全国通用2022版高考物理大二轮总复习增分策略强化练专题七第2讲电学实验与创新

专题七第2讲　电学实验与创新1．(2022·武汉四月调考)某实验小组用下列器材设计了如图1甲所示的欧姆表电路，通过调控开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率．　　　　甲　　　　　　　　　　乙图1A．干电池：电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5ΩB．电流表mA：满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝150ΩC．定值电阻R1＝1200ΩD．电阻箱R2：最大阻值999.99ΩE．电阻箱R3：最大阻值999.99ΩF．电阻箱R4：最大阻值9999ΩG．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)该实验小组按图甲正确连接好电路．当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内＝________Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”或“×10”)．(2)闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流．第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________Ω.2．(2022·浙江绍兴模拟)小黄同学想测出在环境温度(室温)下小灯泡(12V,0.11A)的灯丝电阻．9\n(1)该同学根据自己设计的电路图完成了实物图连接，如图2所示，请你画出该同学的电路图．图2(2)该同学合上开关前，应将滑动变阻器的滑片移到________端．(选填“a”或“b”)(3)该同学利用图2测出了小灯泡电压与标准电阻(R0＝20Ω)电压，具体测量数据如下表．为了得出环境温度下灯丝的电阻，此同学在坐标纸上作出灯丝电阻R与电功率P的关系，如图3所示，图中已作出部分点，请你在相应位置上帮他描出余下点.序号测量数据计算所得数据灯丝电压/mV标阻电压/mV灯丝电阻/Ω灯丝电功率/mW121.140.010.550.042231.860.010.600.095342.879.910.710.171454.4100.110.870.272566.3120.011.050.398679.1140.411.270.555792.6160.411.550.7438107.3180.511.890.9689\n图3(4)请你根据以上信息，帮小黄同学得出环境温度下小灯泡的灯丝电阻为________．3．(2022·福建理综·19)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图4甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；图4(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数)．4．(2022·河南八市模拟)利用如图5甲所示电路，可以测量金属丝的电阻率ρ，所用的实验器材有：　　　　　　　甲　　　　　　乙图59\n待测的粗细均匀的电阻丝、电流表(量程0.6A，内阻忽略不计)、电源(电动势3.0V，内阻r未知)、保护电阻(R0＝4.0Ω)、刻度尺、螺旋测微器、开关S、导线若干、滑片P.实验步骤如下：①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图乙所示；②闭合开关，调节滑片P的位置，分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I；③以为纵坐标，x为横坐标，作－x图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)螺旋测微器示数为d＝________mm.(2)用题中字母可求得与x的关系式为__________________________．(3)实验得到的部分数据如下表所示，其中aP长度x＝0.30m时电流表的示数如图6丙所示，读出数据，完成下表．　　　　丙　　　　　　　　　　丁图6x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.43①0.330.310.28(A－1)2.042.33②3.033.233.57(4)在图丁的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·m－1，截距b＝________A－1.(保留三位有效数字)(5)根据图线求得电阻丝的电阻率ρ＝________，电源的内阻为r＝________Ω.(保留三位有效数字)s5.(2022·广东七校第三次联考)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池(电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω)9\nB．电流表A1(量程0～3mA，内阻Rg1＝10Ω)C．电流表A2(量程0～0.6A，内阻Rg2＝0.1Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)E．滑动变阻器R2(0～200Ω，1A)F．定值电阻R0(990Ω)G．开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图7所示的(a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)．图7(2)图8为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值)，则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留小数点后2位)图8(3)若将图线的纵坐标改为________，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小．9\n6．(2022·第一次全国大联考)在外力作用下，某些固体材料发生形变时，其电阻率也发生变化，这种由于外力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9甲所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应．已知Rx的阻值范围为几欧到几十欧．实验室中有下列器材：图9A．电源E(3V，内阻约为1Ω)B．电流表A1(量程0.6A，内阻r1＝5Ω)C．电流表A2(量程0.6A，内阻r2约为1Ω)D．开关S，定值电阻R0(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，请在图甲中完成虚线框内电路的设计．(2)定值电阻R0的阻值应该选用________(填阻值前的字母)．A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω(3)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)．(4)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，最后绘成的图象如图乙所示．那么，由图可得Rx与所受压力F的函数关系Rx＝____________________.9\n二轮专题强化练答案精析第2讲　电学实验与创新1．(1)1500　×10　(2)14.5　150　50解析　(1)由闭合电路欧姆定律可知：内阻R内＝＝Ω＝1500Ω，故中值电阻应为1500Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为×1，则中性电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”．(2)为了得到“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150Ω，电流I1＝A＝0.01A，此时表头中电流应为0.001A，则与之并联电阻R3电流应为：0.01A－0.001A＝0.009A；并联电阻R3＝Ω＝150Ω；R2＋r＝Ω＝15Ω，故R2＝15Ω－0.5Ω＝14.5Ω.图示电流为0.75mA，则总电阻R总＝Ω＝200Ω，故待测电阻R测＝200Ω－150Ω＝50Ω.2．(1)如图所示(2)a　(3)如图所示(4)10.45(10.41～10.49均可)解析　(1)由实物图可知，本实验采用分压式接法，两电压表分别与灯泡和定值电阻并联．(2)为了实验安全，测量电路中的电压应从零开始调节，即让与测量电路并联部分为零，故滑片应移到a端．(3)描点法得出其余点．(4)在环境温度下，灯泡的电功率为零，则由图可知，此时灯泡电阻约为10.45Ω.3．(1)连线如图所示　(2)0.44　(3)4　2.259\n解析　(2)由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；(3)电源内阻为1Ω，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即小电珠的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图丙知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为R＝＝3.95Ω≈4Ω，并联后的总电阻为1Ω，所以需要4个小电珠并联，小电珠消耗的总功率约为P＝＝W＝2.25W.4．(1)0.400　(2)＝x＋(3)①0.38　②2.63　(4)图线如图所示　2.97(2.92～3.10均可)1．77(1.73～1.78均可)(5)1.12×10－6Ω·m(1.07×10－6～1.17×10－6均可)　1.31(1.20～1.40均可)解析　(1)螺旋测微器的读数为40.0×0.01mm＝0.400mm.(2)根据闭合电路欧姆定律可知E＝I[R0＋r＋ρ]，由数学知识可得＝x＋.(3)由图丙可知电流表读数为19.0×0.02A＝0.38A，故表格①中应为0.38，表格②中通过计算可知应为2.63.(4)在图丁中描点作图，让直线尽量过所有的点，或让不在直线上的点对称分布在直线两侧．由图线可知斜率为k＝A－1·m－1≈2.97A－1·m－1，纵截距为b＝1.77A－1.(5)由数学知识可得k＝，b＝，解得ρ≈1.12×10－6Ω·m，r＝1.31Ω.5．(1)(b)　D　(2)1.48　0.849\n(3)I1(R0＋Rg1)解析　(1)没有电压表，可以将电流表串联一个电阻，改装成电压表，根据欧姆定律将电流表A1与定值电阻串联改装成的电压表量程与电源电动势更接近，故应将电流表A1与定值电阻串联使用，故合理的是(b)图；电源电动势约为1.5V，内阻小于1Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选D.(2)由电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：E＝I1(R0＋Rg1)＋I2r，则：I1＝－I2，由图象可知，图象的纵截距：b＝1.48×10－3＝＝＝，则电源电动势为：E＝1.48V；图象斜率：k＝＝＝＝≈0.84，电源内阻为：r＝0.84Ω.(3)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，在U－I图线中，图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小，故当图线的纵坐标改为I1(R0＋Rg1)时，图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小．6．(1)如图所示(2)B　(3)(4)Rx＝9