2016届高考物理第二轮专题复习检测19.doc

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考点强化练21　电学实验

1．(2015·山东理综)如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图线。

回答下列问题：
(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________(填“增大”或“减小”)。
(2)I0＝________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。
答案：(1)减小　(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确)　(3)5
解析：(1)滑动触头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；
(2)由电路图可知：I0＝I＋，即：U＝I0R－IR，由U－I图线可知，I0R＝20；R＝k＝ Ω＝20 Ω，则I0＝1.00 A；
(3)RL消耗的功率为P＝IU＝20I－20I2，则当I＝0.5时，功率的最大值为Pm＝5 W。
2．(2015·课标Ⅱ)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：
待测电压表(量程3V，内阻约为3000Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100Ω，额定电流2A)，电源E(电动势6V，内阻不计)，开关2个，导线若干。
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。

(2)根据设计的电路，写出实验步骤：
________________________________________________________________________。
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值RV相比，R′V________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是____________________。
答案：(1)实验电路如图所示：

(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保持滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表的内阻。
(3)>　断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V>RV。
解析：(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻，故控制电路采用分压式接法，电路图见答案。
(2)(3)见答案。
3．(2015·福建理综)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。
(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；

(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；
(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________ W(保留两位小数)。
答案：(1)连线如图　(2)0.44　(3)4　2.22～2.28

解析：(1)利用分压法连接电路，注意使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。
(2)电流表示数为(0.4＋0.02×2)A＝0.44A
(3)小电珠总功率最大，即电源输出功率最大，P出max＝＝2.25W
又因为P出＝EI－I2r，所以2.25＝3I－I2
解得I＝1.5A
小电珠两端电压U＝E－Ir＝1.5V，由图丙知U＝1.5V时，流过小电珠的电流为I′＝0.379A，所以并联的小电珠个数N＝≈4时，小电珠总功率最大。此时E＝U＋4Ir，代入数据得U＝3－4I，在题中U－I图线中作出其图线，将两图线交点坐标值代入P出＝4UI得小电灯的最大总功率。
4．(2015·天津理综)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：
A．电流表：量程0.6 A，内电阻约1 Ω
B．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 Ω
C．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩ
D．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩ
E．滑动变阻器：0～1000 Ω，额定电流0.5 A
F．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A
(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。
(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。

(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。
答案：①A　D　F　②a　d　c　g　f　h
③　或U　或　R(横纵坐标互换亦可)
解析：(1)此次实验电流表内阻对实验没有影响，选择小量程电流表，减小读数误差；串联电池的电动势约为4.5 V，电压表应选择D项；接入电路中的电阻在满足要求的条件下不宜过大，容易调节。
(2)电压表的内阻相对滑动变阻器的内阻较大，流经电压表的电流可以忽略不计，所以选择电流表内接法，以减小误差。
(3)按照题意连接电路后，电动势的表达式为
E＝U＋r，＝＋·，电池的电动势和内阻为定值，故可以作出关于的图象，图象为一条直线。同理，将电动势表达式写成U＝E－r的形式则可以作出U关于的图象，该图象也为一条直线。
5．(2015·四川理综)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：
电流表A1(量程0～30 mA)；
电流表A2(量程0～100 mA)；
电压表V(量程0～6 V)；
滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)；
滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)；
开关S一个，导线若干条。
某同学的实验过程如下：
Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。
Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。
Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U－I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。

回答下列问题：
(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；
(2)由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω；
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝________，代入数值可得Rx；
(4)若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________。(选填“相同”或“不同”)
答案：(1)A2　R2　(2)25　(3)－r　(4)相同　不同
解析：(1)由于电池的电动势为6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，所以电流的最大值可能会超过30 mA，因此电流表应该选择A2；要使滑动变阻器能够大范围调节电流的大小，滑动变阻器的最大阻值相对待测电阻的阻值不能太小，因此滑动变阻器应该选择R2。
(2)由闭合电路的欧姆定律可知E＝U＋Ir，所以U＝E－Ir，则图乙中直线的斜率的大小即为电池的内阻大小，所以电池的内阻为25 Ω。
(3)由闭合电路的欧姆定律可知E＝U＋I(Rx＋r)，所以U－I图中的斜率为＝r＋Rx，即Rx＝－r。
(4)改变待测电阻的位置后，电路中总电压不变，总电阻不变，所以电流不会改变，因此电流表变化范围相同，待测电阻在AB之间时，电压表测量的是Rx和滑动变阻器两端的电压，而待测电阻在BC之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，因此电压表示数的变化范围不同。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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