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【创新设计】(山东专用)2022高考物理二轮专题辅导训练 专题5 第12讲 电学实验中常考的4个问题(含解析)

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第12讲 电学实验中常考的4个问题1.[2022·山东卷,21(2)]在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:Rx(阻值约为4Ω,额定电流约为0.5A);电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约为0.2Ω);   A2(量程3A,内阻约为0.05Ω);电源:E1(电动势3V,内阻不计); E2(电动势12V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图5-12-1所示,读数为________mm.图5-12-1②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图).解析 ①螺旋测微器主尺读数为1.5mm,螺旋刻度读数为27.3×0.01mm=0.273mm,读数应为:1.5mm+0.273mm=1.773mm.②由于待测电阻Rx阻值约为4Ω,额定电流约为0.5A,故电流表选A1,电源选E1.答案 ①1.773(1.771~1.775均正确)②A1 E1 电路图如图所示.2.[2022·山东卷,21(2)]-6-\n霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图5-12-2甲所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH为霍尔电压,且满足UH=k,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图甲所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线连接.②已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.I(×10-3A)3.06.09.012.015.018.0UH((×10-3V)1.11.93.44.56.26.8根据表中数据画出UH-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效数字).③图5-12-2该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图乙所示的测量电路.S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(填“a”或“b”),S2掷向________(填“c”或“d”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串接在电路中.在保持其他连接不变的情况下,该定值电阻应串接在相邻器件________和________(填器件代号)之间.解析 ①通过矩形半导体元件的电流由P向Q,故根据左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由N端指向M端,故带正电粒子向M端偏转,故M端聚积正电荷,M端电势高于N端,电压表的“+”接线柱接M端;②由UH=k可得霍尔系数k=,由图象可得k′==0.38V/A,故k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1;③为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向b,将S2掷向c;为保证电路安全,定值电阻应接在S1和E(或S2和E)之间.答案 ①M ②如图所示,1.5(或1.4或1.6)③b c S1 E(或S2 E)3.(2022·山东卷,22)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,再利用图5-12-3甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.-6-\n图5-12-3可供使用的器材有:电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;定值电阻:R0=3Ω;电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).(2)在实物图5-12-4中,已正确连接了部分导线,请根据图5-12-3甲电路完成剩余部分的连接.图5-12-4(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图5-12-3乙所示,读数为________V.(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).解析 (1)由(3)中电流表的读数为0.50A时,电压表的读数为2.30V可知,Rx和R0的总阻值约为4.60欧姆,若选用滑动变阻器R1,电源电压为6V,电流表的量程只有0.6A,会把电流表烧坏,故滑动变阻器应该选R2.闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大.(2)连线如图所示.(3)由于电压表量程0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.30V(4)Rx的阻值为1.60欧姆,由R=ρ可知,l==m≈94m.答案 (1)R2 a (2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)4.(2022·新课标全国卷Ⅱ·23)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200-6-\nΩ,电压表○的内阻约为2kΩ,电流表○的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图5-12-5(a)或(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则________(填“Rx1“或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.图5-12-5解析 由于==10,而==20,可见>,应采用图(a)电路测量更准确,即Rx1更接近待测电阻的真实值;由于Rx1=,其中R真=,而U>UR,I=IR,则Rx1>R真,即测量值Rx1大于真实值;又由于Rx2=,R真=,其中U=UR,I>IR,则Rx2<R真,即测量值Rx2小于真实值.答案 Rx1 大于 小于5.(2022·新课标全国卷Ⅰ,23)图5-12-6利用如图5-12-6所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值为999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表○(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S.实验步骤如下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;③以为纵坐标,R为横坐标,作-R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)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为________.(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图5-12-7(a)所示,读出数据,完成下表.答:①_________________________________________________,②________________________________________________.R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077/A-16.998.00②10.011.011.913.0-6-\n图5-12-7(3)在图(b)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·Ω-1,截距b=______A-1.(4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.解析 (1)因为RA=6.0Ω,R1=3.0Ω,所以IR1=2IA,由闭合电路欧姆定律得:E=IRA+3I(R+R0+r),所以=R+=R+(5.0+r)(2)根据图(b)可知电流的读数为110mA=0.110A所以=9.09A-1.(3)根据描点,画出如图所示的图象,则斜率k==1.0(A-1Ω-1)截距b=6.0A-1(4)由(1)、(3)结合得:=1.0,=6.0,代入数据得:E=3.0V,r=1.0Ω.-6-\n答案 (1)=R+(2)0.110 9.09(3)见解析 1.0(或在0.96~1.04之间) 6.0(或在5.9~6.1之间)(4)3.0(或在2.7~3.3之间) 1.0(或在0.6~1.4之间)(1)分析近几年的高考,考查的方向基本不变,主要体现在基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面.(2)基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点,同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查.-6-

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发布时间:2022-08-26 00:34:41 页数:6
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文章作者:U-336598

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