（新课标）2022年高考物理 考前教材回归四 电学实验

新课标2022年高考考前教材回归四电学实验1．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数为________，此即为待测微安表表头内阻的测量值．[答案]　(1)R0　标准电流表A0　(2)RN　标准电流表A0的读数为I　(3)平均值[解析]　　本题测量电阻的物理思想是“替代法”，待测电流表A与电阻箱RN是等效替代的关系．2图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig＝600μA、内阻为Rg，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I＝60mA.完成下列填空．(1)图1中分流电阻Rp的阻值应为________．(用Ig、Rg和I表示)．(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图2所示，由此读出流过电流表的电流为________mA.此时流过分流电阻Rp的电流为________mA(保留一位小数)．[答案]　(1)Rg　(2)49.5　49.0[解析]　　(1)根据并联电路的特点有IgRg＝(I－Ig)RP，则RP＝Rg-6-\n(2)电流表的读数为49.5mA.此时流过分流电阻的电流为×49.5mA＝49.0mA.3．某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程100μA,内阻约2kΩ)B．电流表(量程500μA,内阻约300Ω)C．电压表(量程15V,内阻约100kΩ)D．电压表(量程50V，内阻约500kΩ)E．直流电源(20V，允许最大电流1A)F．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，额定功率1W)G．电键和导线若干．电流表应选________．电压表应选________．(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.[答案]　B　C　电流表应采用内接的方法　滑动变阻器应采用分压法[解析]　　流过待测电阻的最大电流约为Im＝A＝800μA，因此选电流表B.直流电源的电压为20V，选电压表C.由于待测电阻的电阻值远大于电流表的内阻，因此电流表应采用内接法；滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，因此滑动变阻器应采用分压法．4．某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．①所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上画出U－I的图象．-6-\nU/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55②根据所画U－I的图象，可求得电流I＝0.20A时电源的输出功率为________W．(保留两位有效数字)③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．(Rx阻值未知)[答案]　①如图所示　②0.37(或0.36)　③bc[解析]　　②根据图象可知，当I＝0.20A时，U＝1.84V，则输出功率P＝UI＝0.37W.③图甲电路中存在的安全隐患是当滑动触头滑到最右端时，电源被短路．图乙b电路中滑动触头滑到最左端时，由于Rx的存在，避免了上述安全隐患，c电路中滑动触头滑到最右端时，由于Rx存在，避免电源短路．5．某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值．(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R-6-\n′，后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：电阻R/Ω5.010.015.025.035.045.0电压U/V1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出U－R关系图象．(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V.利用(1)中测绘的U－R图象可得Rx＝________Ω.(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”)．现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？[答案]　(1)见下图(2)20(19～21都算对)(3)偏小　改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V.[解析]　　(1)如答案图．(2)由图知与2.00V对应的电阻为20Ω，所以待测阻值为20Ω.(3)电源的电动势不变，内阻变大，电阻与电源内阻是串联的关系，所以电阻两端的电压变小，故测量值偏小；由图知与10Ω对应的电压为1.5V，因此改变变阻器的阻值，使电压表示数为1.50V即可．6．某学习小组在研究小灯泡灯丝电阻和温度的关系时，描绘了一只小灯泡(3.6V　0.3A)的伏安特性曲线．实验中除红外测温仪、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E(电动势为0.6V)-6-\nB．电压表V1(量程为0～3V，内阻约为2kΩ)C．电压表V2(量程为0～5V，内阻约为4kΩ)D．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω)E．电流表A2(量程为0～100mA，内阻约为2Ω)F．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流1A)G．滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ，额定电流100mA)(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，请你选择合适的电压表、电流表和滑动变阻器________(填所选仪器前的字母序号)，并为该小组设计电路图，画在虚线框内．(2)根据正确设计的实验电路图，学习小组测得电压、电流、灯丝温度，并求得对应电阻值，如下表：电压(V)00.200.501.001.502.002.503.003.50电流(A)00.0510.1050.1650.2050.2350.2600.2800.300电阻(Ω)3.94.86.17.38.59.610.712.0]温度(℃)12.066.1144.1216.3288.3354.4420.4498.5　根据表格中的数据，学习小组的同学在图甲中画出了小灯泡的伏安特性曲线．现要知道图线上P点对应的电阻RP，有同学认为可以作出曲线在P点的切线，而RP就等于该切线的斜率的倒数，这样做是否正确？答：________.(选填“正确”或“不正确”)(3)请你根据表格中的数据，在乙图中画出灯丝的电阻值随温度变化的关系图线，根据图乙中的R－t图线可知，灯丝的电阻值与温度的关系是：________；0℃时灯丝的电阻值约为________Ω(保留两位有效数字)．-6-\n[答案]　(1)CDF　电路如图(2)不正确(3)如图所示　一次函数关系　3.7[解析]　　(1)小灯泡的额定电压为3.6V，要描绘其完整的伏安特性曲线，电压表应选C；小灯泡的额定电流为0.3A，故电流表应选“D”；要求小灯泡两端的电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法，在不超滑动变阻器额定电流的情况下，滑动变阻器应选择阻值较小的“F”．(2)不正确，小灯泡的阻值为非线性关系，题图甲中的横轴表示小灯泡两端的电压U，纵轴表示流经它的电流I，图线上P点对应的阻值为RP＝.(3)由R－t图线可知，0℃时灯丝的电阻值约为3.7Ω(3.6～3.8Ω都正确)．-6-