
目錄
01.題型綜述 PAGEREF _Tc32423 \h 1
02.解題攻略 PAGEREF _Tc32423 \h 1
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc29665" 題組01 以測(cè)電阻為核心的實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Tc29665 \h 1
\l "_Tc3578" 題組02 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Tc3578 \h 3
\l "_Tc18902" 題組03 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Tc18902 \h 10
03.高考練場(chǎng)
近幾年高考實(shí)驗(yàn)題基本沿用“一力一電”的模式,考查內(nèi)容廣泛,考法靈活,注重考查實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)方法的遷移。許多電學(xué)實(shí)驗(yàn)題創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情景,以問(wèn)題為導(dǎo)向,考查同學(xué)們科學(xué)思維、科學(xué)探究等物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題通常從實(shí)驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行創(chuàng)新,其實(shí)驗(yàn)原理大多是從教材實(shí)驗(yàn)中遷移過(guò)來(lái)的,關(guān)鍵是從題中獲取有用信息,明確思路,構(gòu)建模型。
題組01 以測(cè)電阻為核心的實(shí)驗(yàn)
【提分秘籍】
【典例剖析】
【例1-1】采用圖甲所示的電路圖來(lái)測(cè)量金屬絲Rx的電阻率。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在__________(填“M”或“N”)端。
(2)按照?qǐng)D甲連接實(shí)物圖,如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)前檢查電路時(shí),發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò),該導(dǎo)線為_(kāi)_________(填“a”“b”或“c”)。若閉合開(kāi)關(guān),該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題有__________。
【變式演練】
【變式1-1】導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹(shù)脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?,F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品(固態(tài)),某同學(xué)欲測(cè)量其電阻率,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.測(cè)得樣品截面的邊長(zhǎng)a = 0.20 cm;
b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁間左右移動(dòng);
c.將丙調(diào)節(jié)至某位置,測(cè)量丙和某探針之間的距離L;
d.閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表示數(shù)I=0.40 A,讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S;
e.改變丙的位置,重復(fù)步驟c、d,測(cè)量多組L和U,作出U-L圖像如圖(b)所示,得到直線的斜率k。
回答下列問(wèn)題:
(1)L是丙到________(填“甲”“乙”或“丁”)的距離;
(2)寫出電阻率的表達(dá)式ρ =________(用k、a、I表示);
(3)根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ =________ Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。
題組02 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)
【提分秘籍】
一、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量
1.伏安法
2.伏阻法和安阻法
二、歐姆表原理(多用電表測(cè)電阻原理)
1.構(gòu)造
歐姆表由電流表G、電源、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。
(1)如圖,紅表筆接“+”插孔,黑表筆接“-”插孔,即紅“+”,黑“-”。
(2)電流方向?yàn)閺募t表筆流進(jìn)歐姆表,從黑表筆流出歐姆表,即“紅進(jìn)黑出”。
(3)黑表筆與歐姆表內(nèi)部電源正極相連,紅表筆與負(fù)極相連。
2.工作原理
閉合電路歐姆定律:I=eq \f(E,Rg+R+r+Rx)。
三、多用電表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與刻度盤
1.內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖
2.多用電表刻度盤
四、傳感器的使用
1.常見(jiàn)的傳感器
光電傳感器、溫度傳感器、力電傳感器、電容式傳感器等。
2.光敏電阻與熱敏電阻
(1)光敏電阻:隨著光照強(qiáng)度的增大,光敏電阻的阻值變小。
(2)金屬熱電阻:電阻隨溫度的升高而增大。
(3)熱敏電阻:
①正溫度系數(shù)熱敏電阻:電阻隨溫度的升高而增大。
②負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻:電阻隨溫度的升高而減小。
【典例剖析】
【例2-1】在測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)先用多用電表的直流電壓擋直接去測(cè)量電池兩端的電壓,把測(cè)量值作為電動(dòng)勢(shì)時(shí),其主要誤差是___________________。為減小實(shí)驗(yàn)誤差,他用如圖所示的電路,并通過(guò)作圖法得到電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
(1)下列實(shí)驗(yàn)器材中,電阻箱應(yīng)選__________;由同一表頭改裝的電流表應(yīng)選__________(均選填選項(xiàng)前的字母)
A.電阻箱(調(diào)節(jié)范圍0~9 999 Ω)
B.電阻箱(調(diào)節(jié)范圍0~999.9 Ω)
C.電流表(量程0.6 A)
D.電流表(量程50 mA)
(2)根據(jù)歐姆定律,有E=IR+I(xiàn)r,通過(guò)改變電阻箱電阻,測(cè)得若干組電阻值和相應(yīng)的電流值,以R為橫軸,eq \f(1,I)為縱軸,得到eq \f(1,I)-R曲線,求得斜率為a,縱軸截距為b,則電動(dòng)勢(shì)E=__________,內(nèi)阻r=__________。這樣得到的電動(dòng)勢(shì)與電流表的內(nèi)阻__________(選填“有關(guān)”“無(wú)關(guān)”或“不確定”),電池內(nèi)阻與電流表的內(nèi)阻__________(選填“有關(guān)”“無(wú)關(guān)”或“不確定”)。
【例2-2】如圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池,R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻,R6是可變電阻。虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān),A和B兩接線柱分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位分別為直流電壓1 V擋和5 V擋、直流電流1 mA擋和2.5 mA擋、歐姆×100 Ω擋。改裝多用電表表盤如圖(b)所示。
(1)測(cè)量時(shí),接線柱A接的是________(選填“紅”或“黑”)表筆;若開(kāi)關(guān)接到觸點(diǎn)“1”,則此時(shí)多用電表的擋位為_(kāi)_______擋,若開(kāi)關(guān)接到觸點(diǎn)“5”,則此時(shí)多用電表的擋位為_(kāi)_______擋;(擋位填寫要求具體到量程)
(2)若開(kāi)關(guān)接到觸點(diǎn)“1”,進(jìn)行相關(guān)測(cè)量時(shí),多用電表指針指示位置如圖(b)所示,則此時(shí)多用電表的讀數(shù)為_(kāi)_______;
(3)若電池E的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,當(dāng)把開(kāi)關(guān)接到觸點(diǎn)“3”,短接兩表筆進(jìn)行歐姆調(diào)零后,再用該擋測(cè)量一個(gè)未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到表頭G滿偏刻度的eq \f(1,4)處,則該電阻的阻值為_(kāi)_____ Ω。
(4)若電池E由于長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)由1.5 V下降到1.2 V,但仍可調(diào)零。用重新調(diào)零后的歐姆表測(cè)得某待測(cè)電阻阻值為500 Ω,則這個(gè)待測(cè)電阻阻值的真實(shí)值為_(kāi)_______ Ω。
【變式演練】
【變式2-1】如圖所示,圖甲為多用電表中歐姆表的電路圖,已知靈敏電流計(jì)表頭內(nèi)阻Rg=900 Ω,滿偏電流Ig=100 μA,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r=1 Ω。定值電阻R1=10 Ω,R2=90 Ω。圖乙為多用電表的表盤,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)電源的__________端為負(fù)極(填“左”或“右”)。
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至1時(shí),歐姆表的倍率是________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)。
(3)某同學(xué)把開(kāi)關(guān)撥至1后,進(jìn)行歐姆調(diào)零,當(dāng)調(diào)零完畢時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)為_(kāi)_______ Ω。接著測(cè)量某一電阻,電表指針指示位置如圖乙所示,則該電阻阻值為_(kāi)_______ Ω。
【變式2-2】某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路,所用器材如下:
電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻很大);
電流表(量程0~0.6 A);
電阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干電池一節(jié)、開(kāi)關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。
(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開(kāi)關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖(c)所示,則干電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______ V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為_(kāi)_______ Ω(保留2位有效數(shù)字)。
(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究,作出eq \f(1,I)-R圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距,結(jié)合(2)問(wèn)得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,還可以求出電流表內(nèi)阻為_(kāi)_____ Ω(保留2位有效數(shù)字)。
(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大,本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測(cè)量值______(填“偏大”或“偏小”)。
題組03 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
【提分秘籍】
1.測(cè)量電阻創(chuàng)新方案對(duì)比
2.傳感器的應(yīng)用
【典例剖析】
【例3-1】用如圖所示的電路測(cè)量一個(gè)量程為100 μA,內(nèi)阻約為2 000 Ω的微安表頭的內(nèi)阻,所用電源的電動(dòng)勢(shì)約為12 V,有兩個(gè)電阻箱可選,R1(0~9 999.9 Ω),R2(0~99 999.9 Ω)
(1)RM應(yīng)選________,RN應(yīng)選________;
(2)根據(jù)電路圖,請(qǐng)把實(shí)物連線補(bǔ)充完整;
(3)下列操作順序合理排列是________:
①將變阻器滑動(dòng)頭P移至最左端,將RN調(diào)至最大值;
②閉合開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)RM,使微安表半偏,并讀出RM阻值;
③斷開(kāi)S2,閉合S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)頭P至某位置再調(diào)節(jié)RN使表頭滿偏;
④斷開(kāi)S1、S2,拆除導(dǎo)線,整理好器材
(4)如圖是RM調(diào)節(jié)后面板,則待測(cè)表頭的內(nèi)阻為_(kāi)_______,該測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。
(5)將該微安表改裝成量程為2 V的電壓表后,某次測(cè)量指針指在圖示位置,則待測(cè)電壓為_(kāi)_______ V(保留3位有效數(shù)字)。
(6)某次半偏法測(cè)量表頭內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,S2斷開(kāi),電表滿偏時(shí)讀出RN值,在滑動(dòng)頭P不變,S2閉合后調(diào)節(jié)電阻箱RM,使電表半偏時(shí)讀出RM,若認(rèn)為OP間電壓不變,則微安表內(nèi)阻為_(kāi)_______(用RM、RN表示)
【例3-2】某同學(xué)要準(zhǔn)確測(cè)量某型號(hào)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,該電池的電動(dòng)勢(shì)E1約為3 V,內(nèi)阻r1約為2 Ω,實(shí)驗(yàn)室里還備有下列實(shí)驗(yàn)器材:
A.另一電池(電動(dòng)勢(shì)E2約為4.5 V,內(nèi)阻r2約為3 Ω)
B.電壓表(量程為1 V,內(nèi)阻約為3 000 Ω)
C.電壓表(量程為3 V,內(nèi)阻約為5 000 Ω)
D.電流表(量程為0.3 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
E.電流傳感器(內(nèi)阻未知)
F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10 Ω)
G.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為40 Ω)
H.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為60 Ω)
I.開(kāi)關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干
根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示測(cè)量電路。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將R1、R2調(diào)至適當(dāng)阻值,閉合開(kāi)關(guān)S1;
②閉合開(kāi)關(guān)S2,再調(diào)節(jié)R1、R2,使電流傳感器的示數(shù)為零;
③多次改變R1阻值,相應(yīng)調(diào)節(jié)R2阻值,使電流傳感器的示數(shù)仍然為零,并讀取多組電壓表、電流表的示數(shù);
④根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)描繪出電壓表示數(shù)U隨電流表示數(shù)I變化的U-I圖像。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)按所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接補(bǔ)畫完整;
(2)在實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)選擇________,若滑動(dòng)變阻器R1選G,則滑動(dòng)變阻器R2應(yīng)選______;(選填器材前面的字母代號(hào))
(3)作出的U-I圖像如圖丙所示,則電動(dòng)勢(shì)E1=________ V,內(nèi)阻r1=________ Ω;(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(4)請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)誤差角度簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)方案:
________________________________________________________________________。
【變式演練】
【變式2-1】某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值約為幾歐姆的電阻Rx,所用電壓表內(nèi)阻為1.00×103 Ω,電流表內(nèi)阻為0.50 Ω。該同學(xué)采用兩種測(cè)量方案,方案一是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點(diǎn)之間,方案二是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、Q兩點(diǎn)之間。
測(cè)量數(shù)據(jù)如下列表格:
方案一表格(電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點(diǎn)之間)
方案二表格(電壓表跨接在圖甲所示電路的O、Q兩點(diǎn)之間)
回答下列問(wèn)題:
(1)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中,畫出兩種方案分別對(duì)應(yīng)的U-I圖線,并標(biāo)注。
(2)根據(jù)所用實(shí)驗(yàn)器材和圖乙可判斷出:把電壓表跨接在________(選填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值,結(jié)果為_(kāi)_______ Ω(結(jié)果保留2位小數(shù))。
(3)考慮到實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響,需對(duì)問(wèn)題(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正,修正后待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______ Ω(結(jié)果保留2位小數(shù))。
【變式2-2】學(xué)校物理課外學(xué)習(xí)小組要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)(約1.5 V)和內(nèi)阻(小于1 Ω),選用的實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.電流表A(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω);
B.微安表G(量程0~400 μA,內(nèi)阻為100 Ω);
C.滑動(dòng)變阻器R′(0~20 Ω);
D.電阻箱R(0~9 999.9 Ω);
E.定值電阻R1(阻值為2.50 Ω);
F.定值電阻R2(阻值為10.00 Ω);
G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)給定的兩個(gè)定值電阻,選用________(選填“R1”或“R2”)最合適;
(2)將微安表G改裝量程為2 V的電壓表,該小組應(yīng)將電阻箱調(diào)到阻值為_(kāi)_______ Ω。
(3)根據(jù)選用的實(shí)驗(yàn)器材,請(qǐng)?jiān)趫D甲中虛線框內(nèi)完善實(shí)驗(yàn)電路。
(4)該小組根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出微安表G的示數(shù)I1隨電流表A的示數(shù)I2變化的圖像如圖乙所示,則該節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____ V,內(nèi)阻r=________ Ω。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
1.(2024·福建·高考真題)某實(shí)驗(yàn)小組探究不同電壓下紅光和藍(lán)光發(fā)光元件的電阻變化規(guī)律,并設(shè)計(jì)一款彩光電路。所用器材有:紅光和藍(lán)光發(fā)光元件各一個(gè)、電流表(量程30mA)、電壓表(量程3V)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)、5號(hào)電池(電動(dòng)勢(shì)1.5V)兩節(jié)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)圖(a)為發(fā)光元件的電阻測(cè)量電路圖,按圖接好電路;
(2)滑動(dòng)變阻器滑片先置于 (填“a”或“b”)端,再接通開(kāi)關(guān)S,多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U;
(3)某次電流表示數(shù)為10.0mA時(shí),電壓表示數(shù)如圖(b)所示,示數(shù)為 V,此時(shí)發(fā)光元件的電阻為 Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
(4)測(cè)得紅光和藍(lán)光發(fā)光元件的伏安特性曲線如圖(c)中的Ⅰ和Ⅱ所示。從曲線可知,電流在1.0~18.0mA范圍內(nèi),兩個(gè)發(fā)光元件的電阻隨電壓變化的關(guān)系均是: ;
(5)根據(jù)所測(cè)伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)一款電路,可使紅光和藍(lán)光發(fā)光元件同時(shí)在10.0mA的電流下工作。在圖(d)中補(bǔ)充兩條導(dǎo)線完成電路設(shè)計(jì)。
2.(2024·河北·高考真題)某種花卉喜光,但陽(yáng)光太強(qiáng)時(shí)易受損傷。某興趣小組決定制作簡(jiǎn)易光強(qiáng)報(bào)警器,以便在光照過(guò)強(qiáng)時(shí)提醒花農(nóng)。該實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下:學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值)、白熾燈、可調(diào)電阻、發(fā)光二極管、光敏電阻型三極管、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線等。
(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測(cè)量二極管的電阻。如圖1所示,當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時(shí),多用電表指針位于表盤中a位置(見(jiàn)圖2);對(duì)調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置(見(jiàn)圖(2),由此判斷M端為二極管的 (填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),部分實(shí)物連接已完成。要求閉合開(kāi)關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開(kāi)始。導(dǎo)線和的另一端應(yīng)分別連接滑動(dòng)變阻器的 、 、 接線柱(以上三空選填接線柱標(biāo)號(hào)“A”“B”“C”或“D”)。
②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線,圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對(duì)應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知,光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而 (填“增大”或“減小”)。
(3)組裝光強(qiáng)報(bào)警器電路并測(cè)試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度后,三極管被導(dǎo)通)等元件設(shè)計(jì)的電路。組裝好光強(qiáng)報(bào)警器后,在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報(bào)警值時(shí),發(fā)光二極管并不發(fā)光,為使報(bào)警器正常工作,應(yīng) (填“增大”或“減小”)可調(diào)電阻的阻值,直至發(fā)光二極管發(fā)光。
3.(2024·山東·高考真題)某學(xué)習(xí)小組對(duì)兩種型號(hào)鉛筆芯的電阻率進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)器材如下:
學(xué)生電源(輸出電壓0~16V)
滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω,額定電流2A);
電壓表V(量程3V,內(nèi)阻未知);
電流表A(量程3A,內(nèi)阻未知);
待測(cè)鉛筆芯R(X型號(hào)、Y型號(hào));
游標(biāo)卡尺,螺旋測(cè)微器,開(kāi)關(guān)S,單刀雙擲開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干。
回答以下問(wèn)題:
(1)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量鉛筆芯直徑,某次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示,該讀數(shù)為 mm;
(2)把待測(cè)鉛筆芯接入圖乙所示電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,將滑動(dòng)變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適位置,將單刀雙擲開(kāi)關(guān)K分別擲到1、2端,觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯,則測(cè)量鉛筆芯電阻時(shí)應(yīng)將K擲到 (填“1”或“2”)端;
(3)正確連接電路,得到Y(jié)型號(hào)鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示,求得電阻RY= Ω(保留3位有效數(shù)字);采用同樣方法得到X型號(hào)鉛筆芯的電阻為1.70Ω;
(4)使用游標(biāo)卡尺測(cè)得X、Y型號(hào)鉛筆芯的長(zhǎng)度分別為40.68mm、60.78mm,使用螺旋測(cè)微器測(cè)得X、Y型號(hào)鉛筆芯直徑近似相等,則X型號(hào)鉛筆芯的電阻率 (填“大于”或“小于”)Y型號(hào)鉛筆芯的電阻率。
4.(2024·湖南·高考真題)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(a)所示的裝置。電阻測(cè)量原理如圖(b)所示,E是電源,V為電壓表,A為電流表。
(1)保持玻璃管內(nèi)壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,電流表示數(shù)為100mA,電壓表量程為3V,表盤如圖(c)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(d)所示;
(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,保持電流為100mA,電壓表指針應(yīng)該在圖(c)指針位置的 側(cè)(填“左”或“右”);
(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測(cè)量值 真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。
5.(2024·新疆河南·高考真題)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻??蛇x用的器材有:多用電表,電源E(電動(dòng)勢(shì)5V),電壓表V1(量程5V,內(nèi)阻約3kΩ),定值電阻(阻值為800Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值5kΩ),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。
完成下列填空:
(1)利用多用電表粗測(cè)待測(cè)電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng) (把下列實(shí)驗(yàn)步驟前的字母按正確操作順序排列);
A.將紅、黑表筆短接
B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向零歐姆
C.將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋“×10”位置
再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測(cè)電壓表的 (填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示。為了減少測(cè)量誤差,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋 (填“×1”“×100”或“”)位置,重新調(diào)節(jié)后,測(cè)量得到指針位置如圖(a)中實(shí)線Ⅱ所示,則組測(cè)得到的該電壓表內(nèi)阻為 kΩ(結(jié)果保留1位小數(shù));
(2)為了提高測(cè)量精度,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖(b)所示的電路,其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (填“”或“”),閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 (填“a”或“b”)端;
(3)閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片滑到某一位置時(shí),電壓表,待測(cè)電壓表的示數(shù)分別為、,則待測(cè)電壓表內(nèi)阻 (用、U和表示);
(4)測(cè)量得到,則待測(cè)電壓表內(nèi)阻 (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
6.(2024·遼寧·高考真題)某探究小組要測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻??衫玫钠鞑挠校弘妷罕?、電阻絲、定值電阻(阻值為)、金屬夾、刻度尺、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將電阻絲拉直固定,按照?qǐng)D(a)連接電路,金屬夾置于電阻絲的 。(填“A”或“B”)端;
②閉合開(kāi)關(guān)S,快速滑動(dòng)金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,記錄金屬夾與B端的距離L;
③多次重復(fù)步驟②,根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線Ⅰ;
④按照?qǐng)D(b)將定值電阻接入電路,多次重復(fù)步驟②,再根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線Ⅱ。
(2)由圖線得出縱軸截距為b,則待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì) 。
(3)由圖線求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分別為、,若,則待測(cè)電池的內(nèi)阻 (用和表示)。
7.(2023·河北·高考真題)某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量繞制滑動(dòng)變阻器電阻絲的電阻率,實(shí)驗(yàn)器材:電源E(,內(nèi)阻很?。㈦妷罕恚砍虨?,內(nèi)阻很大)、待測(cè)滑動(dòng)變阻器(最大阻值幾十歐姆)、電阻箱(最大阻值)、滑動(dòng)變阻器(最大阻內(nèi)值)、毫米刻度尺、開(kāi)關(guān)S以及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖。
第一步:按圖連好電路。將滑動(dòng)變阻器和的滑片均置于最左端,電阻箱阻值調(diào)為零。閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)整滑片的位置,使電壓表的示數(shù)為。
第二步:斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,保持滑片的位置不動(dòng),將的阻值調(diào)為。
第三步:閉合開(kāi)關(guān)S,向右移動(dòng)的滑片P,使電壓表的示數(shù)仍為,記錄的阻值R以及的滑片P到左端點(diǎn)a之間的距離l。
第四步:斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,保持滑片的位置不動(dòng),調(diào)節(jié)的阻值分別為…,重復(fù)第三步。
第五步:實(shí)驗(yàn)結(jié)束,整理儀器。
實(shí)驗(yàn)記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表。
(1)上表中不合理的一組數(shù)據(jù)為 (填組次序號(hào))。
(2)當(dāng)l為時(shí),的滑片P到a之間電阻絲的匝數(shù)為133,電阻絲的半徑 mm(保留2位有效數(shù)字)。
(3)用擬合上表數(shù)據(jù),得k近似為,測(cè)得單匝電阻絲周長(zhǎng)為,則電阻絲的電阻率 (保留2位有效數(shù)字)
(4)若電阻率的測(cè)量值與參考值相比偏大,產(chǎn)生誤差的原因可能是 。
A.未考慮電壓表內(nèi)阻 B.未考慮電阻絲絕緣層厚度 C.未考慮電源內(nèi)阻
8.(2023·廣東·高考真題)某興趣小組設(shè)計(jì)了測(cè)量鹽水電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)。所用器材有:電源(電動(dòng)勢(shì)恒定,內(nèi)阻可忽略);毫安表mA(量程,內(nèi)阻可忽略);電阻(阻值)、(阻值)、(阻值)和(阻值);開(kāi)關(guān)和;裝有耐腐蝕電極板和溫度計(jì)的有機(jī)玻璃樣品池;導(dǎo)線若干。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。
(1)電路連接
圖(a)為實(shí)驗(yàn)原理圖.在圖(b)的實(shí)物圖中,已正確連接了部分電路,只有一端的導(dǎo)線還未連接,該導(dǎo)線應(yīng)接到的 (填“左”或“右”)端接線柱
(2)鹽水電導(dǎo)率和溫度的測(cè)量
①測(cè)量并記錄樣品池內(nèi)壁的長(zhǎng)寬高.在樣品池中注滿待測(cè)鹽水
②閉合開(kāi)關(guān), 開(kāi)關(guān),毫安表的示數(shù)為,記錄此時(shí)毫安表的示數(shù);計(jì)算得到流過(guò)樣品池的電流為
③ 開(kāi)關(guān),毫安表的示數(shù)為,記錄此時(shí)毫安表的示數(shù);計(jì)算得到流過(guò)樣品池的電流為
④斷開(kāi)開(kāi)關(guān),測(cè)量并記錄鹽水的溫度
(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),計(jì)算得到樣品池兩電極板間待測(cè)鹽水的電阻為 ,進(jìn)而可求得該溫度時(shí)待測(cè)鹽水的電導(dǎo)率。
9.(2023·山東·高考真題)電容儲(chǔ)能已經(jīng)在電動(dòng)汽車,風(fēng)、光發(fā)電、脈沖電源等方面得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示電路,探究不同電壓下電容器的充、放電過(guò)程,器材如下:
電容器C(額定電壓,電容標(biāo)識(shí)不清);
電源E(電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻不計(jì));
電阻箱(阻值);
滑動(dòng)變阻器(最大阻值,額定電流);
電壓表V(量程,內(nèi)阻很大);
發(fā)光二極管,開(kāi)關(guān),電流傳感器,計(jì)算機(jī),導(dǎo)線若干。
回答以下問(wèn)題:
(1)按照?qǐng)D甲連接電路,閉合開(kāi)關(guān),若要升高電容器充電電壓,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向 端滑動(dòng)(填“a”或“b”)。
(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,電壓表表盤如圖乙所示,示數(shù)為 V(保留1位小數(shù))。
(3)繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,電壓表示數(shù)為時(shí),開(kāi)關(guān)擲向1,得到電容器充電過(guò)程的圖像,如圖丙所示。借鑒“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中估算油膜面積的方法,根據(jù)圖像可估算出充電結(jié)束后,電容器存儲(chǔ)的電荷量為 C(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(4)本電路中所使用電容器的電容約為 F(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(5)電容器充電后,將開(kāi)關(guān)擲向2,發(fā)光二極管 (填“”或“”)閃光。
10.(2024·貴州·高考真題)某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律,探測(cè)溫度控制室內(nèi)的溫度。選用的器材有:
熱敏電阻;
電流表G(內(nèi)阻為,滿偏電流為);
定值電阻R(阻值為);
電阻箱(阻值);
電源E(電動(dòng)勢(shì)恒定,內(nèi)阻不計(jì));
單刀雙擲開(kāi)關(guān)、單刀單擲開(kāi)關(guān);導(dǎo)線若干。
請(qǐng)完成下列步驟:
(1)該小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖。根據(jù)圖(a),在答題卡上完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。
(2)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),將電阻箱的阻值調(diào)到 (填“最大”或“最小”)。開(kāi)關(guān)接1,調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí),電流表示數(shù)為。再將改接2,電流表示數(shù)為,斷開(kāi)。得到此時(shí)熱敏電阻的阻值為 Ω。
(3)該熱敏電阻阻值隨溫度t變化的曲線如圖(c)所示,結(jié)合(2)中的結(jié)果得到溫度控制室內(nèi)此時(shí)的溫度約為 ℃。(結(jié)果取整數(shù))
(4)開(kāi)關(guān)接1,閉合,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表示數(shù)為。再將改接2,如果電流表示數(shù)為,則此時(shí)熱敏電阻 (用k表示),根據(jù)圖(c)即可得到此時(shí)溫度控制室內(nèi)的溫度。
11.(2024·寧夏四川·高考真題)電阻型氧氣傳感器的阻值會(huì)隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過(guò)傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下,通過(guò)測(cè)量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓,建立電壓與氧氣含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這一過(guò)程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖(a)所示電路對(duì)他制作的一個(gè)氧氣傳感器定標(biāo)。實(shí)驗(yàn)器材有:裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器(工作電流)、毫安表(內(nèi)阻可忽略)、電壓表、電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、5個(gè)氣瓶(氧氣含量分別為、、、、)。
(1)將圖(a)中的實(shí)驗(yàn)器材間的連線補(bǔ)充完整 ,使其能對(duì)傳感器定標(biāo);
(2)連接好實(shí)驗(yàn)器材,把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口;
(3)把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到 端(填“a”或“b”),閉合開(kāi)關(guān);
(4)緩慢調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片位置,使毫安表的示數(shù)為,記錄電壓表的示數(shù)U;
(5)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),更換氣瓶,重復(fù)步驟(3)和(4);
(6)獲得的氧氣含量分別為、、和的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖(b)中;氧氣含量為時(shí)電壓表的示數(shù)如圖(c),該示數(shù)為 V(結(jié)果保留2位小數(shù))。
現(xiàn)測(cè)量一瓶待測(cè)氧氣含量的氣體,將氣瓶接到氣體入口,調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為,此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.50V,則此瓶氣體的氧氣含量為 (結(jié)果保留整數(shù))。
伏安法測(cè)電阻
R測(cè)=eq \f(U測(cè),I測(cè))=Rx+RA>Rx,適合測(cè)量大電阻
R測(cè)=eq \f(U測(cè),I測(cè))=eq \f(RxRV,Rx+RV)
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