（课标通用）高考物理二轮复习 实验题提分技巧 热点16 电学创新实验（含解析）-人教版高三全册物理试题

热点16电学创新实验(建议用时：30分钟)1利用如图所示的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势图中Ex为待测电源，ES为标准电源(ES的电动势已准确测出)，E为工作电源，为电路提供电流G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动与电阻丝AB平行放置的还有一把刻度尺(刻度尺未画出)，可以测出C、D之间的长度实验步骤如下：(1)按图连接好电路，将K1处于断开状态，K2处于两个触点都不接的状态(2)先闭合K1，调整RP至合适位置(3)将K2置于1位置，调整C、D触点的位置，使电流计指针指向零刻度，记下_(4)将K2置于2位置，重新调整C、D位置，使_，并记下_(5)断开K1，计算待测电源的电动势的表达式为Ex_.解析 (3)由题意知应记下C、D间的长度L1.(4)应重新调整C、D位置，使电流计指针指向零刻度并记下此时C、D间的长度L2.(5)根据电阻定律有R1，R2，由电路特点可得I，联立可得，ExES.答案 (3)C、D间的长度L1(4)电流计指针指向零刻度C、D间的长度L2(5)ES2(2019陕西咸阳模拟)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A1(量程0100 mA，内阻约1 )B电流表A2(量程00.6 A，内阻约0.3 )C电压表V1(量程03.0 V，内阻约3 k)D电压表V2(量程015.0 V，内阻约10 k)E滑动变阻器R(最大阻值为10 )F滑动变阻器R(最大阻值为500 )G电源E(电动势15 V，内阻可忽略)H开关、导线若干(1)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，应选择的器材为电流表_；电压表_；滑动变阻器_(只需填写器材前面的字母即可)(2)请在所提供的器材中选择必需的器材，在虚线框内画出该小组设计的电路图 (3)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_(选填“PTC”或“NTC”)(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的UI图线如图甲中曲线所示然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池连成如图乙所示电路，测得通过R1和R2的电流分别为0.30 A和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)解析 (1)由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，变阻器应选择阻值较小的E以方便调节；根据电源电动势为15 V可知电压表应选D；常温下当I0.6 A时UIR6 V15 V，由此可见，为了得到多组数据，电流表应选B(2)由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所示(3)根据URI，可知图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小，从图线可知线上各点与原点连线的斜率逐渐增大，所以电阻随电压(温度)的增大而增大，即该电阻是正温度系数电阻器，所以该热敏电阻是PTC(4)根据闭合电路欧姆定律，接R1时有EU1I1r，接R2时有EU2I2r，再根据UI图象可读出I10.3 A时对应的电压U18.0 V，当I20.6 A时对应的电压U26.0 V，联立以上两式解得E10.0 V，r6.67 .答案 (1)BDE(2)见解析图(3)PTC(4)10.0(9.6010.4均可)6.67(6.008.00均可)3某同学在实验室测汽车电热器的电功率，此电热器额定电压为12 V实验室备有下列器材A输出电压为16 V的学生电源B量程为03 A的电流表，内阻约0.1 C量程为00.6 A的电流表，内阻约0.5 D量程为03 V的电压表，内阻约3 kE量程为015 V的电压表，内阻约15 kF010 ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器G010 ，额定电流为2 A的滑动变阻器H导线，开关该同学测量的数据记录如下：U/V2.43.05.08.010.012.0I/A0.150.200.300.400.450.50(1)该电热器的阻值是否恒定不变？答：_(选填“是”或“不是”)(2)合理选择实验器材：电流表选_，电压表选_，滑动变阻器选_(填器材前的字母)(3)请在虚线框内画出电路图(4)电热器的额定功率为_(保留两位有效数字)解析 (1)由该同学记录的数据可知，电热器的阻值不是恒定不变的(2)因实验中电热器最大电压为12 V，最大电流为0.5 A，故选择量程为015 V的电压表，量程为00.6 A的电流表；如果采用滑动变阻器的限流接法，则当滑动变阻器阻值调到最大时，电热器上的电压仍然会大于2.4 V，所以采用分压式接法，由于电热器的最大电流为0.5 A，采用分压式时，滑动变阻器的一部分处在干路，故滑动变阻器能承受的最大电流必须大于0.5 A，故选滑动变阻器G.(3)由于电热器的电阻在20 左右，故采用电流表外接法，电路图如图所示(4)PUI12.00.5 W6.0 W.答案 (1)不是(2)CEG(3)见解析图(4)6.0 W4实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围020 )、滑动变阻器R2(阻值变化范围01 000 )、电动势适当的电源、小灯泡(4 V,2 W)、开关、导线若干(1)要完整地描绘小灯泡的UI曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号(2)实验中描绘出的小灯泡UI曲线如图甲所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而_(选填“增大”“减小”或“不变”)(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示，图中R0是阻值为9 的保护电阻，实验中测得多组数据并记录在下表中，试在图甲中画出等效电源的UI图象，由图象可求出电源自身内阻约为_.序号123456U/V4.003.402.802.001.500.80I/A0.200.250.330.400.460.52(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图丙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为_W.解析 (1)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变压器要采用分压式接法，由于灯泡的阻值较小，电流传感器应采用外接法，电路图如图所示(2)由题图甲所示的灯泡的UI图象可知，随电压和电流的增大，灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高，电压与电流的比值增大，由此可知，灯泡灯丝电阻随温度升高而增大(3)根据表中数据作出电源的UI图象如图中直线所示，由图示图象可知，电源内阻rR0 9 1 .(4)由上图可知，灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路时，灯泡两端电压约为2.1 V，电流约为0.39 A，灯泡的电功率为PUI2.10.39 W0.82 W.答案 (1)见解析图(2)增大(3)见解析图1(4)0.82