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(課標通用)高考物理二輪復習 實驗題提分技巧 熱點16 電學創(chuàng)新實驗(含解析)-人教版高三全冊物理試題

上傳人:文*** 文檔編號:240556413 上傳時間:2024-04-15 格式:DOC 頁數(shù):5 大?。?00.66KB
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1、熱點16 電學創(chuàng)新實驗 (建議用時:30分鐘) 1.利用如圖所示的電路可以較為準確地測量未知電源的電動勢.圖中Ex為待測電源,ES為標準電源(ES的電動勢已準確測出),E為工作電源,為電路提供電流.G為零刻度在中央的靈敏電流計,AB為一根粗細均勻的電阻絲,C、D為AB上的兩個活動接觸點,可以在電阻絲上移動.與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺(刻度尺未畫出),可以測出C、D之間的長度.實驗步驟如下: (1)按圖連接好電路,將K1處于斷開狀態(tài),K2處于兩個觸點都不接的狀態(tài). (2)先閉合K1,調整RP至合適位置. (3)將K2置于1位置,調整C、D觸點的位置,使電流計指針指向零刻度,記

2、下____________________. (4)將K2置于2位置,重新調整C、D位置,使____________________,并記下________________. (5)斷開K1,計算待測電源的電動勢的表達式為Ex=______. 解析 (3)由題意知應記下C、D間的長度L1. (4)應重新調整C、D位置,使電流計指針指向零刻度并記下此時C、D間的長度L2. (5)根據(jù)電阻定律有R1=ρ,R2=ρ, 由電路特點可得I==, 聯(lián)立可得=,Ex=ES. 答案 (3)C、D間的長度L1 (4)電流計指針指向零刻度 C、D間的長度L2 (5)ES 2.(2019·陜西咸陽

3、模擬)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)電阻器(NTC).正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時電阻值增大,負溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時電阻值減小,熱敏電阻的這種特性,常常應用在控制電路中.某實驗小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx(常溫下阻值約為10.0 Ω)的電流隨其兩端電壓變化的特點. A.電流表A1(量程0~100 mA,內阻約1 Ω) B.電流表A2(量程0~0.6 A,內阻約0.3 Ω) C.電壓表V1(量程0~3.0 V,內阻約3 kΩ) D.電壓表V2(量程0~15.0 V,內阻約10 kΩ) E.滑動變阻器R(最大阻值為10 Ω) F.滑

4、動變阻器R′(最大阻值為500 Ω) G.電源E(電動勢15 V,內阻可忽略) H.開關、導線若干 (1)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置,使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大,請在所提供的器材中選擇必需的器材,應選擇的器材為電流表________;電壓表________;滑動變阻器________.(只需填寫器材前面的字母即可) (2)請在所提供的器材中選擇必需的器材,在虛線框內畫出該小組設計的電路圖. (3)該小組測出熱敏電阻R1的U-I圖線如圖甲中曲線Ⅰ所示.請分析說明該熱敏電阻是________.(選填“PTC”或“NTC”) (4)該小組又通過查閱資料得出了熱

5、敏電阻R2的UI圖線如圖甲中曲線Ⅱ所示.然后又將熱敏電阻R1、R2分別與某電池連成如圖乙所示電路,測得通過R1和R2的電流分別為0.30 A和0.60 A, 則該電池組的電動勢為________V,內阻為________Ω.(結果均保留三位有效數(shù)字) 解析 (1)由于實驗要求電壓從零調,所以變阻器應采用分壓式接法,變阻器應選擇阻值較小的E以方便調節(jié);根據(jù)電源電動勢為15 V可知電壓表應選D;常溫下當I=0.6 A時U=IR=6 V<15 V,由此可見,為了得到多組數(shù)據(jù),電流表應選B. (2)由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內阻,所以電流表應用外接法,又變阻器采用分壓式接法,電路圖如圖所示.

6、 (3)根據(jù)U=RI,可知圖象上的點與原點連線的斜率等于待測電阻的阻值大小,從圖線Ⅰ可知線上各點與原點連線的斜率逐漸增大,所以電阻隨電壓(溫度)的增大而增大,即該電阻是正溫度系數(shù)電阻器,所以該熱敏電阻是PTC. (4)根據(jù)閉合電路歐姆定律,接R1時有E=U1+I1r,接R2時有E=U2+I2r,再根據(jù)U-I圖象可讀出I1=0.3 A時對應的電壓U1=8.0 V,當I2=0.6 A時對應的電壓U2=6.0 V,聯(lián)立以上兩式解得E=10.0 V,r=6.67 Ω. 答案 (1)B D E (2)見解析圖 (3)PTC (4)10.0(9.60~10.4均可) 6.67(6.00~8.00均可

7、) 3.某同學在實驗室測汽車電熱器的電功率,此電熱器額定電壓為12 V.實驗室備有下列器材. A.輸出電壓為16 V的學生電源 B.量程為0~3 A的電流表,內阻約0.1 Ω C.量程為0~0.6 A的電流表,內阻約0.5 Ω D.量程為0~3 V的電壓表,內阻約3 kΩ E.量程為0~15 V的電壓表,內阻約15 kΩ F.0~10 Ω,額定電流為0.5 A的滑動變阻器 G.0~10 Ω,額定電流為2 A的滑動變阻器 H.導線,開關 該同學測量的數(shù)據(jù)記錄如下: U/V 2.4 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0 I/A 0.15 0.20 0

8、.30 0.40 0.45 0.50 (1)該電熱器的阻值是否恒定不變?答:________(選填“是”或“不是”). (2)合理選擇實驗器材:電流表選______,電壓表選______,滑動變阻器選________.(填器材前的字母) (3)請在虛線框內畫出電路圖. (4)電熱器的額定功率為________.(保留兩位有效數(shù)字) 解析 (1)由該同學記錄的數(shù)據(jù)可知,電熱器的阻值不是恒定不變的. (2)因實驗中電熱器最大電壓為12 V,最大電流為0.5 A,故選擇量程為0~15 V的電壓表,量程為0~0.6 A的電流表;如果采用滑動變阻器的限流接法,則當滑動變阻器阻值調到

9、最大時,電熱器上的電壓仍然會大于2.4 V,所以采用分壓式接法,由于電熱器的最大電流為0.5 A,采用分壓式時,滑動變阻器的一部分處在干路,故滑動變阻器能承受的最大電流必須大于0.5 A,故選滑動變阻器G. (3)由于電熱器的電阻在20 Ω左右,<,故采用電流表外接法,電路圖如圖所示. (4)P=UI=12.0×0.5 W=6.0 W. 答案 (1)不是 (2)C E G (3)見解析圖 (4)6.0 W 4.實驗室備有以下器材:電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器R1(阻值變化范圍0~20 Ω)、滑動變阻器R2(阻值變化范圍0~1 000 Ω)、電動勢適當?shù)碾娫?、小燈?4 V,2 W

10、)、開關、導線若干. (1)要完整地描繪小燈泡的UI曲線,請在方框中畫出實驗電路圖,并標出所用滑動變阻器的符號. (2)實驗中描繪出的小燈泡UI曲線如圖甲所示,由圖可知,小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而________(選填“增大”“減小”或“不變”).   (3)如果用上述器材測量所給電源的電動勢和內電阻,實驗電路如圖乙所示,圖中R0是阻值為9 Ω的保護電阻,實驗中測得多組數(shù)據(jù)并記錄在下表中,試在圖甲中畫出等效電源的UI圖象,由圖象可求出電源自身內阻約為________Ω. 序號 1 2 3 4 5 6 U/V 4.00 3.40 2.80 2.00 1.50

11、0.80 I/A 0.20 0.25 0.33 0.40 0.46 0.52 (4)若將上述小燈泡直接與電源和保護電阻組成串聯(lián)電路,如圖丙所示,此時小燈泡消耗的電功率約為________W. 解析 (1)描繪燈泡的伏安特性曲線,電壓與電流應從零開始變化,滑動變壓器要采用分壓式接法,由于燈泡的阻值較小,電流傳感器應采用外接法,電路圖如圖所示. (2)由題圖甲所示的燈泡的U-I圖象可知,隨電壓和電流的增大,燈泡的實際功率增大,燈絲溫度升高,電壓與電流的比值增大,由此可知,燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大. (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出電源的U-I圖象如圖中直線所示,由圖示圖象可知,電源內阻r=-R0= Ω-9 Ω=1 Ω. (4)由上圖可知,燈泡直接與電源和保護電阻組成串聯(lián)電路時,燈泡兩端電壓約為2.1 V,電流約為0.39 A,燈泡的電功率為P=UI≈2.1×0.39 W≈0.82 W. 答案 (1)見解析圖 (2)增大 (3)見解析圖 1 (4)0.82

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