2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)高考熱點(diǎn)強(qiáng)化8電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

PAGE9-高考熱點(diǎn)強(qiáng)化(八)電學(xué)試驗(yàn)(時(shí)間：40分鐘)1．要精確測(cè)量一個(gè)直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，有下列試驗(yàn)器材可供選擇：A．待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻約為2Ω)B．電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻為1Ω)C．電壓表V1(量程為15V，內(nèi)阻為3kΩ)D．電壓表V2(量程為3V，內(nèi)阻為2kΩ)E．定值電阻R1＝500ΩF．定值電阻R2＝1000ΩG．滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍為0～20Ω)H．開關(guān)及導(dǎo)線若干(1)該試驗(yàn)中電壓表應(yīng)選________，定值電阻應(yīng)選______(均選填器材前面的序號(hào))。(2)在方框中畫出試驗(yàn)電路圖。[解析](1)待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，用量程為15V的電壓表V1讀數(shù)誤差較大，選用量程為3V的電壓表V2，需串聯(lián)電阻擴(kuò)大電壓表V2的量程，串聯(lián)的定值電阻R＝eq\f(E－UV,UV)RV＝1000Ω。故電壓表應(yīng)選D，定值電阻應(yīng)選F。(2)如圖所示。甲乙[答案](1)DF(2)見解析圖2．(2024·湖南新高考適應(yīng)性考試)太陽能電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。一同學(xué)用圖(a)所示電路測(cè)量某單晶硅太陽能電池的輸出電流I和輸出電壓U之間的關(guān)系。探究該電池的伏安特性。用肯定強(qiáng)度的光照耀太陽能電池，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱，測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。圖(a)U/V0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.6I/mA7.07.07.07.07.07.07.07.06.96.65.72.2(1)請(qǐng)?jiān)趫D(b)中補(bǔ)齊上表中后4組數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出該太陽能電池的伏安特性曲線；圖(b)(2)依據(jù)所作伏安特性曲線可知，電池電阻________(填“是”或“不是”)常數(shù)，短路電流為________mA，電動(dòng)勢(shì)為________V(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)；(3)依據(jù)所作伏安特性曲線，估算該太陽能電池的最大輸出功率為________mW(結(jié)果保留1位小數(shù))。[解析](1)依據(jù)圖中表格將點(diǎn)標(biāo)出，并用平滑曲線連接如圖(2)因?yàn)殡娫吹姆蔡匦郧€不是一條直線，因此內(nèi)阻不是常數(shù)，由圖可得短路電流為7.0mA，電源電動(dòng)勢(shì)為2.7V。(3)圖像的電流電壓分別為干路電流和路端電壓，由P＝UI可知圖像的面積表示輸出功率，可得當(dāng)電流為6.6mA，電壓為2.2V時(shí)輸出功率最大，為P＝UI＝2.2×6.2＝14.5mW。[答案](1)見解析(2)不是7.02.7(3)14.53．某課外愛好小組利用圖甲所示電路測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和歐姆擋“×1”擋內(nèi)部電路的總電阻。運(yùn)用的器材有：多用電表；電流表(量程200mA，內(nèi)阻為幾歐)；滑動(dòng)變阻器(最大阻值30Ω)；導(dǎo)線若干。甲乙丙回答下列問題：(1)將多用電表擋位調(diào)到歐姆擋“×1”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調(diào)零點(diǎn)。(2)將圖甲中多用電表的黑表筆和________(填“1”或“2”)端相連，紅表筆和另一端相連。(3)調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時(shí)多用電表和電流表的讀數(shù)分別為5.0Ω和150.0mA。從測(cè)量數(shù)據(jù)可知，電流表的內(nèi)阻為________Ω。(4)將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖乙所示，這時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電流表的讀數(shù)分別為________Ω和________mA。(5)多用電表歐姆擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)志向電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖所示。依據(jù)前面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為______V，歐姆擋“×1”擋內(nèi)部電路的總電阻為________Ω。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)[解析](1)運(yùn)用多用電表測(cè)電阻前，應(yīng)首先將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零。(2)多用電表電流為“紅進(jìn)黑出”，圖甲中外電路電流由2到1，所以黑表筆應(yīng)連2端。(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)，多用電表所測(cè)電阻為外電路電阻，即電流表內(nèi)阻，所以電流表內(nèi)阻為5.0Ω。(4)依據(jù)表盤上最上面的刻度線讀數(shù)可知，結(jié)果為10×1Ω＝10Ω，由圖丙知電流表讀數(shù)為128mA。(5)由閉合電路歐姆定律得E＝I1(rA＋R內(nèi))，E＝I2(R外＋R內(nèi))，代入數(shù)據(jù)解得E＝4.4V，R內(nèi)＝24Ω。[答案](1)短接(2)2(3)5.0(4)10128(5)4.4244．圖(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖。學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長度刻度的勻稱電阻絲ab的總長為30.0cm。(a)(b)(c)①依據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖。②斷開S2，合上S1；調(diào)整電源輸出電壓為3.0V時(shí)，單位長度電阻絲的電壓u＝________V/cm。記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)。③保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)變更ac的長度L，同時(shí)調(diào)整電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)I。測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx＝______；依據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx＝______Ω。[解析]①依據(jù)原理圖，實(shí)物連接如圖(a)所示。(a)②由于電阻絲勻稱，故單位長度電阻絲的電壓u＝eq\f(3.0,30.0)V/cm＝0.1V/cm。③調(diào)整電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，即通過電阻絲ac段的電流恒定，則Rx兩端的電壓與電阻絲的長度成正比，即U＝uL，依據(jù)歐姆定律得Rx的表達(dá)式Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(uL,I)，L＝eq\f(Rx,u)I，L-I圖象如圖(b)所示。依據(jù)L＝eq\f(Rx,u)I知圖象的斜率k＝eq\f(Rx,u)。由圖象知，斜率為k＝60cm/A，故Rx＝ku＝6Ω。(b)[答案]①如圖(a)所示②0.1③eq\f(uL,I)65．某試驗(yàn)小組要測(cè)量一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，用到下列器材：靈敏電流計(jì)?(內(nèi)阻為50Ω)；電壓表(0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ)；電阻箱R1(0～999.9Ω)；滑動(dòng)變阻器R2；開關(guān)；導(dǎo)線若干。甲由于靈敏電流計(jì)的量程太小，該試驗(yàn)小組用電阻箱R1與靈敏電流計(jì)?并聯(lián)，可使其量程擴(kuò)大為原來的20倍，則改裝后的電流表內(nèi)阻為________Ω。乙擴(kuò)大量程后靈敏電流計(jì)的刻度盤并沒有變更，將器材連接成如圖甲所示的電路，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，讀出了多組電壓表示數(shù)U和靈敏電流計(jì)的示數(shù)IG，并作出了U-IG圖線如圖乙所示，由作出的U-IG圖線及題中的相關(guān)信息，可求得干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝_______V，內(nèi)阻r＝_______Ω。[解析]改裝后的電流表內(nèi)阻為r′g＝eq\f(1,20)rg＝eq\f(1,20)×50Ω＝2.5Ω；由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋20IG(r＋r′g)，則U-IG圖線在縱軸的截距為電動(dòng)勢(shì)E＝1.40V，斜率為20(r＋r′g)＝eq\f(1.40－0.80,3.0×10－3)＝200，解得內(nèi)阻r＝7.5Ω。[答案]2.51.407.56．為了測(cè)量一電壓表V的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。其中V0是標(biāo)準(zhǔn)電壓表，R0和R分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電源。甲乙(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，依據(jù)如圖甲所示的試驗(yàn)原理圖將如圖乙所示的實(shí)物圖連接完整。(2)試驗(yàn)步驟如下：①將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)整________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，登記此時(shí)________的讀數(shù)U；②然后將S撥向接點(diǎn)2，保持R0不變，調(diào)整________，使________________，登記此時(shí)R的讀數(shù)；③多次重復(fù)上述過程，計(jì)算R讀數(shù)的________，即為待測(cè)電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值。(3)試驗(yàn)測(cè)得電壓表的阻值可能與真實(shí)值之間存在誤差，除偶然誤差因素外，還有哪些可能的緣由，請(qǐng)寫出其中一種可能的緣由：_______________________。[解析](1)電路連線如圖所示：(2)①將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)整R0，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，登記此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0的讀數(shù)U；②然后將S撥向接點(diǎn)2，保持R0不變，調(diào)整R，使標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0仍為U，登記此時(shí)R的讀數(shù)；③多次重復(fù)上述過程，計(jì)算R讀數(shù)的平均值，即為待測(cè)電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值。(3)緣由：電阻箱阻值不連續(xù)；電流通過電阻時(shí)電阻發(fā)熱導(dǎo)致電阻阻值發(fā)生變更；電源連續(xù)運(yùn)用較長時(shí)間，電動(dòng)勢(shì)降低，內(nèi)阻增大等。[答案](1)見解析圖(2)①R0標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0②R標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0仍為U③平均值(3)電阻箱阻值不連接；電流通過電阻時(shí)電阻發(fā)熱導(dǎo)致電阻阻值發(fā)生變更；電源連續(xù)運(yùn)用較長時(shí)間，電動(dòng)勢(shì)降低，內(nèi)阻增大等7．同學(xué)們測(cè)量某電阻絲的電阻Rx，所用電流表的內(nèi)阻與Rx相當(dāng)，電壓表可視為志向電壓表。(1)若運(yùn)用圖1所示電路圖進(jìn)行試驗(yàn)，要使得Rx的測(cè)量值更接近真實(shí)值，電壓表的a端應(yīng)連接到電路的______點(diǎn)(選填“b”或“c”)。圖1(2)測(cè)得電阻絲的U-I圖象如圖2所示，則Rx為______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。圖2(3)試驗(yàn)中，隨電壓進(jìn)一步增加電阻絲漸漸進(jìn)入炙熱狀態(tài)。某同學(xué)發(fā)覺對(duì)炙熱電阻絲吹氣，其阻值會(huì)變更。他們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行探究，在限制電阻絲兩端的電壓為10V的條件下，得到電阻絲的電阻Rx隨風(fēng)速v(用風(fēng)速計(jì)測(cè))的變更關(guān)系如圖3所示。由圖可知當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，Rx會(huì)________(選填“增大”或“減小”)。在風(fēng)速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10V，須要將滑動(dòng)變阻器RW的滑片向________端調(diào)整(選填“M”或“N”)。圖3(4)為了通過電壓表的示數(shù)來顯示風(fēng)速，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖4所示的電路。其中R為兩只阻值相同的電阻，Rx為兩根相同的電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，為待接入的志向電壓表。假如要求在測(cè)量中，風(fēng)速從零起先增加，電壓表的示數(shù)也從零起先增加，則電壓表的“＋”端和“－”端應(yīng)分別連接到電路中的________點(diǎn)和________點(diǎn)(在“a”“b”“c”“d”中選填)。圖4[解析](1)由于電流表的內(nèi)阻與Rx相當(dāng)，選擇內(nèi)接法會(huì)使電阻的測(cè)量值偏大，而電壓表為志向電壓表，選擇電流表外接法可以減小電阻的測(cè)量誤差，故連接c點(diǎn)。(2)由部分電路的歐姆定律R＝eq\f(U,I)知U-I圖象的斜率代表電阻，求得Rx＝eq\f(0.80,0.190)Ω≈4.2Ω。(3)由圖3知風(fēng)速增大后