高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書(shū)物理H 專(zhuān)題分層突破練17　電學(xué)實(shí)驗(yàn)

專(zhuān)題分層突破練17電學(xué)實(shí)驗(yàn)高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025123451.(10分)(2024湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律,搭建了如圖甲所示的裝置。電阻測(cè)量原理如圖乙所示,E是電源,V為電壓表,A為電流表。12345(1)保持玻璃管內(nèi)壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,電流表示數(shù)為100mA,電壓表量程為0~3V,表盤(pán)如圖丙所示,示數(shù)為

V,此時(shí)金屬絲阻值的測(cè)量值R為

Ω(保留3位有效數(shù)字);

(2)打開(kāi)抽氣泵,降低玻璃管內(nèi)氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數(shù)U,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的金屬絲阻值;(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線,如圖丁所示;(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的,保持電流為100mA,電壓表指針應(yīng)該在圖丙指針位置的

(選填“左”或“右”)側(cè);

(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測(cè)量值

(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。

1.2312.3右小于12345解析

本題考查電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。(1)電壓表分度值為0.1

V,則電壓表讀數(shù)需估讀一位,讀數(shù)為1.23

V,(4)根據(jù)圖丁可知?dú)鈮涸叫‰娮柙酱?則壓強(qiáng)p減小,則電阻R增大,再根據(jù)U=IR,故電壓增大,電壓表的指針位置應(yīng)該在題圖丙中指針位置的右側(cè)。(5)電流表采用外接法會(huì)導(dǎo)致電壓表分流,123452.(12分)(2024廣西卷)某同學(xué)為探究電容器充、放電過(guò)程,設(shè)計(jì)了圖甲實(shí)驗(yàn)電路。器材如下:電容器,電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)),電阻R1=400.0Ω,電阻R2=200.0Ω,電流傳感器,開(kāi)關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)斷開(kāi)S1、S2,將電流傳感器一端與a節(jié)點(diǎn)相連,其數(shù)據(jù)采樣頻率為5000Hz,則采樣周期為

s。(2)閉合S1,電容器開(kāi)始充電,直至充電結(jié)束,得到充電過(guò)程的I-t曲線如圖乙,由圖乙可知開(kāi)關(guān)S1閉合瞬間流經(jīng)電阻R1的電流為

mA(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

甲乙2×10-415.012345(3)保持S1閉合,再閉合S2,電容器開(kāi)始放電,直至放電結(jié)束,則放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓為

V。

(4)實(shí)驗(yàn)得到放電過(guò)程的I-t曲線如圖丙,I-t曲線與坐標(biāo)軸所圍面積對(duì)應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0188C,則電容器的電容C為

μF。圖丙中I-t曲線與橫坐標(biāo)、直線t=1s所圍面積對(duì)應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0038C,則t=1s時(shí)電容器兩極板間電壓為

V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

丙24.7×1035.212345解析

考查電容器充、放電過(guò)程和電容的基本性質(zhì)。

(2)由圖乙可知,

開(kāi)關(guān)S1閉合瞬間流經(jīng)R1的電流約為15.0

mA。(3)穩(wěn)定之后,電容器兩極板間的電壓為電阻R2兩端的電壓,設(shè)t=1

s時(shí)電容器兩端電壓為UC',則(E-UC')C=ΔQ',(6

V-UC')×4.7×103×10-6

F=0.003

8

C,解得UC'≈5.2

V。123453.(12分)某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻,要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)器材如下,電流表A1(量程0~200μA,內(nèi)阻為800Ω);電流表A2(量程0~300mA,內(nèi)阻為0.3Ω);定值電阻R1(阻值為4.0Ω);定值電阻R2(阻值為9200Ω);滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為50Ω);待測(cè)蓄電池一節(jié)(電動(dòng)勢(shì)約為2V);開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。(1)該實(shí)驗(yàn)小組利用所學(xué)知識(shí)正確連接實(shí)物電路如圖甲所示,圖中虛線框內(nèi)的電流表應(yīng)選

(選填“A1”或“A2”),虛線框內(nèi)的定值電阻應(yīng)選

(選填“R1”或“R2”)。

甲A2R212345(2)電流表A1示數(shù)用I1表示,電流表A2示數(shù)用I2表示,該實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,得到了多組I1、I2數(shù)據(jù),并作出I1-I2圖像,如圖乙所示。根據(jù)I1-I2圖像可知,該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為

V,內(nèi)阻為

Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

乙1.91.012345(3)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理來(lái)看,該蓄電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值

(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。

等于12345解析

(1)圖中虛線框內(nèi)電流表通過(guò)的電流比較大,應(yīng)選擇量程大的電流表A2,A1用來(lái)改裝成電壓表;蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2

V,改裝后電壓表量程為2

V,(2)如圖所示延長(zhǎng)I1-I2圖像與兩坐標(biāo)軸相交。根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I1(R2+RA1)+(I1+I2)(r+R1),解得E=1.9

V,r=1.0

Ω。

12345(3)因?yàn)榭紤]到電表內(nèi)阻,對(duì)電壓表分流的影響進(jìn)行了修正,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均等于真實(shí)值。123454.(12分)(2023湖南卷)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置,其電路如圖甲所示,R1、R2、R3為電阻箱,RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器,C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無(wú)窮大)。甲12345(1)先用歐姆表“×100”擋粗測(cè)RF的阻值,示數(shù)如圖乙所示,對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是

Ω。

(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3,使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí),RF的阻值為

(用R1、R2、R3表示)。

乙100012345(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小),讀出電壓傳感器示數(shù)U,所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙上描點(diǎn),繪制U-m關(guān)系圖線。

12345(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0,電壓傳感器示數(shù)為200mV,則F0大小是

N(重力加速度取9.8m/s2,保留3位有效數(shù)字)。

(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測(cè)量C、D間電壓,在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1,此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV,則F1

(選填“>”“=”或“<”)F0。

1.75×10-2>12345解析

(1)由題圖乙知,歐姆表表盤(pán)示數(shù)為10

Ω,所選擋位為“×100”擋,則對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是10

Ω×100=1

000

Ω。(2)當(dāng)電壓傳感器示數(shù)為0時(shí),C、D點(diǎn)的電勢(shì)相等,(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),描點(diǎn)作圖,圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線。(4)由第(3)問(wèn)圖知,U=112m(U的單位為mV,m的單位為g),12345(5)當(dāng)C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無(wú)窮大)時(shí),有UCD=I1RF-I2R3當(dāng)C、D間接非理想毫伏表時(shí),有UCD=(I1-IV)RF'-(I2+IV)R3由以上兩式得I1RF-(I1-IV)RF'=I2R3-(I2+IV)R3<0所以RF<RF',則F1>F0。123455.(14分)某實(shí)驗(yàn)小組欲將內(nèi)阻Rg=40Ω、量程為0~100μA的電流表改裝成電阻表,供選擇的器材有,定值電阻R0(阻值為14kΩ);滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1500Ω);滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500Ω);電阻箱(0~9999.9Ω);干電池(E=1.5V,r=2Ω);紅、黑表筆各一只,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干。(1)為了保證改裝后電阻表能正常使用,滑動(dòng)變阻器選

(選填“R1”或“R2”)。請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物連接組成電阻表。

甲R(shí)1(2)電阻表改裝好后,將紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)為

Ω;電流表表盤(pán)的50μA刻度對(duì)應(yīng)改裝后的電阻表的刻度為

kΩ。

9581512345(3)利用改裝后的電阻表進(jìn)行電阻測(cè)量,小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)被測(cè)電阻的阻值為幾百歐姆時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)角太大,不能進(jìn)行讀數(shù),他們利用電阻箱和開(kāi)關(guān),對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn),使中值電阻為1500Ω,他們改進(jìn)后的電路如圖乙所示,圖乙中電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為

Ω。若用該表測(cè)量一阻值為1000Ω的電阻時(shí),則電流表指針對(duì)應(yīng)的電流是

μA。

時(shí)滑動(dòng)變阻