2018年高考物理二轮复习 100考点千题精练 第十三章 电学实验 专题13.9 电学创新实验

专题13.9 电学创新实验1.（10分）（2018广东湛江调研）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为5）和旧电池（电动势约为3V）。实验室备有如下器材：A直流电压表V1、V2（量程均为3V，内阻均约为3k）B电流表A（量程300mA，内阻为5）C滑动变阻器R1，最大阻值为20D开关S一只，导线若干（1）为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。（2）为测量电池的电动势E和内阻r，小组设计了如图乙所示的电路图。某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是 V.（3）根据图乙所示的电路图，分别用E、r、R0表示电源的电动势、内阻和定值电阻值，则U1与U2的函数关系式为 。实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1U2图象如图丁所示，图中直线的斜率为k，与横轴的截距为b， 则电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b、R0表示） 。【参考答案】2（9分）（1） 如右图。（2分）（2）2.242.26（2分）（3）U1=U2- （2分） （2分） （2分） 【命题意图】 本题考查电阻测量和电源电动势和内阻测量实验、实物电路连线、电压表读数、图象法处理实验数据及其相关的知识点。（3）对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律，E=U2+Ir，I=，两式联立解得：U1=U2- 。U1U2图象的斜率k=，解得电池内阻r=；由U2- =0得U1U2图象在横轴的截距b=，解得：电池电动势E=。2.（2016全国理综III丙卷）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是（填入正确选项前的标号）【参考答案】（1）如图所示（2）AC考点：考查了研究安培力实验3.(2017南昌三模)电源的输出功率与外电路的电阻有关。图1是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源E（图中虚线框内部分）。（1）在图2中，按图1画出连线，把所示的器件连接成实验电路。（电压表内阻约为3k，电流表内阻约为0.1）（2）实验中，多次调节电阻R，读出电压表和电流表的示数U（单位：V）和I（单位：A）。根据测量数据，通过电脑描绘出UI图，拟合图线，得到的函数解析式为U=4-5I，则电源E输出最大功率的最大值是 ，对应的外电阻的阻值是 。【参考答案】（1）如图所示。（3分）（2）0.8W（3分） 5（3分）.4.（2017太原二模）容量和内阻是电池的两个重要参数，电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(Ah)或毫安小时(mAh)做单位。某实验小组为粗略测量手机电池在25下充满电时的内阻和容量，进行了如下实验：控制电池温度为25；正常使用手机至自动关机，取出电池，用数字电压表（视为理想电压表）测出电池电压U0=2.75V;将电池装入手机，用充电器对手机充电至100%；将电池从手机中取出，按图1接入电路，闭合K1，读出数字电压表的示数U1=4.18V;接着闭合K2，读出数字电压表和电流表的示数U2=4.16V、I2=0.20A断开开关；调节电阻R至合适的阻值且保持不变，闭合开关K1、K2的同时开始计时，每隔一段时间记录一次电流表和电压表的示数。当电压表示数降为Uo=2.75V时断开开关，停止计时。下表是记录的三组数据，其他数据已描到图2中：完成下列问题：(1)该电池充满电时的内阻约为r=_(2)将表中数据描在图2中并绘出I-t图线；(3)该锂电池的容量约为_Ah（保留两位有效数字）；(4)之后，实验小组继续用上述方法（R的值不变）描绘出该锂电池在20、5和- 10温度下电池的放电曲线如图3所示，可知下列说法正确的是A.同一电池充满电后在高温环境中比在低温环境中内阻小B同一手机在低温环境比在高温环境中待机时间长C锂电池的内阻是定值，无论如何使用均不会发生变化D.不同的使用方法和不同的使用环境，锂电池的实际容量会发生变化【参考答案】(1)0.10 (2)如图 （3）3.5 (4) A D【名师解析】(1)根据将电池从手机中取出，按图1接入电路，闭合K1，读出数字电压表的示数U1=4.18V可知电池电动势为E=U1=4.18V。根据接着闭合K2，读出数字电压表和电流表的示数U2=4.16V、I2=0.20A由E= U2+ I2r，解得该电池充满电时的内阻约为r=0.10。（2）用平滑曲线绘出I-t图线。5(2016云南联考)有一个小灯泡上标有“4.8 V2 W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线。有下列器材可供选用：A电压表(03 V，内阻3 k)B电压表(015 V，内阻15 k)C电流表(00.6 A，内阻约1 )D定值电阻R13 kE定值电阻R215 kF滑动变阻器R(10 ，2 A)G学生电源(直流6 V，内阻不计)H开关、导线若干(1)实验中所用电压表应选用_，定值电阻应选用_(均用序号字母填写)。(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在虚线框内画出满足实验要求的电路图。 (3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是_，下面四个图象中可能正确的是_。【参考答案】(1)AD(2)见解析图(3)U2UVC(2)采用分压电路，电流表外接，电路图如图所示。(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是U2UV。由P，R随温度升高(电压增大)而增大，小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线可能正确的是图C。6为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表的示数U1，电压表的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条UI图线，如图乙所示。请回答下列问题：(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式：_。(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是_(选填“a”或“b”)。(3)根据图乙可以求得电源的电动势E_ V，内电阻r_ ，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_ W。【参考答案】(1)I(2)b(3)3.02.01.0【名师解析】(1)首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路，电压表测灯泡两端电压，电压表测路端电压。电阻箱两端电压为UU2U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I。(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线。(3)图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0 V，图线a的斜率为电源的内阻r2.0 ，图线a、b的交点表示U1U2，即电阻箱的阻值为零，此时小灯泡消耗的功率最大，PUI1.0 W。7(2016湖南衡阳联考)(9分)某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜，电阻率达不到要求”。(1)欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.7108 m，取长度为100 m(真实长度)的电线，横截面积取1 mm2，可供选用的器材有：A电源(电动势约为6 V，内阻不计)；B待测长度为100 m的导线一捆；C电压表V1(量程为3 V，内阻为6 k)；D电压表V2(量程为15 V，内阻为20 k)；E电流表A1(量程为0.6 A，内阻约为0.125 )；F电流表A2(量程为3 A，内阻约为0.025 )；H定值电阻R11 k；G定值电阻R26 k；K滑动变阻器(5 ，3 A)为使实验尽可能准确，电表的示数均要达到满偏的以上，请你根据实验要求设计电路，并在图甲中完成实物图的连线，注意闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。(2)请你选择合适的器材，电压表为_，电流表为_，定值电阻为_。(请填仪器前的序号)(3)某次测量得电压表示数为2.50 V，电流表读数如图乙所示，为_A。(4)经分析计算，这捆导线电阻率是否达标_。(填“是”或“否”)【参考答案】(1)(2)CFG(3)2.50(4)否(3)电流表的读数I2.50 A(4)被测电线的电阻R 2.0 电阻率 m2.0108 m1.7108 m，故该铜质导线不达标。8(2016东北三省四市高三联考)某兴趣小组要精确测定额定电压为3 V的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500 。实验室提供的器材有：A电流表A(量程：03 mA，内阻RA15 )B定值电阻R11 985 C滑动变阻器R(010 )D电压表V(量程：012 V，内阻RV1 k)E蓄电池E(电动势为12 V，内阻r很小)F开关S一个G导线若干(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的_。(2)选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量节能灯电阻的表达式Rx_(用题目中给的相应字母表示)。当电流表中的电流强度I_mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。【参考答案】(1)C(2)1.59（8分）.(2016江苏高考物理)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ，R随t的升高而增大实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温值实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，和电流表的相应示数I1，I2，然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的实数再次为I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2， （1）有以下两电流表，实验电路中应选用.（A）量程0100 mA，内阻约2（B）量程00.6 A，内阻可忽略（2）实验过程中，要将电阻箱的的阻值由9.9 调节至10.0，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是.将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”（3）实验记录的t和R的数据见下表“请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出Rt图象.由图线求得R随t的变化关系为R= 。【参考答案】（1）A（2）（或）（3）如图所示。0.04t + 8.8（范围：0.04t + 8.6 0.04t + 9.0）10. .( 2016湖北七市(州)联考)（分）材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小若图为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中、分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值为了测量压力，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值请按要求完成下列实验（1）设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图的虚线框内画出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.41020.8102，不考虑压力对电路其它部分的影响），要求误差较小，提供的器材如下：A压敏电阻，无压力时阻值6000B滑动变阻器，全电阻约200C电流表! ，量程2.5，内阻约30 D电压表! ，量程3，内阻约3E直流电源，电动势3，内阻很小开关，导线若干（2）正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33，电压表的示数如图所示，则电压表的读数为_（3）此时压敏电阻的阻值为_；结合图1可知待测压力的大小_ （计算结果均保留两位有效数字）【参考答案】（1）如图所示。（3分）（2）2.00（2分）（3）1.5103（2分） 0.60102N（2分）【命题意图】本题考查电路设计、电压表读数、欧姆定律、图象分析及其相关知识。14