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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時練12 第1部分 專題12 電學(xué)實驗 1.(12分)(xx福建高考)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖124甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接． 圖124 ①實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； ②某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為________A； ③該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為________W(保留兩位小數(shù))． 2．(12分)(xx廣東高考)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1 Ω)、定值電阻等． 圖125 ①使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖125(a)所示，讀數(shù)為________Ω，據(jù)此應(yīng)選擇圖中的________(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實驗． ②連接所選電路，閉合S，滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸________(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實驗． 　　　(a)　　　　　　　　　　　　(b) 圖126 ③圖126(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件． ④該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21 Ω的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖126(b)所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V．利用圖126(a)可算得E＝________V，r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)． 3．(12分)(xx全國卷Ⅱ)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下： 待測電壓表V　(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干． (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整． 圖127 (2)根據(jù)設(shè)計的電路，寫出實驗步驟：_________________________________． (3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R′V，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，R′V________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是_______________________． 4．(14分)(xx山東高考)如圖128甲所示的電路中，恒流源可為電路提供恒定電流I0，R為定值電阻，電流表、電壓表均可視為理想電表．某同學(xué)利用該電路研究滑動變阻器RL消耗的電功率．改變RL的阻值，記錄多組電流、電壓的數(shù)值，得到如圖乙所示的UI關(guān)系圖線． 甲 乙 圖128 回答下列問題： (1)滑動觸頭向下移動時，電壓表示數(shù)______________(填“增大”或“減小”)． (2)I0＝ ______________A. (3)RL消耗的最大功率為______________W．(保留一位有效數(shù)字) 5．(14分)(xx四川高考)用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實驗器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V (量程0～6 V)； 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條． 某同學(xué)的實驗過程如下： Ⅰ.設(shè)計如圖129甲所示的電路圖，正確連接電路． Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖4所示的圖線． Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變．重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條UI圖線，圖線與橫軸I的交點坐標(biāo)為(I0，0)，與縱軸U的交點坐標(biāo)為(0，U0)． 　 甲　　　　　　　　　　乙 圖129 回答下列問題： ①電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．②由圖乙的圖線得電源內(nèi)阻r＝________Ω. ③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________， 代入數(shù)值可得Rx. ④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________．(選填“相同”或“不同”) 6．(16分)(xx浙江高考)圖1210甲是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖． 圖1210 (1)根據(jù)圖甲畫出實驗電路圖； (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V．所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④________．兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________．  【詳解答案】 1．解析：①電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖1所示． 圖1 ②電流表示數(shù)為0.44 A. ③當(dāng)外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖象可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖2所示，圖線的交點縱、橫坐標(biāo)分別為 U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W， P總＝nP＝0.574 W＝2.28 W. 圖2 答案：①見解析?、?.44　③4　2.28 2．解析：①用多用電表的歐姆擋測電阻時，電阻值＝示數(shù)倍率，故X的讀數(shù)為10 Ω1＝10 Ω，由于<，或RX?RV，故用伏安法測元件X的電阻時，電流表應(yīng)外接，故選b電路進(jìn)行實驗．②滑片P從左向右滑動過程中，元件X兩端的電壓越來越大，電流越來越大，故電流表示數(shù)逐漸增大．③由UI圖線可知Y是非線性元件．④由③中的UI圖線，可知線性元件的電阻RX＝10 Ω，當(dāng)S1、S2都閉合時，回路中的電流I1＝＝0.3 A，當(dāng)S1閉合，S2斷開時，回路中的電流I2＝＝0.1 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝I1(RX＋r)，E＝I2(RX＋R＋r)，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得E≈3.2 V，r＝0.50 Ω. 答案：①10　b?、谠龃蟆、踄?、?.2　0.50 3．解析：(1)因滑動變阻器阻值較小，所以選擇滑動變阻器的分壓接法． 實驗電路圖如圖所示． (2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最?。婚]合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻． (3)斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法同樣給分)． 答案：見解析 4．解析：(1)滑動觸頭向下移動，RL變小，RL與R并聯(lián)后的總電阻R總變小，由于電路連接恒流源，根據(jù)U＝IR總可得電壓表示數(shù)減小． (2)若滑動觸頭滑至最下端，RL＝0，定值電阻R被短路，電流表示數(shù)即為干路電流，由UI圖象，當(dāng)U＝0時，I0＝I＝1.0 A. (3)由UI圖象得解析式U＝－20I＋20，根據(jù)P＝UI得：P＝－20I2＋20I，則當(dāng)I＝0.5 A時，P有最大值，Pmax＝5 W. 答案：(1)減小　(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正確)　(3)5 5．解析：①由題UI圖線可知電流表量程應(yīng)為0～100 mA，故選A2.路端電壓大于5.5 V，而電源電動勢E＝6 V，故R外?r，則滑動變阻器選R2.②由題圖得：r＝＝25 Ω.③Rx＋r＝，Rx＝－r.④電流I＝，r＋Rx一定，R從300 Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同．Rx接AB間時，U＝(R＋Rx)，Rx接BC間時，U′＝R，故兩種情況下電壓變化不同． 答案：①A2　R2　②25?、郏璻　④相同　不同 6．解析：(1)實驗電路圖如圖所示． (2)電流表量程為0.6 A，每一小格代表0.02 A，讀數(shù)時估讀到精度的本位即可；電壓表量程為3 V，每一小格代表0.1 V，讀數(shù)時估讀到精度的下一位．讀數(shù)分別為：①0.10 A、②0.24 A、③2.00 V、④0.27 V．應(yīng)用R＝求電阻時，電流為0.10 A時對應(yīng)的電壓為0.27 V；電流為0.24 A時對應(yīng)的電壓為2.00 V，求得的兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻分別為2.7 Ω和8.3 Ω. 答案：(1)見解析圖 (2)①0.10 A　②0.24 A?、?.00 V　④0.27 V 2．7(0.1)Ω　8.3(0.1)Ω[如填為2.7(0.1)Ω、8.3(0.1)Ω也行]