2020年高考物理重点难点名校提分专题11电学实验综合应用 word版含解析

2020年高考物理重点难点名校提分专题 11 电学实验综合应用 1．(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小方同学用欧姆挡去测量白炽灯泡的电阻，如图1甲、乙两个操作方法，你认为合理的是________(填“甲”或“乙”)．

图1 (2)小方用多用电表测量时，其选择开关与表盘示数分别如图丙、丁所示，则测得白炽灯的电阻为________ Ω. (3)小方观察灯泡铭牌，其标称值为“220 V,40 W”，该白炽灯的电阻R计＝______Ω.比较R测与R计的数值，并解释原因_______________________________________________． 【答案】(1)乙 (2)60 (3)1 210 原因见解析

(3)R计＝U2P＝240 Ω＝1 210 Ω，R测2．为测定一节干电池的电动势和内阻，甲、乙两位同学分别进行了如下设计和操作： (1)甲同学用多用电表的电压挡和电阻挡测量干电池的电动势和内阻，在测量电动势时指针和量程如图17所示，则测得电动势为________V.

图17 (2)乙同学提出甲同学直接用多用电表测量干电池的电动势只是粗测，而且不能直接用多用电表的电阻挡测量干电池的内阻，为了更准确地测出电动势和内阻，乙同学设计了如图18所示的电路图，则从图19中选择所需的器材为________(填字母)．通过数据的测量，在如图20所示的U－I图中描出了7组数据，则所测的电动势E＝__________ V，内阻r＝__________Ω(结果均保留两位小数)．

图18 图19 图20 【答案】(1)1.45 (2)BCDEGH 1.50(1.48～1.52均对) 0.50(0.48～0.52均对)

3.某同学利用如图甲所示的电路来测量电阻Rx的阻值.将开关S2接a,闭合开关S1，适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变.依次改变电阻箱的阻值R，读出相应电压表的示数U，得到如图乙所示的UR 图象.

（1）将开关S2接b，读得电压表的示数为1.50 V，利用UR图象可得Rx＝ Ω. （2）若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组,其内阻可忽略不 计,根据U-R图象可得该电池组的电动势为 V；滑动变阻器R′此时的 阻值R′＝ Ω. （3）请将图丙中的实物图按图甲所示的电路进行连线. 【答案】（1）10 （2）3 10 （3）如图所示 4.小汽车仪表台内的鼓风机靠的是一种电动势约为10 V， 内阻约为30 Ω的电池驱动的,已知该电池允许输出的最大电流为55 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝15 Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用.

（1）该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势为E＝ V，r＝ Ω. （2）冬天为了防止汽车仪表盘上的玻璃“起雾”,可用通电电阻加热，用图 丙所示10根阻值皆为30 Ω的电阻条和上述电池，现在要使整个电路中电阻 条上的消耗的功率最大，且要求电阻条数最少，请 在图丙中画出电路连线. 【答案】（1）10 35 （2）如图所示

5.某同学利用伏安法测量某未知电阻Rx的精确电阻（阻值恒定），进行了如下实验： （1）他先用万用电表欧姆挡测该未知电阻的阻值.将开关置于×1挡位,指针示数如图，若想更准确一些，下面操作正确的步骤顺序是 （填序号）

A.将两表笔短接进行欧姆调零 B.将两表笔短接进行机械调零 C.将开关置于×1k挡 D.将开关置于×100挡 E.将两表笔接未知电阻两端，待指针稳定后读数 （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量该电阻： A.直流电源E（电动势3 V，内阻忽略） B.电流表A1（量程0.3 A，内阻约为0.1 Ω） C.电流表A2（量程3 mA，内阻约为10 Ω） D.电压表V1（量程3 V，内阻约为3 kΩ） E.电压表V2（量程15 V，内阻约为50 kΩ） F.滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω） G.滑动变阻器R2（最大阻值1 000 Ω） H.开关S，导线若干 ①为较准确测量该电阻的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，以上器材中电流表应选 （填“B”或“C”），电压表应选 （填“D” 或“E”），滑动变阻器应选 （填“F”或“G”） ②请在下面的虚线方框中画出实验电路原理图.

【答案】（1）DAE （2）①C、D、F ②见解析图 【解析】（1）欧姆表的指针偏角过小说明待测电阻阻值较大,应换较大的倍率 ×100，调零以后再进行测量，正确的步骤应是DAE；

6.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改 变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有： 电池组E（电动势为3.0 V，内阻约为1 Ω）； 电流表A1（量程0～100 mA，内阻约为5 Ω）； 电流表A2（量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω）； 电阻箱R（0～999.9 Ω）； 开关、导线若干. 实验操作步骤如下： A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径. B.将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路. C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大. D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表 满偏,然后断开开关.记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L. E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电 流表再次满偏.重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电 阻丝长度L. F.断开开关，整理好器材. （1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝ mm；

（2）实验中电流表应选择 （选填“A1”或“A2”）； （3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数 据,绘出了如图丙所示的RL关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距 为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝ （用给定的物理量符号和已知常数表示）. （4）本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果 （选填“有”或 “无”）影响. 【答案】（1）0.728～0.732 （2）A1 （3）πd24L0R0 （4）无 【解析】（1）螺旋测微器的读数d＝0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm； （2）根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流Imax＝ERx＋r＝31＋20A＝143 Ma,所以电流表应选A1；

7.某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表： U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215

（1）请根据上述表格中的数据,在图a中用笔连线补充完成该电路的实物图；

（2）请根据题中信息，在方框内画出电路图； （3）利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图b所示.若把该用电器Z接入图c所示的电路中时，电流表的读数为0.100 A，已知A、B两端电 压恒为1.5 V，则定值电阻R0的阻值为 Ω.

【答案】（1）如图甲所示 （2）如图乙所示 （3）10 8.物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2 Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触良好.实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电 流I数据，并分别绘制了如图乙所示的UI图象和如图丙所示的UIx图象. （1）由图乙可得电源的电动势E＝ V；内阻r＝ Ω. （2）根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S＝0.12×10－6m2，利用图 丙可求得电阻丝的电阻率ρ为 Ω·m，图丙中图象截距的物理意义 是 Ｗ.（以上结果均保留两位有效数字） （3）此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除 （填“偶然误差”或“系统误差”）. 【答案】（1）3.00（2.99～3.02均可） 1.0（0.80～1.0均可） （2）1.2× 10－6 电流表内阻为2.0 Ω （3）系统误差 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律,电压表示数即路端电压U＝E－I（R0＋ r）,因此图乙中纵截距即为电源的电动势E＝3.00 V,斜率绝对值表示保护电 阻R0与电源内电阻之和即（R0＋r）＝3.00－1.200.6 Ω＝3.0 Ω，r＝1.0 Ω.

9.热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）.正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0 Ω）的电流随其两端电压变化的特点.