2016版高考物理三轮增分练习-专练17.doc

专练17电学实验题型33电学基本实验1某同学为了测量“3.8 V,2.5 W”小灯泡正常发光的电阻值实验室有下列器材，规格如下：A两只相同的电压表(量程5 V，内阻很大)B电阻箱R1(0999 ，最小调节量为1 )C电阻箱R2(099.9 ，最小调节量为0.1 )D滑动变阻器R3(050 ，额定电流为1.5 A)E滑动变阻器R4(05 ，额定电流为3 A)F直流电源(电动势9 V，内阻不计)G开关、导线若干、待测灯泡利用现有器材，请你替这位同学设计本实验(1)在图1方框中画出合理的实验原理图图1(2)以上器材中电阻箱应选用_，滑动变阻器应选用_(填序号字母)(3)根据你所设计的电路图，得出测量小灯泡正常发光时的电阻值的方法_.答案(1)见解析图(变阻器画成限流式也正确)(2)CE(3)调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8 V，读出电阻箱的阻值即为小灯泡正常发光时的电阻，R2R(其他方法合理也正确)解析(1)本实验采用的是等效替代法，电路图如图所示(2)由于小灯泡的电阻R5.8 ，故选电阻箱R2；为方便调节选择与灯泡阻值相近的滑动变阻器R4.(3)电阻箱与灯泡串联电流相等，故分压相等时，阻值相等，故方法为：调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8 V，读出电阻箱的阻值即为小灯泡正常发光时的电阻，R2R(其他方法合理也正确)2要用伏安法较准确地测量一约为100 的定值电阻的阻值，除待测电阻外，提供的实验器材如下：电压表V：量程为10 V，内阻约为1 k两块电流表A1、A2：量程为30 mA，内阻约为3 滑动变阻器R：阻值010 定值电阻R1：阻值约150 电阻箱R2：阻值0999.9 直流电源：电动势约9 V，内阻很小开关、导线若干(1)由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再进行测量测量电流表A2的内阻按如图2所示的电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作：图2A闭合S1、S2B按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，各开关均处于断开状态C调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的阻值，断开S1D断开S2，闭合S3E调节滑动变阻器R使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1，请按合理顺序排列实验步骤(填序号)：_.将电流表A2改装成电流表A如果步骤C中R2的阻值为3.6 ，现用电阻箱R2将A2改装成量程为90 mA的电流表A，应把阻值调为_ 与A2并联(2)用图3所示电路测量Rx，当电流表A2读数为24 mA时，电压表的读数为6.84 V，则Rx的测量值为_ ，若考虑系统误差，可计算出Rx为_ .图3答案(1)BAEDC1.8(2)9593.8解析(1)依据替代法测电流表内阻的操作流程，等效替代法测电阻的核心是“效果相同”，本题中体现为使A1的示数相同，所以需要先接通开关S1、S2，同时断开开关S3，调节出一个电流值，然后接通开关S1、S3，同时断开开关S2，调节电阻箱R2的电阻值，使电流表A1的示数与上一次相同，记录电阻箱的电阻，即为所求所以步骤为BAEDC.由电流表改装知识可得，量程扩大为3倍，根据并联电路分流规律可知：并接电阻应为电流表内阻的一半，即1.8 .(2)电流表A2示数是24 mA，那么并接电阻的电流为48 mA，所以Rx的测量值为95 ，若考虑系统误差，Rx为(95) 93.8 .3太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干图4(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图4甲中的图_(填“a”或“b”)(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的IU图象由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池板的电阻_(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池板的电阻为_ .(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图5所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为_ V若把它与阻值为1 k 的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是_%.(结果保留三位有效数字)图5答案(1)a(2)很大1103 (3)2.80643(64.164.5之间均算正确)4某同学要测量一个圆柱形导体的电阻率.图6(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图6甲所示，由图可知其长度为_ cm.(2)用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该电阻的阻值约为_ .(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱形导体(电阻为R)电流表A1(量程为4 mA，内阻约为50 )电流表A2(量程为10 mA，内阻约为30 )电压表V1(量程3 V，内阻约为10 k)电压表V2(量程15 V，内阻约为25 k)直流电源E(电动势4 V，内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围015 ，额定电流2.0 A)滑动变阻器R2(阻值范围02 k，额定电流0.5 A)开关S，导线若干为减小实验误差，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出合理的测量电路图，并标明所用器材的代号答案(1)5.015(2)220(3)如图5用如图7甲所示电路，测定一节电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图7a电流表(量程0.6 A)b电压表(量程3 V)c定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)d滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)e滑动变阻器(阻值范围01 000 、额定电流1 A)那么：(1)R应选择阻值范围是_(选填“d”或“e”)的滑动变阻器(2)为使电压表读数增大，滑动变阻器滑动端应向_(选填“a”或“b”)滑动，电流表的内阻对测量结果是否有影响_(填“有”或“无”)(3)根据实验记录，画出的UI图线如图乙所示，从中可求出待测电池的电动势为_ V，内电阻为_ (结果保留到小数点后二位)(4)若因电池的内阻较小，调节过程电压表的变化不明显，影响测量的准确度，为使测量的准确度提高，请你按原有的实验器材对电路进行改进并在图8中画出电路图图8答案(1)d(2)b无(3)1.480.63(4)见解析图解析(1)由于电源是一节干电池(1.5 V)，所选量程为3 V的电压表；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍即可，取010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取01 000 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象(2)为了使电压表读数增大，滑动变阻器接入电阻应增大使电流减小，故滑动变阻器滑片应向b端滑动；本实验中引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值电流表的内阻对实验结果没有影响(3)由图示电源的UI图象可知，电源的电动势为E1.48 V，图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为r 0.63 .(4)因电源内阻较小，实验误差较大，为了减小误差可以采用等效的方法增大等效内阻，即将R0直接与电源相连，如图所示题型34电学创新实验1利用如图1所示电路，测量一个电源(电动势约为9 V，内阻不计)的电动势和一个电阻Rx(阻值约为2 k)的准确值实验室除了待测电源、导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：图1A电流表A1(量程为00.6 A，内阻RA11 )B灵敏电流表A2(量程为03 mA，内阻RA2800 )C灵敏电流表A3(量程为0300 A，内阻未知)D电阻箱R1(最大阻值999.9 )E电阻箱R2(最大阻值9 999.9 )F定值电阻R0(阻值1 k)(1)实验中应选择的电流表是_，电阻箱是_(填器材前的字母代号)(2)将电阻箱阻值调到适当值，闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，以为纵坐标，为横坐标，作出图线(用直线拟合)；用E表示电源的电动势，则与的关系式为_(用题目中的符号表示)(3)求出直线的斜率k和纵轴上的截距b，则E_，Rx_(结果用k、b和题目中的符合表示)答案(1)BE(2)(3)解析(1)由题意可知，电路中电动势约为9 V，最小电阻约为3 000 ，最大电流约为Imax mA3 mA，故电流表选择B；电阻箱最大阻值应大于R0，故选E.(2)由闭合电路欧姆定律可知：I变形得：.(3)由数学规律可知，函数图象的斜率k；b；联立解得：E，Rx.2测定一卷阻值约为30 的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：A电流表A：量程0.6 A，内阻RA约为20 B电压表V：量程15 V，内阻RV约为4 kC学生电源E：可提供030 V直流电压D滑动变阻器R1：阻值范围010 E滑动变阻器R2：阻值范围0500 F电键S及导线若干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择_(选填“R1”或“R2”)，并将如图2所示方框中的电路图补画完整图2图3(2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图3甲、乙所示，则电压表的示数U为_ V，电流表的示数I为_ A.(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为，则这一卷漆包线的长度L_(用U、I、d、表示)答案(1)R1如图所示(2)13.50.46(3)解析(1)题目中给出的电源电压为30 V，而给出的电压表量程为15 V，为了便于控制，采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器选小电阻R1.(2)电压表量程为15 V，最小分度为0.5 V，故读数为13.5 V，电流表量程为0.6 A，最小分度为0.02 A，则指针示数为：0.46 A.(3)由电阻定律可知：RL，漆包线的长度：L.32013年12月14日晚上9点14分左右，嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板，如图4甲太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电动势为零的电学器件图4探究一：某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的IU特性曲线(1)根据实验原理图乙，图丙中滑动变阻器上需用导线连接的是_(用A、B、C、D、E表示)(2)通过实验获得如下数据：U/V00.701.201.511.922.162.47I/A020.556.197.6199.9303.3541.3请在图5上作出太阳能电池的IU特性曲线图5探究二：在稳定光照环境中，取下太阳能电池外黑纸，并按图丁电路：“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”(3)该小组通过本实验练习使用螺旋测微器，某次测量如图戊所示，读数为_ mm.(4)开关闭合后，电压表与电流表示数分别为U、I，则下列说法正确的是_A电压表分流使R测偏大B电压表分流使R测偏小C电流表分压使R测偏大D电流表分压使R测偏小(5)实验中测得电压表示数为U，电流表示数I，金属丝横截面积为S、长度为L，则金属丝电阻率为_答案(1)ABC(或ABD)(2)见解析图(3)0.790(4)B(5)解析(1)本实验采用的是分压式接法，故应先将滑动变阻器全部电阻接入电路，再取某一部分为测量电路供电，故应接ABC(或ABD)(2)根据描点法作出图象如图所示，注意不能画成直线(3)螺旋测微器固定部分读数为0.5 mm，转动部分为29.0，故最终读数为：0.529.00.010.790 mm.(4)本实验中采用的是电流表的外接法，故由于电压表的分流使电流表示数偏大，故测量结果偏小，故选B.(5)由欧姆定律可知：R，则由电阻定律可知：.4为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图6所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线由图象可求出照度为1.0 lx时的电阻约为_ k.照度/lx0.81.01.2电阻/k2.31.8图6(2)如图7所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在_(填“AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件图7图8(3)用多用电表“10 ”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图8所示，则线圈的电阻为_ .已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合图中直流电源的电动势E6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(010 ，2 A)，R2(0200 ，1 A)，R3(01 750 ，0.1 A)要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择_(填R1、R2或R3)为使天色更暗才点亮路灯，应适当地_(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻答案(1)2.0(2)AB见解析图(3)140R3减小解析(1)根据图象直接读出对应的照度为1.0 lx时的电阻约为2.0 k.(2)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电