高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题20 电学创新实验.doc

二十、电学创新实验1.（10分）（2013江苏苏南四校联考）指针式多用表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图（a）所示，若选择开关拨至“1”挡，则测量的结果为_；若选择开关拨至“50ma”挡，则测量结果为_。igrx0ir1r2grxrr0rg（a）（b）（c）50（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为、内阻为r， r0为调零电阻，rg为表头内阻，电路中电流i与待测电阻的阻值rx关系图像如图（c）所示，则该图像的函数关系式为_；（3）下列根据图（c）中i-rx图线做出的解释或判断中正确的是（ ）（多选）a因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大b欧姆表调零的实质是通过调节r0使rx=0时电路中的电流i=ig crx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏d测量中，当rx 的阻值为图（c）中的r2时，指针位于表盘中央位置的左侧2（10分）（2013上海市金山区期末）在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6v、额定功率为3w的直流电动机的机械效率。031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314米尺秒表电动机+-v电动机a（1）根据电路图完成实物图的连线；（2）实验中保持电动机两端电压u恒为6v，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：实验次数12345电动机的电流i/a0.20.40.60.82.5所提重物的重力mg/n0.82.04.06.06.5重物上升时间t/s1.41.652.12.7计算电动机效率的表达式为_（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为_。（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是_；可估算出电动机线圈的电阻为_。答案：（1）（2分）如右图031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314米尺秒表电动机+- （2）（2分），（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.4解析：在第5次实验中，电动机没有运转，重物没有上升，电动机的输出功率是0；由u=ir可估算出电动机线圈的电阻为r=2.4。3（2013上海市黄浦区期末如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中e是电动势为3v的电源（内阻不计），a是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），r0是阻值为5定值电阻，r是一根长为6cm、阻值为15的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量l与所受压力f之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片p刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）（1）当电流表示数为0.3a时，所称重物的质量为_； （2）该设计中使用的电流表的量程最小为_，该电子秤的称量范围为_；（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）4（10分）（2013广东省佛山市质检）用发光二极管制成的led灯具有发光效率高、使用寿命长等优点，在生产与生活中得到广泛应用。某同学找到一个led灯泡，研究它的特性，测得它两端电压u和通过的电流i，数据如下表：123456789101112u/v0.002.602.722.802.923.003.173.303.50i/ma0.001.295.778.7119.0527.3038.8650.6368.00实验室提供的器材如下：a. 电流表（量程0-0.6a，内阻约1）b. 电流表（量程0-100ma，内阻约50）c. 电压表（量程0-6v，内阻约50k）d. 电压表（量程0-15v，内阻约60k）e. 电源（电动势6v，内阻不计）f. 滑动变阻器（阻值范围0-10，允许最大电流3a）g. 开关，导线该同学做实验时，电压表选用的是 ，电流表选用的是 （填选项字母）；请在右图中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整；开关s闭合之前，右图中滑动变阻器的滑片应该置于 （选填“a端”、“b端”或“ab正中间”）。若该led灯泡的额定电压为3v，则此led灯泡的额定功率为 。答案：c b 完整电路如图所示 。a端 8.1910-2w。5（2013年大连名校期末）有一内阻未知（约25k35k）、量程未知（约25v一35v），共有30个均匀小格的直流电压表v 。某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，当表针处于多用电表刻度盘正中央时，他从刻度盘上读出表针所指的电阻刻度为30。（1）请将他在实验过程中用多用电表测电压表内阻的电路连接起来。欧姆档的选择开关应拨至倍率“ ”。（2）在实验中，该同学读出电压表的读数为u,欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出求欧姆表电池的电动势表达式e 。（3）若在实验过程中测得该电压表内阻为30k，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度，标准电压表v l：量程3v，内阻3k电流表a:量程03a，内阻0.1滑动变阻器r:总阻值lk稳压电源e: 30v，内阻不能忽略； 电键、导线若干在右边方框中画出实验电路图，并标明所选仪器的符号选用记录数据中的任一组，写出计算待测电压表v的量程的表达式ug= 。式中各字母的意义是： 。答案：（1）如图。1k（2）e=u。（3）如图。ug=300 其中n为电压表v指针所指格数，u1为电压表v1的读数。解析：由于直流电压表v约25k35k，所以用多用电表测电压表内阻欧姆档的选择开关应拨至倍率1k。根据当表针处于多用电表刻度盘正中央时，他从刻度盘上读出表针所指的电阻刻度为30可知，欧姆表内阻为r=30。根据电压表的读数为u，,欧姆表指针所指的刻度为n，可得电流i=u/n，由闭合电路欧姆定律，e=u+ir=u。设标准电压表v1的读数为u1，则标准电压表v1中电流为u1/3k，设待测电压表v的量程为ug，每格电压为ug/30，若待测电压表v指针所指格数为n，则通过的电流为n ug/3030k，由u1/3k= n ug/3030k，解得ug=300。6.（2013浙江省杭州市一模）某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化。这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻rx的压阻效应，已知rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：a电源e（3v，内阻约为1）b电流表a1（0.6a，内阻r1=5）c电流表a2（0.6a，内阻r2约为1）d开关s，定值电阻r0（1）为了比较准确测量电阻rx，请完成虚线框内电路图的设计。（2）在电阻rx上加一个竖直向下的力f（设竖直向下为正方向），闭合开关s，记下电表读数，a1读数为i1，a2读数为i2，得rx= （用字母表示）。（3）改变力的大小，得到不同的rx值。然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的rx值。最后绘成图像如图所示。除观察到电阻rx的阻值随压力f增大而均匀减小外，还可得到的结论是 。当f竖直向下时可得rx与所受压力f的数值关系是rx= 。7（8分）（2013上海市闸北区期末）如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中d为位于纸面内的u形金属框，其底边水平，长度为l，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为e，内阻为r；r为电阻箱；s为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关s断开，在托盘内加放适量细沙，使d处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。 闭合开关s，将电阻箱阻值调节至r1=r，在托盘内重新加入细沙，使d重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2m1。（1）磁感应强度b大小为_，方向垂直纸面_（选填“向里”或“向外”）； （2）将电阻箱阻值调节至r2=2r，则u形金属框d_（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为_。答案：（1），向外；（2）向上，（每空2分）解析：设u形金属框质量m，将开关s断开，在托盘内加放适量细沙，使d处于平衡状态，m1g=mg。闭合开关s，将电阻箱阻值调节至r1=r，在托盘内重新加入细沙，使d重新处于平衡状态，m2g=mg+bil，i=e/2r，联立解得b=，由左手定则可得磁场方向垂直纸面向外。将电阻箱阻值调节至r2=2r，此时电路中电流减小，所受安培力bil减小，则u形金属框d向上加速，电流i=e/3r，由牛顿第二定律，m2g-（mg+bil）=(m2+m)a，联立解得加速度大小为a=。图18(8分)（2013上海市徐汇区期末）“研究回路中感应电动势e与磁通量变化快慢的关系”实验，如图1所示：（1）某同学改变磁铁释放时的高度，作出e-t图