2020高考物理二轮复习 抓分天天练 重点知识练1.23 电学创新实验课件

1．23电学创新实验1．(2019·江苏)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A““B”或“C“)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图2甲中Rx为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置．(4)为测量Rx，利用图2甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1­I1关系图象如图3所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2­I2图象．(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．答案(1)C(2)不同(3)实物电路图如解析图4所示(4)图象如解析图5所示(5)23.5解析(1)为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮C，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．(2)为减小实验误差，选择电阻丝的不同位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图4所示：(4)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图5所示：(5)由图示电路图可知：Rx＋RA＋R0＝ΔU1ΔI1＝1.9640×10－3Ω＝49Ω，RA＋R0＝ΔU2ΔI2＝2.0480×10－3Ω＝25.5Ω，则电阻丝阻值：Rx＝(49－25.5)Ω＝23.5Ω.2．(2019·课标全国Ⅱ)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100Ω)；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U－t关系曲线．回答下列问题：(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1.(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系．硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为|ΔUΔt|＝________V/℃.(保留2位有效数字)答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)电压表V1测定值电阻R0两端电压，其示数为：U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.00×10－3V＝5.00mV；由图(b)所示图线可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻变小，由于二极管电阻减小，二极管分压减小，由串联电路特点可知，定值电阻分压变大，电压表V1示数增大，为保持电压表示数不变，应减小定值电阻分压，增大滑动变阻器分压，滑动变阻器接入电路的阻值应增大，滑动变阻器滑片应向B端移动．(2)由图(b)所示图线可知，该硅二极管的测温灵敏度为：|ΔUΔt|＝0.44－0.3080－30V/℃＝2.8×10－3V/℃.3．(2019·课标全国Ⅰ)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)A．18mAB．21mAC．25mAD．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________．答案(1)实物电路图如解析图所示(2)C(3)AC(4)9979解析(1)微安表与分流电阻并联可以改装成电流表，根据图(a)所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(2)微安表量程为250μA，由图(c)所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为160μA，电流表示数为16.0mA，电流表示数为微安表示数的16.0×10－3A160×10－6A＝100倍，改装后电流表量程为：250×10－6×100A＝25×10－3A＝25mA，故C项正确；(3)由(2)可知，改装后电流表量程偏大，则流过分流电阻的电流偏大，由并联电路特点可知，分流电阻阻值偏小，如果R值计算错误，接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大，故C项正确，D项错误；如果微安表内阻实际阻值大于1200Ω，即内阻Rg测量值偏小，并联电阻阻值为：R＝IgRgI－Ig偏小，会导致改装后电流表量程偏大，故A项正确，B项错误；(4)把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为：R＝IgRgI′－Ig，由(2)可知，流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍，则并联电阻R＝Rg99，Rg＝99R，把微安表改装成20mA的电流表，并联电阻阻值：R并＝IgRgI－Ig＝250×10－6Rg20×10－3－250×10－6＝Rg79＝99R79＝kR，则：k＝9979.4．(2019·重庆模拟)为了测某电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R，定值电阻R0、两个电流表A1、A2，开关K1，单刀双掷开关K2，待测电源，导线若干．实验小组成员设计如图甲所示的电路图．(1)闭合开关K1，断开单刀双掷开关K2，调节电阻箱的阻值为R1，读出电流表A2的示数I0；然后将单刀双掷开关K2接通1，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表A2的示数仍为I0，则电流表A1的内阻为＝________．(2)将单刀双掷开关K2接通2，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A1的示数I，该同学打算用图象处理数据，以电阻箱电阻R为纵轴，为了直观得到电流I与R的图象关系，则横轴x应取________．A．IB．I2C.1ID.1I2(3)根据(2)选取的x轴，作出R­x图象如图乙所示，则电源的电动势E＝________，内阻r＝________．(用R1，R2，R0，及图象中的a、b表示)答案(1)R2－R1(2)C(3)aba－R0－(R2－R1)解析(1)由题意可知，电路电流保持不变，由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻不变，则电流表内阻等于两种情况下电阻箱阻值之差，即：RA1＝R2－R1；(2)根据题意与图示电路图可知，电源电动势：E＝I(r＋R0＋R＋RA1)，整理得：R＝EI－(r＋R0＋RA1)，为得到直线图线，应作R­1I图象，故选C项．(3)由R­1I图线可知：a＝r＋R0＋RA1，k＝E＝ab解得，电源电动势：E＝ab，电源内阻：r＝a－R0－(R2－R1)．5．(2019·桂林二模)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图甲所示的简易欧姆表．实验器材如下：A．干电池(电动势E为3.0V，内阻r不计)；B．电流计G(量程300μA，内阻99Ω)；C．可变电阻器R；D．定值电阻R0＝1Ω；E．导线若干，红黑表笔各一只．(1)如图甲所示，表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是________Ω.(2)如果将R0与电流计并联，如图乙所示，这相当于欧姆表换挡，换挡前、后倍率之比为________．答案(1)2×104(2)100∶1解析(1)欧姆调零后，欧姆表的内阻R内＝EIg＝3300×10－6Ω＝1×104Ω；13Ig＝ER内＋R，解得：R＝2×104Ω；(2)电流计内阻为99Ω，给电流计并联1Ω的电阻，电流表量程扩大为100倍，用该电流表改装成欧姆表后，满偏电流变为100Ig，同一刻度对应的电流变为100倍，根据R内＝EIg，I＝ER内＋R，可知：Ig和I都变为原来的100倍，同一刻度对应的电阻值R变为原来的1100，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100∶1.6．(2019·汕头二模)(1)为了测定电压表的内阻，实验室提供了以下器材：A．待测电压表(0～3V，内阻约几千欧)；B．毫安表(0～1mA)；C．滑动变阻器(0～20Ω)；D．电源4V，(内阻不计)；E．开关；F．导线若干某同学设计了图甲、图乙所示电路图，则设计合理的是________(选填“甲“或“乙”)的电路．在正确连接合理电路后，闭合开关S，不断调节变阻器R的滑片位置，记录多组电压表V、毫安表A的示数，作出U­I图线如图丙所示．由图线可得待测电压表的电阻RV＝________Ω.(2)接着，该同学利用上面器材A、D、F和电阻箱R0(0～9999.9Ω)改装成一个可测量电阻的简易欧姆表(倍率“×100Ω”)．请在图丁虚线框内补画出他设计的该欧姆表原理图，并将电压表表盘的电压刻度转换为电阻刻度．先将两表笔________(选填“断开”或“短接”)．调节电阻箱阻值，使指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为________(选填“0”或“∞”)Ω，再根据设计的欧姆表原理图，推算出电压刻度为“1.5V”及“2V”所对应的电阻刻度，并把它填在图丙中的虚线方框内．答案(1)乙3000(2)原理图如图1短接0如图2解析(1)由于电压表的电阻值较大，则将电压表与滑动变阻器串联时，滑动变阻器起不调节作用，而将滑动变阻器连成分压电路是合理的；根据欧姆定律，可知电压表的内阻为：RV＝UI＝2.40.8×10－3Ω＝3000Ω＝3kΩ(2)根据欧姆表的原理，画出原理图如图1；对欧姆表进行调零时，需要向将两表笔短接．调节电阻箱阻值，使指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为0；电压表的满偏电流为：Ig＝URV＝33000A＝0.001A3V刻度处的电流为满偏电流，则有：Ig＝ERV＋R变2V刻度处的电流为23Ig，则有：23Ig＝ERV＋R变＋R1代入数据可得：R1＝2kΩ1．5V刻度处的电流为12Ig，则有：12Ig＝ERV＋R变＋R2代入数据可得：R2＝4kΩ由于选择的挡位为“×100”挡，所以两处的刻度分别为40与20，如图2.7．(2019·常德一模)光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示．(1)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件．利用直流电源给电磁铁供电，利用220V交流电源给路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．(2)用多用电表“×100”挡，测量图中电磁铁线圈电阻时，指针偏转角度太大，为了更准确的测量其阻值，接下来应选用________挡(填“×1k或“×10”)，进行欧姆调零后重新测量其示数如图丙所示，则线圈的电阻为________Ω.(3)已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合．如图乙中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10Ω，2A)、R2(0～200Ω，1A)、R3(0～1750Ω，1A)要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”、