2019年高考物理考纲解读与热点难点突破专题11电学实验综合应用热点难点突破.pdf
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1、专题 11 电学实验综合应用专题 11 电学实验综合应用 1(1)在“练习使用多用电表”的实验中,小方同学用欧姆挡去测量白炽灯泡的电阻,如图 1 甲、乙 两个操作方法,你认为合理的是_(填“甲”或“乙”) 图 1 (2)小方用多用电表测量时,其选择开关与表盘示数分别如图丙、丁所示,则测得白炽灯的电阻为 _ . (3)小方观察灯泡铭牌,其标称值为“220 V,40 W” ,该白炽灯的电阻R计_.比较R测与R计的 数值,并解释原因_ 【答案】(1)乙 (2)60 (3)1 210 原因见解析 (3)R计 1 210 ,R测R计, 灯泡通电正常工作的温度远高于常温, 灯丝的电阻增大 U2 P 220
2、2 40 2为测定一节干电池的电动势和内阻,甲、乙两位同学分别进行了如下设计和操作: (1)甲同学用多用电表的电压挡和电阻挡测量干电池的电动势和内阻,在测量电动势时指针和量程如图 17 所示,则测得电动势为_V. 图 17 (2)乙同学提出甲同学直接用多用电表测量干电池的电动势只是粗测,而且不能直接用多用电表的电阻 挡测量干电池的内阻,为了更准确地测出电动势和内阻,乙同学设计了如图 18 所示的电路图,则从图 19 中选择所需的器材为_(填字母)通过数据的测量,在如图 20 所示的UI图中描出了 7 组数据, 则所测的电动势E_ V,内阻r_(结果均保留两位小数) 图 18 图 19 图 20
3、 【答案】(1)1.45 (2)BCDEGH 1.50(1.481.52 均对) 0.50(0.480.52 均对) 3.某同学利用如图甲所示的电路来测量电阻Rx的阻值.将开关 S2接a,闭合开关 S1,适当调节滑动变阻 器R后保持其阻值不变.依次改变电阻箱的阻值R,读出相应电压表的示数U,得到如图乙所示的UR 图象. (1)将开关 S2接b,读得电压表的示数为 1.50 V,利用UR图象可得Rx . (2)若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组,其内阻可忽略不计,根据U-R图象可得该 电池组的电动势为 V;滑动变阻器R此时的 阻值R . (3)请将图丙中的实物图按图甲所示的电路进行连
4、线. 【答案】 (1)10 (2)3 10 (3)如图所示 4.小汽车仪表台内的鼓风机靠的是一种电动势约为 10 V, 内阻约为 30 的电池驱动的,已知该电池 允许输出的最大电流为 55 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示电路进行实验, 图中电流表的内阻RA15 ,R为电阻箱,阻值范围为 0999.9 ,R0为定值电阻,对电源起保护作用. (1) 该同学接入符合要求的R0后,闭合开关 S, 调整电阻箱的阻值, 读取电流表的示数, 记录多组数据, 作出了如图乙所示的图线,则根据图线可求得该电池的电动势为E V,r . (2)冬天为了防止汽车仪表盘上的玻璃“起雾”,可用通
5、电电阻加热,用图丙所示 10 根阻值皆为 30 的电阻条和上述电池,现在要使整个电路中电阻条上的消耗的功率最大,且要求电阻条数最少,请 在图丙中画出电路连线. 【答案】 (1)10 35 (2)如图所示 5.某同学利用伏安法测量某未知电阻Rx的精确电阻(阻值恒定) ,进行了如下实验: (1)他先用万用电表欧姆挡测该未知电阻的阻值.将开关置于1 挡位,指针示数如图,若想更准确一 些,下面操作正确的步骤顺序是 (填序号) A.将两表笔短接进行欧姆调零 B.将两表笔短接进行机械调零 C.将开关置于1k 挡 D.将开关置于100 挡 E.将两表笔接未知电阻两端,待指针稳定后读数 (2)然后用以下器材用
6、伏安法尽可能精确地测量该电阻: A.直流电源E(电动势 3 V,内阻忽略) B.电流表 A1(量程 0.3 A,内阻约为 0.1 ) C.电流表 A2(量程 3 mA,内阻约为 10 ) D.电压表 V1(量程 3 V,内阻约为 3 k) E.电压表 V2(量程 15 V,内阻约为 50 k) F.滑动变阻器R1(最大阻值 10 ) G.滑动变阻器R2(最大阻值 1 000 ) H.开关 S,导线若干 为较准确测量该电阻的阻值,要求各电表指针能有较大的变化范围,以上器材中电流表应选 (填“B”或“C” ) ,电压表应选 (填“D”或“E” ) ,滑动变阻器应选 (填“F”或“G” ) 请在下面
7、的虚线方框中画出实验电路原理图. 【答案】 (1)DAE (2)C、D、F 见解析图 【解析】 (1)欧姆表的指针偏角过小说明待测电阻阻值较大,应换较大的倍率 100,调零以后再进行 测量,正确的步骤应是 DAE; 6.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为 20 .带有刻度尺的 木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的 小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的 长度.可供选择的器材还有: 电池组E(电动势为 3.0 V,内阻约为 1 ) ; 电流表 A1(量程
8、0100 mA,内阻约为 5 ) ; 电流表 A2(量程 00.6 A,内阻约为 0.2 ) ; 电阻箱R(0999.9 ) ; 开关、导线若干. 实验操作步骤如下: A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径. B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路. C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大. D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关. 记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L. E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏.重复 多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长
9、度L. F.断开开关,整理好器材. (1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d mm; (2)实验中电流表应选择 (选填“A1”或“A2” ) ; (3) 用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的RL 关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率 表达式 (用给定的物理量符号和已知常数表示). (4)本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果 (选填“有”或“无” )影响. 【答案】 (1)0.7280.732 (2)A1 (3)R0 (4)无 d2 4L0 【解析】 (1)螺旋测微
10、器的读数d0.5 mm23.00.01 mm0.730 mm; (2) 根据闭合电路欧姆定律可知, 电路中的最大电流ImaxA143 Ma,所以电流表应选 E Rxr 3 120 A1; 7.某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z 的电流的数据如下表: U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0 I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215 (1)请根据上述表格中的数据,在图 a 中用笔连线补充完成该电路的实物图; (2)请根据题中信息,在方框内画出电路图; (3)利用这些数据绘出的用电器Z的
11、伏安特性曲线如图 b 所示.若把该用电器Z接入图 c 所示的电路 中时,电流表的读数为 0.100 A,已知A、B两端电压恒为 1.5 V,则定值电阻R0的阻值为 . 【答案】 (1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)10 8.物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab 替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为 2 的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触 良好.实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电 流I数据,并分别绘制了如 图乙所示的UI图象和如图丙所示的x图象. U I (1)由图乙可得电源的电动势E V
12、;内阻r . (2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S0.12106m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻 率为 m,图丙中图象截距的物理意义是 .(以上结果均保留两位 有效数字) (3)此实验用了图象法处理数据优点是直观,但是不能减少或者消除 (填“偶然误差” 或“系统误差” ). 【答案】 (1)3.00(2.993.02 均可) 1.0(0.801.0 均可) (2)1.2106 电流表内阻 为 2.0 (3)系统误差 【解析】 (1)根据闭合电路欧姆定律,电压表示数即路端电压UEI(R0r),因此图乙中纵截距 即为电源的电动势E3.00 V,斜率绝对值表示保护电 阻R0与电源内电阻之和
13、即(R0r) 3.001.20 0.6 3.0 ,r1.0 . 9.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在 温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小,热敏电阻的这种特性,常常 应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为 10.0 )的电流随其 两端电压变化的特点. A.电流表 A(量程 0.6 A,内阻约 0.3 ) B.电压表 V(量程 15.0 V,内阻约 10 k) C.滑动变阻器R(最大阻值为 10 ) D.滑动变阻器R(最大阻值为 500 ) E.电源E(电动势
14、15 V,内阻忽略) F.电键、导线若干 实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供 的器材中选择必需的器材,应选择的滑动变阻器是 .(只需填写器材前面的字母即可) 请在所提供的器材中选择必需的器材,在下面的虚线框内画出该小组设计的电路图. 该小组测出热敏电阻R1的UI图线如图甲中曲线所示.请分析说明该热敏 电阻是 热敏电 阻(填 PTC 或 NTC). 该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如图甲中曲线所示. 然后又将热敏电阻R1、R2 分别与某电池组连成如图乙所示电路.接通对应电 路后,测得通过R1和R2的电流分别为 0.30 A 和
15、0.60 A,则 该电池组的电动势为 V,内阻为 .(结果均保留三位有效数字) 【答案】 (1)C (2)见解析图 (3)PTC (4)10.0(9.6010.4) 6.67(6.008.00) 由图象I可知,R1的电阻随着温度的升高而增大,应为 PTC 热敏电阻. 10. (1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径,如图所示,直径d为_mm. (2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为 5 ,现用伏安法进一步精确测量其电阻,备有以下器材 : 直流电源E:电动势约 4.5 V,内阻很小; 直流电流表 A1:量程 03 A,内阻约 0.025 ; 直流电流表 A2:量程 00.6 A,
16、内阻约 0.125 ; 直流电压表 V:量程 03 V,内阻约 3 k; 滑动变阻器R1:最大阻值为 50 ; 开关、导线若干 在可选择的器材中应选用的电流表是_(选填“A1”或“A2”) 仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值_真实值(选填“大于”“小于”或“等于”) 如图所示实物连接图,还有两根导线没有连接,请补充完整 【答案】(1)4.487(0.002) (2)A2 小于 如图所示 【解析】(1)读数为 4 mm48.70.01 mm4.487 mm. (2)流过电流表的最大电流为Imax A0.6 A,故电流表选 A2. 3 5 因为被测电阻较小,电流表应外接,由于电压表的分流,电阻的
17、测量值小于真实值 电路可采用限流式,电流表外接 11为测定一节干电池(电动势约 1.5 V,内阻约 1.0 )的电动势和内阻,实验室备有电流计 G(满偏电 流为 3 mA,内阻为 25 )、定值电阻R00.126 、开关和若干导线及以下器材: A量程 03 V,内阻约 1 000 的电压表 B量程 015 V,内阻约 1 500 的电压表 C总阻值为 10 、额定电流为 2 A 的滑动变阻器 D总阻值为 100 、额定电流为 1 A 的滑动变阻器 (1)因电流计量程太小,需将R0与电流计_以扩大量程 (2)电压表应选择_;滑动变阻器应选择_(填代号) (3)请在虚线框内完成实验电路图 (4)根
18、据所画出的电路图,分析引起该实验系统误差的主要原因是 _ 【答案】(1)并联 (2)A C (3)如图所示 (4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小 12(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测使用多用电表 欧姆挡时,将选择开关置于合适的挡位后,必须先将两表笔短接,再进行_,使指针指在欧姆刻度 的“0”处若该同学将选择旋钮置于“1”位置,指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示,则所测量的 电阻值为_. (2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材: A电流表(量程 15 mA,内阻未知) B电流表(量程 0.6 A,内阻未知
19、) C电阻箱(最大电阻 99.99 ) D电阻箱(最大电阻 999.9 ) E电源(电动势 3 V,内阻 1 ) F单刀单掷开关 2 只 G导线若干 乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验: 调节电阻箱,使电阻箱有合适的阻值R1,仅闭合 S1,使电流表指针有较大的偏转且读数为I; 调节电阻箱,保持开关 S1闭合,闭合开关 S2,调节电阻箱的阻值为R2,使电流表读数仍为I. a根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择_,电阻箱应选择 _.(填器材前字 母) b根据实验步骤可知,待测电阻Rx_(用题目所给测量量表示) (3)利用以上实验电路,闭合 S2,调节电阻箱R,可测量出
20、电流表的内阻RA,丙同学通过调节电阻箱R, 读出多组R和I值, 作出了 R图象如图丙所示 若图象中纵轴截距为 1 A1, 则电流表内阻RA 1 I _. 【答案】(1)欧姆调零 18.0 (2)a.A D bR2R1 (3)2 13.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率, 所用电阻丝的电阻约为 20 .带有刻度尺的 木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的 小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度. 可供选择的器材还有: 电池组E(电动势为 3.0 V,内阻约为 1 ) ; 电流
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- 2019 年高 物理 解读 热点 难点 突破 专题 11 电学 实验 综合 应用
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