（江蘇選考）物理第一部分五物理實驗跟蹤檢測（二十三）電學(xué)實驗與創(chuàng)新

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE專題跟蹤檢測（二十三)電學(xué)實驗與創(chuàng)新1．(2017·鎮(zhèn)江一模)小明在研究由某種新材料制成的圓柱體電學(xué)元件(阻值較小)的過程中，進行了如下操作：(1）用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖1甲所示，由圖可知其長度為________mm，用螺旋測微器測量其直徑如圖1乙所示，其直徑為________mm。（2)小明為研究通過該電學(xué)元件的電流I隨兩端電壓U變化的關(guān)系，設(shè)計了圖2所示實驗電路。為使該電學(xué)元件兩端電壓能從零開始調(diào)起,請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將電路實物圖連接完整.(3）小明利用(2)中實驗電路測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示，請你在如圖3所示的坐標(biāo)紙上繪出IU圖像.U/V00.400。600。801.001.201。321。50I/A00.200.450。801。251.802.202.81(4）小明用一節(jié)電動勢為1。5V、內(nèi)阻為0。75Ω的干電池僅對該元件供電。則該元件消耗的電功率為________W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。解析：(1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×9mm＝0.45mm，所以最終讀數(shù)為50.45mm;螺旋測微器固定刻度為4.5mm，可動刻度為0.01×20。0mm＝0.200mm，所以最終讀數(shù)為4.700mm.(2)由于要求電學(xué)元件兩端電壓從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時由于待測電學(xué)元件阻值較小，故應(yīng)采用電流表外接法，連接實物圖如圖甲所示。（3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用描點法得出對應(yīng)的圖像如圖乙所示。（4）在上圖中作出電源的伏安特性曲線,如圖丙所示，兩圖線的交點表示該元件的工作點，則由圖可知，電壓為0。85V，電流I＝0。85A，則功率P＝UI＝0。85×0。85W≈0。72W。答案：（1）50.454.700（2）見解析圖甲(3）見解析圖乙（4）0。722．(2017·泰州三模）為描繪小燈泡的伏安特性曲線,實驗室備有下列器材：A．小燈泡(額定電壓6V,額定電流600mA)B．電流表A1（量程0～0。6A，內(nèi)阻約為0。5Ω)C．電流表A2（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)D．電壓表V（量程0～6V，內(nèi)阻約為10kΩ）E．滑動變阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑動變阻器R2(0~100Ω，1.5A）G．直流電源E（約6V）H．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1）實驗中電流表應(yīng)選用________;滑動變阻器應(yīng)選用________（填器材前面的字母)。(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整。（3)實驗電路連接正確,閉合開關(guān),從最左端向右端調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,記錄電流表和電壓表相應(yīng)示數(shù),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點如圖乙所示，則電路發(fā)生的故障是____________________________________________。解析：（1）小燈泡的額定電流為600mA，因此電流表應(yīng)選擇0~0.6A量程的A1,即B；本實驗需采用滑動變阻器分壓接法，因此滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的R1，即E.（2)根據(jù)原理可知，本實驗滑動變阻器采用分壓接法，同時小燈泡內(nèi)阻較小,故電流表采用外接法,實物連接圖如圖所示。（3）由伏安特性曲線可知,電路中電流和電壓都存在，說明電路是完好的，但明顯沒有測出較小的電流和電壓值，說明滑動變阻器變成了限流接法，因此故障應(yīng)是電源負(fù)極和滑動變阻器左下接線柱間的電路斷路造成的。答案:（1)BE（2）見解析圖（3)電源負(fù)極和滑動變阻器左下接線柱間的電路斷路3．(2017·蘇錫常二模）小華在測量干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，利用了如下實驗器材:一只滿偏電流為100μA的表頭，一只開關(guān)，兩只電阻箱(均為0～999.9Ω)和導(dǎo)線若干.(1)小華先將表頭與圖1中電阻箱1進行連接，將電阻箱調(diào)節(jié)至圖2所示阻值時，把表頭改裝成了量程為50mA的電流表，電阻箱接入電路的阻值為________Ω。(2)用筆畫線代替導(dǎo)線,請將圖1所示實物電路連接圖補充完整。（3)通過改變電阻R，測得相應(yīng)的電流I，并且經(jīng)過相關(guān)計算后一并記錄在下表中.實驗次數(shù)123456R/Ω95。075。055.045。035.025.0I/mA15.018。724.829.536。048.0IR/V1。431.401.361.331.261.20①請在圖3中描繪出IRI圖線；②根據(jù)圖線可求得電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）解析：(1）根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可知，電阻箱示數(shù)R＝5×10Ω＝50Ω。（2）由題意可知，本實驗應(yīng)采用改裝后的電流表與電阻箱串聯(lián)的方式進行，要擴大電流表量程應(yīng)將電阻箱1與表頭并聯(lián)，再與電阻箱2串聯(lián)，實物圖如圖甲所示。(3)①根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的圖像如圖乙所示。②根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，IR＝E－Ir，則可知圖像與縱軸的交點表示電源的電動勢，故E＝1。54V，r＝eq\f（1.54－1.1，0。06）Ω≈7。33Ω。答案:（1）50(2）見解析圖甲（3）①見解析圖乙②1.547。334．(2017·徐州二模）在探究“決定電阻絲電阻的因素"實驗中，實驗小組根據(jù)下表中給出的電阻絲，分別探究電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系。（1）為探究電阻絲電阻與長度的關(guān)系，應(yīng)選擇表中________（填寫編號)電阻絲進行實驗。編號ABCDEFG材料鎳鉻合金康銅錳銅長度（m)1。00.51.01。51.01。01。0橫截面積（mm2）1。01。00.51。02.01。01。0(2）實驗小組設(shè)計了如圖甲、乙所示的電路，其中R1和R2為兩段電阻絲,為能直觀反映兩電阻大小比例關(guān)系，應(yīng)選擇________(選填“甲"或“乙”)電路進行實驗。（3）實驗小組采用圖丙所示裝置測量電阻絲的電阻率，通過改變鱷魚嘴夾子在電阻絲的位置，改變接入電路電阻絲長度，測出接入電路電阻絲長度L和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I。①請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中將實物電路連接完整；②實驗中測出多組I和L的數(shù)據(jù),作出eq\f(1,I)L圖線，測得圖線斜率為k，已知電源電動勢為E，電阻絲橫截面積為S,則電阻絲的電阻率ρ＝________；③(多選）關(guān)于實驗操作過程和誤差分析,下列說法中正確的有________.A．開關(guān)閉合前,應(yīng)將圖丙中滑動變阻器的滑片移到最左端B．閉合開關(guān)，若電流表指針不偏轉(zhuǎn),可用多用電表電壓擋直接檢查電路C．測量過程中，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變D．實驗誤差的主要來源是電流表和電源有內(nèi)阻解析：（1）探究電阻絲電阻與長度的關(guān)系應(yīng)保持電阻絲的材料與橫截面積相同而長度不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知,可以選擇A、B、D材料進行實驗。（2）由題圖甲、乙可知，由圖甲所示電路可以測出電阻R1兩端電壓及兩電阻串聯(lián)時的電壓,應(yīng)用串聯(lián)電路特點可以求出電阻R2兩端電壓，然后求出兩電阻阻值之比；圖乙所示電路不能直接求出兩電阻阻值之比，因此應(yīng)選擇圖甲所示電路.(3)①由實驗原理知，應(yīng)把電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲與滑動變阻器組成串聯(lián)電路,電路圖如圖所示:②由閉合電路歐姆定律可知：I＝eq\f（E,R＋R滑＋r）＝eq\f(E,ρ\f（L，S)＋R滑＋r）,整理得：eq\f(1,I）＝eq\f（ρ,SE)L＋eq\f（R滑＋r，E)，eq\f(1，I）L圖像的斜率：k＝eq\f（ρ，SE），則電阻率:ρ＝kSE；③為保護電路，開關(guān)閉合前，應(yīng)將圖丙中滑動變阻器的滑片移到最右端，故A錯誤;閉合開關(guān)，若電流表指針不偏轉(zhuǎn)，電路可能存在斷路，可用多用電表電壓擋直接檢查電路,故B正確;測量過程中，改變接入電路電阻絲長度過程中，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變,故C正確;應(yīng)用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)，電流表和電源有內(nèi)阻不影響實驗結(jié)果，故D錯誤。答案：（1）ABD（2)甲(3）①見解析圖②kSE③BC5．(2017·徐州模擬)某同學(xué)查閱電動車使用說明書知道自家電動車的電源是鉛蓄電池，他通過以下操作測量該電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）先用多用電表粗測電池的電動勢。把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50V擋，將兩只表筆與電池兩極接觸,此時多用電表的指針位置如圖甲所示，讀出該電池的電動勢為________V。（2)再用圖乙所示裝置進一步測量。多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流擋,與黑表筆連接的是電池的________(選填“正”或“負(fù)”)極。閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R，得到不同的電流值I，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出eq\f（1，I）R圖像如圖丙所示。已知圖中直線的斜率為k,縱軸截距為b,則此電池的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.（結(jié)果用字母k、b表示）(3）他發(fā)現(xiàn)兩次測得電動勢的數(shù)值非常接近,請對此做出合理的解釋:__________________________________。解析：（1）電壓擋量程為50V，則最小分度為1V，則指針對應(yīng)的讀數(shù)為13。0V。（2)多用電表作為電流表使用時,應(yīng)保證電流由紅表筆流進，黑表筆流出，故黑表筆連接的是電池的負(fù)極；由閉合電路歐姆定律可得：I＝eq\f(E,r＋R），變形可得:eq\f（1,I)＝eq\f（r，E）＋eq\f(1，E)·R，則由題圖丙可知：eq\f(r,E）＝b，eq\f（1，E)＝k;則可解得：E＝eq\f（1，k），r＝eq\f(b，k)。（3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時,電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢.答案:（1）13。0（2)負(fù)eq\f(1，k）eq\f（b,k）（3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢6．(2017·常州模擬)理想電壓表內(nèi)阻無窮大，而實際電壓表并非如此，現(xiàn)要測量一個量程為0~3V、內(nèi)阻約為3kΩ電壓表的阻值.實驗室備有以下器材：A．待測電壓表V1:量程為0~3V、內(nèi)阻約為3kΩB．電壓表V2：量程為0～6V、內(nèi)阻約為6kΩC．滑動變阻器R1：最大值20Ω、額定電流1AD．定值電阻R0E．電源：電動勢6V、內(nèi)阻約為1ΩF．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干（1)利用以上器材設(shè)計如圖1所示測量電路，請你按圖示電路將圖2實驗器材連接起來.(2）請寫出按該電路測量電壓表V1內(nèi)阻RV的表達式,并指出表達式中各物理量的含義___________________________________________________________________。（3）在正確連接電路后,閉合開關(guān)S，不斷地調(diào)節(jié)變阻器R1滑片位置，記錄多組電壓表V1、V2示數(shù)，作出U2U1圖線如圖3所示。若R0＝1480Ω，由圖線上的數(shù)據(jù)可得RV＝________Ω。解析：（1)實物連線圖如圖所示：（2)根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有:U2＝U1＋eq\f（U1,RV)·R0，解得：RV＝eq\f（U1R0，U2－U1)；其中，U1、U2分別表示待測電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)，R0表示定值電阻阻值。（3）根據(jù)題(2)表達式