值電阻兩端的電壓U.下列三組 電阻箱阻值R的調(diào)節(jié)范圍方案中，比較合理的方案是.15 75 c150 750 c15007 500 C(3)開關(guān)S斷開，調(diào)廿電阻箱，讀出其阻值R,開關(guān)S閉合，讀出電壓表的示數(shù)；如 此反復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組正確的數(shù)據(jù)心和S,心和S,使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作 出電壓表示數(shù)的倒數(shù)與與電阻箱的阻值R的關(guān)系圖線如圖丙所示，結(jié)合圖線計(jì)算出兩許干

6、電 池的電動(dòng)勢(shì)七=，內(nèi)阻r=,(結(jié)果用小和表示)(4)用這個(gè)方法測(cè)得的內(nèi)阻和真實(shí)值相比(選填“偏大”“相等”或“偏小”).解析：(1)如圖所示.根據(jù)歐姆定律，電路中的最大電流約為/mx二十丁=0.1 A ,所以電路中的最小電阻約p 3為Rmn二L二片7。=30。，電壓表的偏轉(zhuǎn)角度一般大于里程的三分之一，故電路中的最大 /max v. 1F p電阻約為Rnrn二廣二廣二90 C ,所以電阻箱的最大阻值約為(90 - 15) C=75 C ,最小阻值 /min .g/maK等于定值電阻的阻值，所以合理的方案是A.E U 11/?0 + /,1(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有/二n ；，/二彳，得不二市

7、嶗十7葭，結(jié)合題圖丙有前Ro 十 R 十N) U 匕Ku LK)匕N。b Ro 十 r4二麗”解得工二麗，i - &(4)利用歐姆定律求出的電流只是/?()中的電流，由于電壓表的分流作用，所以內(nèi)阻的測(cè)量值偏小.答案：(1)見解析圖(2)A點(diǎn)a-Ro (4)偏小4.(2020山東日照上學(xué)期期末)電阻溫度計(jì)是根據(jù)導(dǎo)體電阻隨溫度而變化的規(guī)律來(lái)測(cè)量溫 度的.伯電阻溫度計(jì)是最精確的溫度計(jì)，因?yàn)槠傻幕瘜W(xué)惰性，成為-272.5 至961.78 C范 國(guó)內(nèi)的首選材料，其電阻與溫度成一次函數(shù)關(guān)系.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路探究粕 金屬的溫度特性.所用器材有：珀金絲Rpu電源；電流表；滑動(dòng)變阻器Q;電阻箱&;

8、單 刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S3實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路圖甲，連好實(shí)物圖乙：將用汽置于冰水混合物中，開關(guān)S?與1接通，閉合，調(diào)行尺的滑片位置，使電流表 的讀數(shù)為/()；保持N的滑片位置不變，將公置于最大值，開關(guān)S?與2接通，調(diào)行&,使電流表的 讀數(shù)仍為/()：斷開S2,記下此時(shí)Ri的讀數(shù)100.0 Q：再將Rpi置于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水中，重復(fù)上述過(guò)程，此時(shí)明的讀數(shù)為138.5 Q 回答下列問(wèn)題：(1)在圖乙中，將實(shí)物連線補(bǔ)充完整：(2)閉合S.前，圖乙中R的滑片應(yīng)移動(dòng)到(填“/或力)端：(3)在圖坐標(biāo)紙上作出圖線：(4)當(dāng)測(cè)得R?的阻值為247.09 Q時(shí)，能處在的環(huán)境中(保留到個(gè)位數(shù))：(5)實(shí)驗(yàn)

9、后，小明用螺旋測(cè)微器測(cè)得粕金絲的直徑如圖丙所示，則粕金絲的直徑為mm.解析：(1)按電路圖連接實(shí)物圖如圖所示.為了保護(hù)用電器，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的最大電阻接入電路中，即閉合舟前， 題圖乙中/?1的滑片應(yīng)移動(dòng)到端.(3)將Rm置于冰水(0 )混合物中，R田的電阻為100 Q，將/?也置于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水(100 C)中，心的電阻為138.5 C ,其電阻與溫度成一次函數(shù)關(guān)系，所以RpH圖線如圖所示.20 40 60 80 10() t/T,138.5 - 100（4）由圖象可得，電阻與溫度間的關(guān)系為：以二100十一兩/= 100 + 0.385/當(dāng)測(cè)得Ri的阻值為247.09 C時(shí)，即Rp

10、i的電阻為247.09 Q，代入解得：個(gè)382 C（5）嗨測(cè)微器的讀數(shù)：0.5 mm+ 20.6X0.01 mm = 0.706 mm.答案：（1）見解析圖（2）“ （3）見解析圖（4）382（5）0.706（0.704-0.708 均可）5. （2020寧夏銀川一中高三下學(xué)期第一次模擬考試）一根均勻的細(xì)長(zhǎng)空心金屬圓管，其橫 截面如圖甲所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng) ,電阻R約為5C,這種金屬的電阻率為夕，因管線內(nèi)徑太小無(wú) 法直接測(cè)量，某同學(xué)設(shè)沖下列實(shí)驗(yàn)方案盡可能精確測(cè)定它的內(nèi)徑出（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線外徑O,圖乙為螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)，用該螺旋測(cè)微 器測(cè)量的管線外徑讀數(shù)為5.200 mm,則所測(cè)金

11、屬管線外徑D=mm.甲乙（2）為測(cè)量金屬管線的電阻R,取兩門干電池（內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A.電流表00.6A,內(nèi)阻約0.05CB.電流表03A,內(nèi)阻約0.01CC.電壓表03V,內(nèi)阻約10kQD.電壓表015 V,內(nèi)阻約50kQE.滑動(dòng)變阻器，。10 C（額定電流為0.6 A）F,滑動(dòng)變阻器，0100 C（額定電流為0.3 A）為準(zhǔn)確測(cè)出金屬管線阻值，電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選.（填序號(hào)）（3）如圖丙所示，請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求用筆代線將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整.丙（4）根據(jù)已知的物理量（長(zhǎng)度L、電阻率力和實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量（電壓表讀數(shù)（7、電流表 讀數(shù)/、金屬管線外徑。），

12、則金屬管線內(nèi)徑表達(dá)式4=.解析：螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)3.3 X 0.01 nun = 0.033 mm螺旋測(cè)微器測(cè)量的管線外徑讀數(shù)為5.200 nun則所測(cè)金屬管線外徑D = 5.200 - 0.033 mm=5.167 mm.(2)兩節(jié)新的干電池電動(dòng)勢(shì)為3 V ,因此電壓表選擇3 V的量程，即為C ；因?yàn)殡娐分凶頕 3大電流大約為人二萬(wàn)二W A=0.6 A ,為了測(cè)量的精確，電流表應(yīng)選擇A ；滑動(dòng)變阻器采用限 A J流式接法，因?yàn)榇郎y(cè)電阻較小，所以滑動(dòng)變阻器圜圣E.(3)由于待測(cè)電阻的平方小于電壓表與電流表內(nèi)阻的乘積，屬于小電阻，所以電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器最大阻值大于被測(cè)電阻阻值，可

13、采用限流接法，實(shí)物電路圖如圖所示.(4)該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量空心金屬管的內(nèi)徑，通過(guò)歐姆定律測(cè)出電阻的大小，結(jié)合電阻定律測(cè) 出橫截面積，從而根據(jù)外徑求出內(nèi)徑的大小.故所需測(cè)量的物理量為金屬管的長(zhǎng)度L、金屬 管的外徑D、加在管兩端的電壓U、通過(guò)管的電流強(qiáng)度，.據(jù)歐姆定律得，R二半，又R=, 則S二爺，因?yàn)镾二照卜制2,解得：二夜-喘答案：5.167 (2)A C E (3)見解析圖6. (2020福建廈門市第一次質(zhì)量檢測(cè))舉世矚目的嫦娥四號(hào)，其能源供給方式實(shí)現(xiàn)了新的 科技突破：它采用同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術(shù)結(jié)合的方式供能，也就是用航天器兩 而太陽(yáng)翼收集的太陽(yáng)能和月球車上的同位素?zé)嵩磧煞N能源供給探

14、測(cè)器.圖甲中探測(cè)器兩側(cè)張 開的是光伏發(fā)電板，光伏發(fā)電板在外太空將光能轉(zhuǎn)化為電能.U/V 某同學(xué)利用圖乙所示電路探究某光伏電池的路端電壓U與電流/的關(guān)系，圖中定值電阻 Ro=5C,設(shè)相同光照強(qiáng)度下光伏電池的電動(dòng)勢(shì)不變，電壓表、電流表均可視為理想電表.（1）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射該電池，閉合開關(guān)S,調(diào)行滑動(dòng)變阻器R的阻值，通過(guò) 測(cè)量得到該電池的U-I曲線（如圖丁）.由此可知，該電源內(nèi)阻是否為常數(shù)（填“是” 或“否”），某時(shí)刻電壓表示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為 V,由圖象可知，此時(shí)電源內(nèi)阻為 Q實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一光照的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得S/曲線（如圖?。?（2）在實(shí)驗(yàn)一中當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)路端電壓為2.5 V,則在實(shí)驗(yàn)二中滑動(dòng)變阻 器仍為該值時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為 W（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.解析：（1）由5/圖象可知，因圖象的斜率等于電源的內(nèi)阻，可知電源內(nèi)阻不是常數(shù)；電 壓表的量程為3.00 V ,則讀數(shù)為1.50V；由題圖丁中讀出,此時(shí)電路中的電流為250 mA ,因E-U 2.90- 1.50電源的電動(dòng)勢(shì)為七二2.90V ,可得此時(shí)電源的內(nèi)阻廠二一一二一一 Q = 5.6 Q.（2）在實(shí)驗(yàn)一中當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)路端電壓為2.5 V ,可得此時(shí)的電流為100U 2 5mA ,則滑動(dòng)變阻器的阻值為