《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 熱點(diǎn)專練 熱點(diǎn)十 電學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 熱點(diǎn)專練 熱點(diǎn)十 電學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練.doc（11頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

熱點(diǎn)十　電學(xué)實(shí)驗(yàn) “電阻的測(cè)量”是高中教材中一個(gè)重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，一直是高考物理實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)。電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)苋婵疾殡妼W(xué)中電壓表、電流表的使用與讀數(shù)，歐姆表的原理及應(yīng)用，電路的選擇，實(shí)驗(yàn)方法的選擇，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法等。雖然該實(shí)驗(yàn)題目年年翻新，角度也經(jīng)常變化，但實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于教材實(shí)驗(yàn)，即運(yùn)用已學(xué)過的原理解決新的問題。 考向一　測(cè)電阻或電阻率 　(2018全國(guó)卷Ⅰ)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1(a)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900.0 Ω；電源E(6 V，內(nèi)阻可忽略)：電壓表V(量程150 mV)；定值電阻R0(阻值20.0 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)：電阻箱R2(阻值范圍0～999.9 Ω)：?jiǎn)蔚堕_關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80 ℃。將S2與1端接通。閉合S1，調(diào)節(jié)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)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，記下此時(shí)R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實(shí)驗(yàn)得到的R2－t數(shù)據(jù)見下表。 t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列問題： (1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到____(填“a”或“b”)端； (2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并做出R2－t曲線； 圖1 (3)由圖(b)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)RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為______Ω則手心溫度為______℃。 [答案]　(1)b (2)如圖 (3)450 (4)620.0　33.0 考向二　測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 　某同學(xué)利用如圖2甲所示電路來測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻，實(shí)驗(yàn)時(shí)共記錄了5組電壓表和電流表的示數(shù)(電表均視為理想電表)，并繪得如圖乙所示的U－I圖線。 圖2 (1)由圖線可知該干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，電阻r＝________Ω。 (2)該同學(xué)選用的滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10 Ω　2.5 A”字樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑片從左端緩緩向右移動(dòng)，記錄第1組數(shù)據(jù)(I1＝0.27 A，U1＝1.35 V)時(shí)滑片大約移動(dòng)了________。 A．1/4長(zhǎng)度　　　　　　　　　　B．1/3長(zhǎng)度 C．1/2長(zhǎng)度 D．2/3長(zhǎng)度 (3)改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，直到電源輸出功率達(dá)到最大，請(qǐng)?jiān)趫D乙上畫出表示最大輸出功率的“面積”圖。 [解析]　(1)根據(jù)干電池的U－I圖線可得該干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝ Ω。 (2)記錄第1組數(shù)據(jù)時(shí)電流I1＝0.27 A，U1＝1.35 V，由歐姆定律可得滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻為＝5.0 Ω，滑片大約移動(dòng)了1/2長(zhǎng)度，選項(xiàng)C正確。 (3)當(dāng)外電阻R＝r＝ Ω時(shí)電源的輸出功率最大，其電流I＝＝1.125 A，對(duì)應(yīng)路端電壓U＝E－Ir＝0.75 V，作出平行于橫軸的直線U＝0.75 V和平行于縱軸的直線I＝1.125 A，這兩條直線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電源最大輸出功率的“面積”圖，如圖所示。 [答案]　(1)1.5　　(2)C　(3)如解析圖中陰影所示 考向三　電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 　太空探測(cè)器在探索宇宙過程中，由太陽能電池板給它提供能源。光明中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室有一塊太陽能電池板，當(dāng)有光照射它時(shí)(作為電源)，其路端電壓與總電流的關(guān)系圖像如圖3甲中的曲線①所示；若沒有光照射它時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)只有電阻的電學(xué)器件、無電動(dòng)勢(shì)。物理實(shí)驗(yàn)探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)方法，探究該太陽能電池板在沒有光照射時(shí)的伏安特性曲線，利用電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約100 Ω)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)作出的圖像如圖甲中曲線②所示。 圖3 (1)分析曲線②可知，該電池板作為電阻器件時(shí)的阻值隨通過電流的增大而______(填“增大”或“減小”)，若所設(shè)計(jì)的是電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將圖乙中電壓表另一端a接在____點(diǎn)(填“b”或“c”)； (2)圖乙電路中a端接好后還少接了一根導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出； (3)分析曲線①可知，該電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)約為______V，若把它與阻值為1 kΩ的定值電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，在有光照射的情況下，該太陽能電池板的效率約為______%(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 [解析]　(1)由圖線②可知，無光照時(shí)太陽能電池板的阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，所以采用電流表內(nèi)接法，即a端接b點(diǎn)。 (2)描繪伏安特性曲線要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，即滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法，故應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器右端與電源正極用導(dǎo)線相連，如圖1所示。 (3)太陽能電池板的電動(dòng)勢(shì)由圖線①與縱軸的交點(diǎn)直接讀出，即2.75 V；在題圖甲中作1 kΩ電阻的伏安特性曲線③如圖2所示，圖線③與圖線①的交點(diǎn)即電路的工作點(diǎn)，其坐標(biāo)為(1.80,1.80)，電池板的效率η＝100%＝100%＝100%＝100%≈65%。 [答案]　(1)減小　b　(2)如解析圖1所示　(3)2.75　65 1．某物理興趣小組的同學(xué)要測(cè)定某電阻Rx的阻值，通過討論，決定采用下列方法來測(cè)定。 (1)方法一：用多用電表測(cè)量 首先，選用歐姆表“1”擋進(jìn)行粗測(cè)，正確操作后，表盤指針如圖4甲所示，則該電阻的測(cè)量值為Rx＝______Ω。 圖4 (2)方法二：用伏安法測(cè)量 所用的部分器材：電壓表V(0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)；電流表A(0～0.6 A，內(nèi)阻約2 Ω)，分析下列問題。 ①他們?cè)O(shè)置了如圖乙、圖丙所示的兩種電路圖，為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)選用______(填“圖乙”或“圖丙”)作為測(cè)量電路； ②請(qǐng)根據(jù)它們所選的電路將圖5甲所示的實(shí)物圖連接好； ③他們選擇了正確的電路后，通過測(cè)量，根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U－I圖像，根據(jù)圖像，可得Rx＝________Ω。 圖5 (3)方法三：等效替代法 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖6所示的測(cè)量電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下所示： A．按圖6連接好實(shí)驗(yàn)電路 B．保持開關(guān)S2斷開，將開關(guān)S1閉合，然后調(diào)節(jié)電阻箱R和滑動(dòng)變阻器R′，待電路穩(wěn)定后電阻箱讀數(shù)R1如圖7所示，記下此時(shí)電壓表的示數(shù) C．閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，然后調(diào)節(jié)電阻箱的電阻，使電壓表的讀數(shù)與步驟B中的示數(shù)相同，此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2＝26 Ω。 ①在步驟A中電阻箱的讀數(shù)為R1＝________Ω； ②由以上實(shí)驗(yàn)測(cè)得電阻Rx的阻值為Rx＝______Ω。 解析　(1)歐姆表讀數(shù)＝刻度盤讀數(shù)倍率，讀數(shù)是Rx＝7 Ω。 (2)①由于待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，所以電流表使用外接法，故選圖乙作為測(cè)量電路； ②所連實(shí)物圖如圖所示； ③U－I圖像的斜率表示電阻的阻值，由所作的圖像可知，圖像的斜率為k＝＝6.25，故被測(cè)電阻的限值為Rx＝6.25 Ω。 (3)①在步驟B中電阻箱的讀數(shù)為R1＝20 Ω； ②由于R1與Rx串聯(lián)在電路中所起的作用與R2相同(電壓表指針指示同一位置)，則有R1＋Rx＝R2，故有Rx＝R2－R1。由題意可知R1＝20 Ω，R2＝26 Ω，故被測(cè)電阻的阻值為Rx＝R2－R1＝26 Ω－20 Ω＝6 Ω。 答案　(1)7　(2)①圖乙　②如解析圖所示?、?.25　(3)①20　②6 2．(1)某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖8所示，則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、________V。 圖8 (2)已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0～10 Ω，電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約20 kΩ，電源為干電池(不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下使用)，電動(dòng)勢(shì)E＝4.5 V，內(nèi)阻較小。則以下電路圖中________(選填字母代號(hào))電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用的最佳電路，但用此最佳電路測(cè)量的金屬絲電阻仍然會(huì)比真實(shí)值偏________(選填“大”或“小”)。 圖9 (3)若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA＝2.0 Ω，那么測(cè)量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是上圖中的________電路(選填字母代號(hào))電路，此時(shí)測(cè)得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝________(用題中字母代號(hào)表示)。 解析　螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為49.90.01 mm＝0.499 mm，金屬絲直徑為0.5 mm＋0.499 mm＝0.999 mm。電流表讀數(shù)為0.42 A，電壓表讀數(shù)為2.23 V。 (2)因RV?Rx(Rx＝ Ω≈5.3 Ω)，測(cè)量電路采用電流表外接法，故最佳電路為甲電路，此時(shí)測(cè)量結(jié)果因電壓表的分流而偏小。 (3)若已知電流表內(nèi)阻時(shí)，最佳電路為乙電路，由歐姆定律得Rx＋RA＝，那么Rx＝－RA。 答案　0.999(0.998～1.000 mm間均可)　0.42　2.23(2.22～2.24間均可) (2)甲　小 (3)乙?。璕A 3．(1)多用電表的歐姆擋有三個(gè)倍率，分別是1、10、100。用10擋測(cè)量某電阻Rx時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到________擋。如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是__________，若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是______ Ω. 圖10 (2)現(xiàn)要用伏安法進(jìn)一步測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值，可供使用的器材如下： 電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.6 Ω)； 電流表A2(量程100 mA，內(nèi)阻約10 Ω)； 電壓表V1(量程15 A，內(nèi)阻約15 kΩ)； 電流表V2(量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)； 滑動(dòng)變阻器R1(0～5 Ω)； 滑動(dòng)變阻器R2(0～500 Ω)； 電源E(3 V，內(nèi)阻很小)； 電源S、導(dǎo)線若干。 要求測(cè)得結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)操作正確。 ①所選電流表為______(選填“A1”或“A2”) ②在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖，并在電路圖中標(biāo)柱所選器材的代號(hào)。 ③所測(cè)量的結(jié)果與真實(shí)值比較______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 解析　(1)多用電表歐姆擋指針偏轉(zhuǎn)太大，應(yīng)換用小倍率1擋，使指針偏到中央附近，且應(yīng)先重新歐姆調(diào)零，表盤的讀數(shù)為21 Ω。 (2)①電源電動(dòng)勢(shì)3 V，選電壓表V2，通過電阻的最大電流Im＝ A≈0.136 A，電流表選A1量程太大，指針最大達(dá)不到電流表處，誤差大，應(yīng)選A2。②因Rx＜，電流表采用外接法，用伏安法則電阻Rx，如果限流式接法R1太小、R2太大，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接，應(yīng)接R1。③電流表外接，電流測(cè)量偏大，則所測(cè)電阻偏小。 答案　(1)1　歐姆調(diào)零　21　(2)①A2?、谌鐖D?、燮　? 4．材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量壓力大小。如圖甲所示為某壓敏電阻在室溫下的－F圖線，其中RF、R0分別表示有、無壓力時(shí)壓敏電阻的阻值，為了測(cè)量壓力F，需先測(cè)量壓敏電阻處于壓力中的阻值RF。請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn)。 圖11 (1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測(cè)壓力大小約為0.4102～0.8102 N，不考慮壓力對(duì)電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如下： A．壓敏電阻，無壓力時(shí)阻值R0＝6 000 Ω B．滑動(dòng)變阻器R，最大電阻值約200 Ω C．電流表A，量程2.5 mA，內(nèi)阻約30 Ω D．電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ E．直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻很小 F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干 (2)正確接線后，將壓敏電阻置于待測(cè)壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33 mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________V。 (3)此時(shí)壓敏電阻的阻值為________Ω；結(jié)合圖甲可知待測(cè)壓力的大小F＝________N。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 解析　(1)由于待測(cè)電阻較大，電流表采用內(nèi)接法，由于滑動(dòng)變阻器R阻值比RF小的多，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。 (2)由電壓表的表盤刻度，可以讀出電壓表示數(shù)為2.00 V。 (3)根據(jù)歐姆定律可以得到此時(shí)壓敏電阻的阻值為RF＝＝ Ω＝1.5103 Ω；＝＝4，由圖像可以知道此時(shí)壓力為60 N。 答案　(1)如圖所示 (2)2.00　(3)1.5103　60 5．(2017唐山一模)為測(cè)量一未知電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖12所示電路，電路中所用到的器材規(guī)格如下： 圖12 待測(cè)電源：電動(dòng)勢(shì)為4～6 V，內(nèi)阻為幾十歐姆； 定值電阻：R0＝10 Ω； 定值電阻：R2＝3 kΩ； 電阻箱R1：0～9 999 Ω； 電壓表：量程0～3 V，內(nèi)阻RV＝3 kΩ； 開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)閉合開關(guān)后，將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大，記錄若干組電阻箱R1和電壓表的讀數(shù)； (2)第一次該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在U－R1坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖13甲所示曲線。曲線與縱軸的截距為b1＝0.8 V，虛線為圖中曲線的漸近線由圖可得電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝________ Ω； 圖13 (3)第二次該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在－坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線。得到如圖乙所示直線，直線與縱軸的截距為b2＝0.4 V－1，斜率k＝8.4 ΩV－1。由圖可得電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________ Ω； (4)將兩次數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行對(duì)比，誤差較小的應(yīng)為第______(填“一”或“二”)次。 解析　(2)當(dāng)R1接近最大值時(shí)R外?r，則此時(shí)的路端電壓近似等于電源的電動(dòng)勢(shì)，因R2＝Rv，則U外＝4.8 V，故E＝4.8 V。當(dāng)R1＝0時(shí)，R外＝10 Ω，而此時(shí)的路端電壓U外＝20.8 V＝1.6 V，據(jù)＝得r＝20 Ω。 (3)據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝2U＋r，變形得＝＋，結(jié)合圖像可知＝0.4 V－1，＝8.4 ΩV－1，得E＝5.0 V，r＝21 Ω。 (4)在數(shù)據(jù)處理中，畫出的圖線為直線時(shí)，更容易找出對(duì)應(yīng)關(guān)系，可精確求解。 答案　(2)4.8　20　(3)5.0　21　(4)二