2024高考物理二輪復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練含解析

PAGE8-電學(xué)試驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)1.(16分)(2024·天津卷)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)是mm。

(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路,盡量精確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω,畫出試驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明器材代號(hào)。電源E(電動(dòng)勢(shì)10V,內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1(量程0~250mA,內(nèi)阻R1=5Ω)電流表A2(量程0~300mA,內(nèi)阻約為5Ω)滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω,額定電流2A)開關(guān)S及導(dǎo)線若干(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確,測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx=。從設(shè)計(jì)原理看,其測(cè)量值與真實(shí)值相比(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

答案:(1)0.200(0.196~0.204均可)(2)如圖所示(3)I1R解析:(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度尺上沒有漏出第一條半毫米刻度線,可動(dòng)刻度的示數(shù)為20.0×0.01mm=0.200mm,即為最終讀數(shù)。(2)本試驗(yàn)是測(cè)金屬絲電阻,給出的試驗(yàn)器材中沒有電壓表而有兩個(gè)電流表,沒有定值電阻或電阻箱,不能用電流表改裝成電壓表運(yùn)用,故首先要考慮利用電流表A1(因?yàn)閮?nèi)阻已知)作為電壓表運(yùn)用,即設(shè)計(jì)電路時(shí)電流表A1與待測(cè)電阻要并聯(lián),而電流表A2放在測(cè)量電路的干路上。在限制電路的設(shè)計(jì)時(shí),滑動(dòng)變阻器選用分壓式接法能有效防止電流表被燒壞,并能最大限度地?cái)U(kuò)大調(diào)整范圍。(3)由答案電路圖可知待測(cè)電阻兩端的電壓即為電流表A1的電壓為U=I1R1,待測(cè)電阻的電流為I=I2-I1,故待測(cè)電阻Rx=UI=I2.(16分)某同學(xué)打算利用下列器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。A.待測(cè)干電池兩節(jié),每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻為幾歐姆B.直流電壓表V1、V2,量程均為0~3V,內(nèi)阻約為3kΩC.定值電阻R0未知D.滑動(dòng)變阻器R,最大阻值為RmE.導(dǎo)線和開關(guān)(1)依據(jù)如圖甲所示的實(shí)物連接圖,在圖乙方框中畫出相應(yīng)的電路圖。甲乙(2)試驗(yàn)之前,須要利用該電路圖測(cè)出定值電阻R0,方法是先把滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大阻值Rm,再閉合開關(guān),電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U10、U20,則R0=(用U10、U20、Rm表示)。

丙(3)試驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,描繪出U1-U2圖像如圖丙所示,圖中直線斜率為k,與橫軸的截距為a,則兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E=,總內(nèi)阻r=。(均用k、a、R0表示)

答案:(1)見解析圖(2)U20-(3)ka解析:(1)依據(jù)如題圖甲所示的實(shí)物連接圖畫原理圖,要留意兩個(gè)電壓表所測(cè)部分,V1測(cè)滑動(dòng)變阻器的電壓,V2測(cè)路端電壓。(2)由電路連接關(guān)系可知R0Rm=U20-U(3)由閉合電路歐姆定律可知E=U2+U2-U1R0r,整理可得U1=R0+rrU2-R0rE,所以有k=R0+rr,可得r=3.(16分)(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某試驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路探究在25~80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Ω;電源E(6V,內(nèi)阻可忽視);電壓表V(量程0~150mV);定值電阻R0(阻值20.0Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~999.9Ω);單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2。甲試驗(yàn)時(shí),先按圖甲連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0℃。將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)整R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)整R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開S1,登記此時(shí)R2的讀數(shù),漸漸降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0℃,試驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題:(1)在閉合S1前,圖甲中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;

(2)在圖乙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出R2-t曲線;乙丙(3)由圖乙可得到RT在25~80℃范圍內(nèi)的溫度特性,當(dāng)t=44.0℃時(shí),可得RT=Ω;

(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖丙所示,該讀數(shù)為Ω,則手心溫度為℃。

答案:(1)b(2)將(60.0,320.0)和(70.0,270.0)兩個(gè)點(diǎn)畫進(jìn)圖中并連出圓滑的R2-t曲線如圖所示。(3)450.0(4)620.033.0解析:(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接進(jìn)電路,保證平安。(2)描點(diǎn)后留意與已有曲線連接成一個(gè)完整的圓滑曲線。(3)從R2-t曲線中可讀出t=44.0℃時(shí)R2=450.0Ω,所以RT=R2=450.0Ω。(4)由題圖丙得R2的相應(yīng)讀數(shù)為620.0。從R2-t曲線中找到縱坐標(biāo)為620.0的點(diǎn),其橫坐標(biāo)為33.0℃。4.(16分)(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)要探討一小燈泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有:電流表A1(量程200mA,內(nèi)阻Rg1=10.0Ω)、電流表A2(量程500mA,內(nèi)阻Rg2=1.0Ω)、定值電阻R0(阻值R0=10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)阻很小)、開關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示。(1)依據(jù)圖甲,在圖乙的實(shí)物圖中畫出連線。甲乙(2)若I1、I2分別為流過(guò)電流表A1和A2的電流,利用I1、I2、Rg1和R0寫出:小燈泡兩端的電壓U=,流過(guò)小燈泡的電流I=。為保證小燈泡的平安,I1不能超過(guò)mA。

(3)試驗(yàn)時(shí),調(diào)整滑動(dòng)變阻器,使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次變更滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2。所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出。I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得,當(dāng)I1=173mA時(shí),燈絲電阻R=Ω(保留1位小數(shù))。

(4)假如用另一個(gè)電阻替代定值電阻R0,其他不變,為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線,所用電阻的阻值不能小于Ω(保留1位小數(shù))。

答案:(1)如圖所示(2)I1(Rg1+R0)I2-I1180(3)11.6(4)8.0解析:(1)留意連線不要交叉,電表的正接線柱接電源正極。(2)依據(jù)串并聯(lián)關(guān)系,并聯(lián)電壓相等,小燈泡兩端的電壓U=I1(Rg1+R0);并聯(lián)電路干路電流等于支路電流之和,流過(guò)小燈泡的電流I=I2-I1;小燈泡的額定電壓為3.6V,代入U(xiǎn)=I1(Rg1+R0),求得I1的最大值為180mA。(3)小燈泡電壓U=I1(Rg1+R0)=0.173×20V=3.46V,小燈泡電阻R=UI(4)完整的伏安特性曲線須要包含小燈泡的額定值,Rg1+Rx=U額Ig1=3.60.5.(18分)實(shí)際電流表都有內(nèi)阻,為了測(cè)量電流表G1的內(nèi)阻rg,供應(yīng)的器材如下:①待測(cè)電流表G1(0~5mA,內(nèi)阻約300Ω)②電流表G2(0~15mA,內(nèi)阻約100Ω)③定值電阻R1(R1=150Ω)④滑動(dòng)變阻器R2(0~20Ω)⑤電源(電動(dòng)勢(shì)為3V)⑥開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了使測(cè)量結(jié)果盡量精確,設(shè)計(jì)并在虛線框中畫出試驗(yàn)的電路圖。(2)比照所畫電路圖連接如圖所示的實(shí)物圖。(3)閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片至某一位置,記錄G1和G2的讀數(shù)I1和I2,則待測(cè)電流表的內(nèi)阻可表示為rg=。

答案:(1)電路圖見解析圖(2)實(shí)物圖見解析圖(3)(解析:(1)電路圖如圖所示(2)實(shí)物圖如圖所示(3)待測(cè)電流表的內(nèi)阻rg=(I6.(18分)(2024·河南開封模擬)某同學(xué)為了將一量程為0~3V的電壓表改裝成可測(cè)量電阻的儀表——?dú)W姆表。甲乙丙(1)先用如圖甲所示的電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻,圖中電源內(nèi)阻可忽視不計(jì),閉合開關(guān),將電阻箱阻值調(diào)到3kΩ時(shí),電壓表恰好滿偏;將電阻箱阻值調(diào)到12kΩ時(shí),電壓表指針指在如圖乙所示位置,則電壓表的讀數(shù)為V。由以上數(shù)據(jù)可得電壓表的內(nèi)阻RV=kΩ。

(2)在圖甲電路中的電壓表兩端接上兩個(gè)表筆,就改裝成了一個(gè)可測(cè)量電阻的簡(jiǎn)易歐姆表,如圖丙所示,為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度,進(jìn)行了如下操作:閉合開關(guān),將兩表筆斷開,調(diào)整電阻箱,使電壓表指針指在“3.00V”處,此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為(選填“0”或“∞”);再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不同阻值的已知電阻找出對(duì)應(yīng)的電壓刻度,則“1.00V”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為kΩ。

(3)若該歐姆表運(yùn)用一段時(shí)間后,電源內(nèi)阻不能忽視且變大,電動(dòng)勢(shì)不變,但將兩表筆斷開時(shí)調(diào)整電阻箱,指針仍能滿偏,按正確運(yùn)用方法再進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)量結(jié)果將。

A.偏大 B.偏小C.不變 D.無(wú)法確定答案:(1)1.506(2)∞1(3)C解析:(1)電壓表量程為3V時(shí),最小分度值為0.1V,所以題圖乙中電壓表讀數(shù)為1.50V;電源電動(dòng)勢(shì)為E,電壓表內(nèi)阻為RV,電阻箱阻值調(diào)至R=3kΩ時(shí),3.00V=ERVR+RV;電阻箱阻值調(diào)到R'=12k