2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 5-13 電學(xué)實驗真題對點練(含解析)
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2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 5-13 電學(xué)實驗真題對點練(含解析)
電學(xué)實驗1(2018年高考·課標(biāo)全國卷)某實驗小組利用如圖51320(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 時的阻值)為900.0 ;電源E(6 V,內(nèi)阻可忽略);電壓表(量程150 mV);定值電阻R0(阻值20.0 ),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 );電阻箱R2(阻值范圍0999.9 );單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2.圖51320實驗時,先按圖(a)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)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 .實驗得到的R2t數(shù)據(jù)見下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題:(1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到_(填“a”或“b”)端(2)在圖51320(b)的坐標(biāo)紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點,并做出R2t曲線(3)由圖(b)可得到RT在25 80 范圍內(nèi)的溫度特性當(dāng)t44.0 時,可得RT_.(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖51320(c)所示,該讀數(shù)為_,則手心溫度為_.解析:(1)閉合開關(guān)S1前,應(yīng)讓滑片移動到b端,使滑動變阻器連入電路的阻值最大(3)由圖象可知t44.0 時,電阻的阻值為450 .(4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0 ,由圖象可得溫度約為33.0 .答案:(1)b(2)如圖51321所示圖51321(3)450(4)620.033.02(2017年高考·課標(biāo)全國卷)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表(量程3 V,內(nèi)阻3 k);電流表(量程0.5 A,內(nèi)阻0.5 );固定電阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導(dǎo)線若干圖51322(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖51322(a)所示由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻_(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率_(填“增大”“不變”或“減小”)(3)用另一電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖51322(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為_ W,最大功率為_ W(結(jié)果均保留2位小數(shù))解析:(1)要實現(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,則滑動變阻器需要設(shè)計成分壓接法;電壓表應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián),將量程改為4 V由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為12 ,所以需將電流表外接(2)由小燈泡伏安特性曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知,燈絲的電阻率增大(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大為9.0 時,流過小燈泡的電流最小,小燈泡的實際功率最小,把滑動變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分,在題圖(a)中畫出等效電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 9.0 10 )的伏安特性曲線,函數(shù)表達式為U410I(V),圖線如圖51324所示,故小燈泡的最小功率為PminU1I11.75×0.225 W0.39 W當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為零時,流過小燈泡的電流最大,小燈泡的實際功率最大,在題圖(a)中畫出電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 )的伏安特性曲線,函數(shù)表達式為U4I(V),圖線如圖51324所示,故小燈泡的最大功率為PmaxU2I23.68×0.318 W1.17 W.答案:(1)實驗電路原理圖如圖51323所示(2)增大增大(3)0.391.17 圖51323 圖513243(2018年高考·課標(biāo)全國卷)某同學(xué)組裝一個多用電表可選用的器材有:微安表頭(量程100 A,內(nèi)阻900 );電阻箱R1(阻值范圍0999.9 );電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 );導(dǎo)線若干要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋圖51325回答下列問題:(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1_,R2_.(保留到個位)解析:(2)接a時改裝成量程為1 mA的電流表,有IgRg(IIg)R1,解得R1100 ,接b時改裝成量程為3 V的電壓表,有UIgRgIR2,解得R22 910 .答案:(1)如圖51326所示(2)1002 910圖513264(2018年高考·課標(biāo)全國卷)一課外實驗小組用如圖51327所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R020.0 );可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動變阻器采用如下步驟完成實驗:(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線圖51327(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢茫]合S1.(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表的示數(shù)U2.(4)待測電阻阻值的表達式Rx_(用R0、U1、U2表示)(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù).12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx_.(保留1位小數(shù))解析:(4)由于為理想電壓表,故S2接1或接2時流過R0、Rx的電流相等根據(jù)部分電路歐姆定律和串聯(lián)電路的特點得,解得Rx(1)R0(6)根據(jù)所給數(shù)據(jù),計算的平均值為3.41,代入Rx(1)R0得Rx48.2 .答案:(1)實物連線如圖51328圖51328(4)(1)R0(6)48.25(2019年高考·課標(biāo)全國卷)某同學(xué)要將一量程為250A的微安表改裝為量程為20 mA的電流表該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1 200 ,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進行改裝然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,根據(jù)圖51329(a)所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)圖51329(1)根據(jù)圖(a)和題給條件,將圖51329(b)中的實物連接(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0 mA時,微安表的指針位置如圖51329(c)所示,由此可以推測出所改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是_(填正確答案標(biāo)號)A18 mAB21 mAC25 mAD28 mA(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是_(填正確答案標(biāo)號)A微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻大于1 200 B微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻小于1 200 CR值計算錯誤,接入的電阻偏小DR值計算錯誤,接入的電阻偏大(4)要達到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可,其中k_解析:(1)電表改裝時,微安表應(yīng)與定值電阻R并聯(lián)接入虛線框內(nèi),則實物電路連接如圖51330所示:圖51330(2)由標(biāo)準(zhǔn)毫安表與改裝表的讀數(shù)可知,改裝后的電流表,實際量程被擴大的倍數(shù)為:n100倍故當(dāng)原微安表表盤達到滿偏時,實際量程為:250×103×10025 mA,故本小題選C;(3)根據(jù)IgRg(IIg)R,得:I(1)Ig,改裝后的量程偏大的原因可能是,原微安表內(nèi)阻測量值偏小,即電表實際內(nèi)阻Rg真實值大于1 200;或者因為定值電阻R的計算有誤,計算值偏大,實際接入定值電阻R阻值偏小故本小題選AC;(4)由于接入電阻R時,改裝后的表實際量程為25 mA,故滿足IgRg(25Ig)R;要想達到預(yù)期目的,即將微安表改裝為量程為20 mA電流表,應(yīng)滿足IgRg(20Ig)kR, 其中Ig250A0.25 mA,聯(lián)立解得:k1.25或k.答案:(1)如圖51330所示(2)C(3)AC(4)6(2019年高考·課標(biāo)全國卷)某小組利用圖51331(a)所示的電路,研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系,圖中V1和V2為理想電壓表;R為滑動變阻器,R0為定值電阻(阻值100 );S為開關(guān),E為電源實驗中二極管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(圖中未畫出)測出圖51331b)是該小組在恒定電流為50.0 A時得到的某硅二極管UI關(guān)系曲線回答下列問題:圖51331(1)實驗中,為保證流過二極管的電流為50.0A,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表V1的示數(shù)為U1_mV;根據(jù)圖(b)可知,當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時,硅二極管正向電阻_(填“變大”或“變小”),電壓表V1示數(shù)_(填“增大”或“減小”),此時應(yīng)將R的滑片向_(填“A”或“B”)端移動,以使V1示數(shù)仍為U1.(2)由圖(b)可以看出U與t成線性關(guān)系硅二極管可以作為測溫傳感器,該硅二極管的測溫靈敏度為_×103 V/(保留2位有效數(shù)字)解析:(1)U1IR0100×50×106 A5×103V5 mV由R,I不變,溫度升高,U減小,故R減??;由于R變小,總電阻減小,電流增大;R0兩端電壓增大,即V1表示數(shù)變大,只有增大電阻才能使電流減小,故滑動變阻器向右調(diào)節(jié),即向B端調(diào)節(jié)(2)由圖可知,2.8×103 V/答案:(1)5.00變小增大B(2)2.87(2019年高考·課標(biāo)全國卷)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 、量程為100 A的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15 k刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50 A刻度可選用的器材還有:定值電阻R0(阻值14 k),滑動變阻器R1(最大阻值1 500 ),滑動變阻器R2(最大阻值500 ),電阻箱(099 999.9),干電池(E1.5 V,r1.5 ),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干圖51332(1)歐姆表設(shè)計將圖51332(a)中的實物連線組成歐姆表歐姆表改裝好后,滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為_:滑動變阻器選_(填“R1”或“R2”)(2)刻度歐姆表表盤通過計算,對整個表盤進行電阻刻度,如圖51332(b)所示表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為_、_(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使歐姆表指針指向_k處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量若校準(zhǔn)某刻度時,電阻箱旋鈕位置如圖51332(c)所示,則電阻箱接入的阻值為_.解析:(1)由題知當(dāng)兩表筆間接入 15 k的電阻時,電流表示數(shù)為50 A,由閉合電路歐姆定律有,代入數(shù)據(jù)解得R900 ,所以滑動變阻器選擇R1.(2)歐姆表的內(nèi)阻RgRgrR0R15 k,當(dāng)電流為25 A時有Rx3Rx45 k;當(dāng)電流為75 A時有RxRx5 k.(3)紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使歐姆表指針指向0 k處題圖(c)中電阻箱讀數(shù)為35 000.0 .答案:(1)900R1(2)455(3)035 000.0- 13 -