【名師伴你行】2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)新題快遞-微專題7-處理電學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的思路與方法

微專題七處理電學(xué)設(shè)計性試驗(yàn)的思路與方法1．如圖甲所示為某一型號二極管，其兩端分別記為A和B．圖乙為它的伏安特性曲線，其外表所標(biāo)示的極性已看不清，為確定該二極管的極性，用多用電表的電阻擋進(jìn)行測量．(1)首先對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，然后將紅、黑表筆正確插入插孔后，選用×100擋進(jìn)行測量，在測量前要進(jìn)行的操作步驟為________________________________________．(2)將多用電表的紅表筆與二極管的A端、黑表筆與二極管的B端相連時，表的指針偏轉(zhuǎn)角度很大；調(diào)換表筆的連接后，表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，由上述測量可知該二極管的正極為________(填“A”或“B”)端．(3)當(dāng)給該二極管加上反向30V電壓時，用伏安法測量其電阻值，供應(yīng)的器材有：①電動勢40V電源；②電流表A1，量程0.6A，內(nèi)阻約10③電流表A2量程50μA，內(nèi)阻約100Ω；④電壓表V，量程為50V，內(nèi)阻約100kΩ；⑤滑動變阻器，總電阻100Ω；⑥開關(guān)、導(dǎo)線若干．在供應(yīng)的兩塊電流表中應(yīng)選用________(填“②”或“③”)，在虛線框內(nèi)畫出試驗(yàn)電路圖(二極管的符號已畫在圖中)．答案：(1)將紅黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處(2)B(3)③電路如圖所示解析：(1)歐姆調(diào)零的具體步驟為：將紅黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處．(2)二極管正向電阻很小，反向電阻極大，多用電表的電流方向是“紅進(jìn)黑出”，可知該二極管的正極為B端．(3)依據(jù)圖乙，當(dāng)反向電壓為30V時，反向電流不超過50μA，故電流表選③；二極管反向電阻極大，電流表應(yīng)當(dāng)接受內(nèi)接法，為了多測幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器接受分壓接法．2．試驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，課外活動小組的同學(xué)設(shè)計了一個試驗(yàn)來測算螺線管的電阻．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線和同學(xué)電源等．(1)他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：①將紅表筆插入多用電表的________(填“正”或“負(fù)”)插孔、黑表筆插入多用電表的另一個插孔；選擇電阻擋“×1”；②________________________________________________________________________；③把紅、黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相連，多用電表的示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________Ω.(2)依據(jù)多用電表示數(shù)，為了減小試驗(yàn)誤差，并在試驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)整范圍，應(yīng)從下圖中的A、B、C、D四個電路中選擇________電路來測量金屬絲電阻．(3)他們正確連接電路，連通電源后，調(diào)整滑動變阻器，發(fā)覺電流表始終無示數(shù)．請?jiān)O(shè)計一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫出推斷依據(jù)．(只需寫出簡要步驟)①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.答案：(1)正將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零4(2)D(3)①使用多用電表的電壓擋位，接通電源，逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說明該元件或?qū)Ь€消滅斷路故障②使用多用電表的電阻擋位，斷開電路或拆下元件、導(dǎo)線，逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電阻，若電阻為無窮大，說明該元件或?qū)Ь€消滅斷路故障解析：(1)①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“＋”、“－”插孔；選擇電阻擋“×1”；②將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零；③讀數(shù)為4Ω.(2)選擇D電路，被測螺線管電阻為4Ω，電流表接受外接法誤差較小，要獲得較大電壓變化范圍，滑動變阻器接受分壓式接法．3．有一量程為0～5V的電壓表V，某同學(xué)為了知道它的內(nèi)阻，接受了下列測量方法：(1)該同學(xué)利用歐姆表通過圖甲的方式進(jìn)行測量．測量時歐姆表的黑表筆應(yīng)當(dāng)與電壓表的________(填“正”或“負(fù)”)極接線柱相連，紅表筆與另一接線柱相連．在歐姆表的擋位位于“×1k”擋時，歐姆表的示數(shù)如圖乙所示，則電壓表的內(nèi)阻RV約為________kΩ.(2)為了更精確?????地測出這塊電壓表V的內(nèi)阻，該同學(xué)在試驗(yàn)室找到了下列器材：電壓表V1：量程0～10V定值電阻R0：阻值5000Ω滑動變阻器R1：0～50Ω滑動變阻器R2：0～10kΩ電源E：電動勢12V，內(nèi)阻很小開關(guān)S、導(dǎo)線若干該同學(xué)設(shè)計了圖丙所示的電路，其中甲為________，乙為________(填“V”或“V1”)．滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)．該同學(xué)通過調(diào)整滑動變阻器的阻值，得到電壓表V、V1的多組讀數(shù)U、U1，以U為縱坐標(biāo)、U1為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系并畫出相應(yīng)圖象，如圖丁所示．若圖象的斜率為k，則電壓表V的內(nèi)阻RV＝________(用k和R0表示)．答案：(1)正4.5(或4.50)(2)V1VR1eq\f(kR0,1－k)解析：由串聯(lián)電路電壓的關(guān)系：U1＝U＋eq\f(U,R)R0，U＝eq\f(RV,RV＋R0)U1所以，斜率k＝eq\f(RV,RV＋R0)解得RV＝eq\f(kR0,1－k)4．(2021·吉林市復(fù)習(xí)檢測)待測電阻Rx的阻值為20Ω，現(xiàn)要測量其阻值，試驗(yàn)室供應(yīng)器材如下：A．電流表A1(量程150mA，內(nèi)阻約為10Ω)B．電流表A2(量程20mA，內(nèi)阻r2＝30Ω)C．電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω)D．定值電阻R0＝100ΩE．滑動變阻器R1，最大阻值為5Ω，額定電流為1.0AF．滑動變阻器R2，最大阻值為50Ω，額定電流為0.5AG．電源E，電動勢E＝4V(內(nèi)阻不計)H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了使電表調(diào)整范圍較大，測量精確?????，測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的eq\f(1,3)，請從所給的器材中選擇合適的試驗(yàn)器材______________(均用器材前對應(yīng)的序號字母填空)；(2)依據(jù)你選擇的試驗(yàn)器材，請你在虛線框內(nèi)畫出測量R的最佳試驗(yàn)電路圖并標(biāo)明元件符號；(3)待測電阻的表達(dá)式為Rx＝________，式中各符號的物理意義為_____________________________________．答案：(1)ABDEGH(2)如圖所示(3)eq\f(I2R0＋r2,I1－I2)其中I1、I2分別為A1和A2表示數(shù)，R0與r2分別為定值電阻和A2內(nèi)阻的阻值．解析：本題的基本思路是伏安法測電阻．電源電動勢為4V，15V的電壓表明顯量程太大，電流表A2量程20mA，且內(nèi)阻已知，可以改裝為電壓表，題目要求電表調(diào)整范圍較大，所以變阻器用分壓電路，選小電阻．5．在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的試驗(yàn)中，由于所用電壓表(視為抱負(fù)電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)物電路．(1)試驗(yàn)時，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)．(2)轉(zhuǎn)變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0＝10Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________(填“1”或“2”).方案編號電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的eq\f(1,U)－R圖象是一條直線，若直線的斜率為k，在eq\f(1,U)坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.(用k、b和R0表示)答案：(1)最大值(2)2(3)eq\f(1,kR0)eq\f(b,k)－R0解析：(1)試驗(yàn)時，應(yīng)使電路中的電阻阻值最大，所以應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到最大．(2)方案1中R的阻值與R0相差較大，則R0兩端的電壓過小，電壓表的示數(shù)過小，不能精確?????測量R0兩端的電壓，所以方案1不合理；方案2中R的阻值與R0