（全國(guó)通用）2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 微專題59 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

《（全國(guó)通用）2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 微專題59 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 微專題59 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)及要求：(1)實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新；(2)實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新；(3)實(shí)驗(yàn)的拓展1某同學(xué)在利用微型電動(dòng)機(jī)和小車研究外力做功與物體速度之間的關(guān)系時(shí)，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程并進(jìn)行了操作，請(qǐng)結(jié)合操作步驟完成以下問(wèn)題：(1)用多用電表測(cè)量電動(dòng)機(jī)不工作時(shí)的直流電阻，多用電表選用“1”擋，其指針示數(shù)如圖1所示，電動(dòng)機(jī)的直流電阻為_(kāi).圖1(2)按圖2安裝實(shí)驗(yàn)裝置，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接50 Hz低壓交流電源并固定在木板上，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在小車尾部，小車另一端與細(xì)線相連，細(xì)線平行于木板纏繞在輕圓筒上，電動(dòng)機(jī)通電后可帶動(dòng)質(zhì)量可忽略的輕質(zhì)圓筒旋轉(zhuǎn)圖2(3)為了盡可能減少摩擦力的影響，在沒(méi)有電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的情況下，需

2、要將長(zhǎng)木板的左端墊高，直到小車拖動(dòng)紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器時(shí)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)(4)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，待振針?lè)€(wěn)定后接通電動(dòng)機(jī)電源，用如圖3所示電路給電動(dòng)機(jī)供電(電壓表和電流表均為理想電表)，使小車從靜止開(kāi)始加速，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，重復(fù)上述過(guò)程圖3圖4(5)若某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程讀出電壓表和電流表讀數(shù)分別為12 V和2 A，打出的紙帶如圖4所示，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，該同學(xué)計(jì)算出各點(diǎn)的速度及速度平方，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，其中C點(diǎn)速度為_(kāi)m/s，其速度平方為_(kāi)m2/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)ABCDEv/(ms1)2.463.655.205.82v2/(m2s2)6.0513.32

3、7.033.9圖5(6)取紙帶的O點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖5中利用表格中數(shù)據(jù)作出小車的速度的平方隨時(shí)間變化的圖象，并根據(jù)圖象和前面所測(cè)得數(shù)據(jù)求得小車的質(zhì)量為_(kāi)kg.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)2某同學(xué)進(jìn)行用實(shí)驗(yàn)測(cè)定玩具電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)如圖6甲中M為玩具電動(dòng)機(jī)閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的過(guò)程中，兩個(gè)電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示圖中AB、DC為直線，BC為曲線不考慮電表對(duì)電路的影響圖6(1)滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)，V1讀數(shù)逐漸_(選填“增大”、“減小”或“不變”)(2)電路中的電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)V，內(nèi)電阻為_(kāi).(3)此過(guò)程中，電源內(nèi)阻消耗的最大熱功率為_(kāi)W.(4)滑動(dòng)

4、變阻器的最大阻值為_(kāi).3有一個(gè)螺線管，為測(cè)量它的兩個(gè)接線柱間繞制的均勻金屬絲的長(zhǎng)度，現(xiàn)提供下列器材：A待測(cè)螺線管L：繞制螺線管金屬絲的電阻率，其總電阻RL大約100 B螺旋測(cè)微器C微安表：量程Ig500 A，內(nèi)阻Rg100 ；D電阻箱R：阻值范圍099 999.9 ；E電源E：電動(dòng)勢(shì)有3 V和9 V兩種可供選擇，內(nèi)阻較小F開(kāi)關(guān)兩個(gè)(S1和S2)，導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖7所示，其讀數(shù)為d_mm.圖7(2)已將提供的器材連成了如圖8所示的測(cè)金屬絲電阻RL的電路，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)電路的測(cè)量原理，為了更準(zhǔn)確地測(cè)RL，應(yīng)選擇E中電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)的電源圖8(3)若測(cè)得的金屬絲直徑用d表示

5、，測(cè)電阻時(shí)先閉合S1，調(diào)節(jié)R使微安表指針滿偏，再閉合S2時(shí)微安表示數(shù)用I表示，則用已知量和測(cè)得量的符號(hào)表示金屬絲的長(zhǎng)度l_.(4)本實(shí)驗(yàn)測(cè)RL有系統(tǒng)誤差，其測(cè)量值_真實(shí)值(選填“大于”或“小于”)4如圖9所示為測(cè)電壓表內(nèi)阻的電路，圖中R為500 的定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，得到多組電壓表和電流表的值，記錄在表中：U/V1.21.41.61.82.02.22.42.62.8I/mA3.23.74.34.85.35.96.47.07.4如果用UI圖象來(lái)處理數(shù)據(jù)，且圖10中已描好了對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，回答下列問(wèn)題：圖9圖10(1)開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處在哪一端？_(填“a”或“b”)(2)根據(jù)描好的

6、點(diǎn)畫出相應(yīng)的圖線(3)由(2)中畫出的圖線求出電壓表的內(nèi)阻為_(kāi).(4)分析用此方法測(cè)電壓表的內(nèi)阻，是否會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的原理或方法不完善而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差？_(填“是”或“否”)5小華、小剛共同設(shè)計(jì)了圖11甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，電路中的各個(gè)器材元件的參數(shù)為：電池組(電動(dòng)勢(shì)約6 V，內(nèi)阻r約3 )、電流表(量程2.0 A，內(nèi)阻rA0.8 )、電阻箱R1(099.9 )、滑動(dòng)變阻器R2(0Rt)、開(kāi)關(guān)三個(gè)及導(dǎo)線若干他們認(rèn)為該電路可以用來(lái)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和R2接入電路的阻值圖11(1)小華先利用該電路準(zhǔn)確地測(cè)出了R2接入電路的阻值他的主要操作步驟是：先將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到某位置，接著閉合S、S2，斷開(kāi)S1，讀

7、出電流表的示數(shù)I；再閉合S、S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值為3.6 時(shí)，電流表的示數(shù)也為I.此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為_(kāi).(2)小剛接著利用該電路測(cè)出了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻他的實(shí)驗(yàn)步驟為：a在閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)節(jié)電阻R1或R2至_(選填“最大值”或“最小值”)，之后閉合開(kāi)關(guān)S，再閉合_(選填“S1”或“S2”)；b調(diào)節(jié)電阻_(選填“R1”或“R2”)，得到一系列電阻值R和電流I的數(shù)據(jù)；c斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理實(shí)驗(yàn)儀器圖乙是他由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的R圖象，圖象縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表_，電源電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r_.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案解析1(1)2.0(5)4.4920.2(6)見(jiàn)解析圖0

8、.094(0.0900.110均可)解析(5)由表中數(shù)據(jù)驗(yàn)證可知，該同學(xué)計(jì)算瞬時(shí)速度的方法是將小車的運(yùn)動(dòng)作為勻變速運(yùn)動(dòng)處理，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，按此方法則有vC4.49 m/s，v20.2 m2/s2.(6)如圖所示因電動(dòng)機(jī)的輸出功率PIUI2r16 W，由能量守恒有Ptmv2即v2t，可見(jiàn)圖線的斜率k，即m，從圖線上求出斜率代入即可2(1)減小(2)3.62(3)0.18(4)30解析(1)滑動(dòng)變阻器向左滑動(dòng)時(shí)，R阻值變小，總電流變大，內(nèi)電壓增大，路端電壓即為V1，讀數(shù)逐漸減??；(2)由題圖甲知，電壓表V1測(cè)量路端電壓，電流增大時(shí)，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以最上面

9、的圖線表示V1的電壓與電流的關(guān)系，此圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，為r 2 .當(dāng)電流I0.1 A時(shí)，U3.4 V，則電源的電動(dòng)勢(shì)EUIr(3.40.12) V3.6 V；(3)當(dāng)I0.3 A時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最大，最大功率PmaxI2r0.092 W0.18 W；(4)當(dāng)I0.1 A時(shí)，電路中電流最小，滑動(dòng)變阻器的電阻為最大值，由題圖乙的AB段可知rM 4 ，所以RrrM(24) 30 .3(1)0.390 mm(0.001)(2)9 V(3)(4)大于解析(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為39.00.010.390 mm，所以金屬絲的直徑為0.3900.001 mm.(4

10、)先只閉合S1，調(diào)電阻箱R，使微安表指針滿偏，則R值須很大；再閉合S2時(shí)，則RL與微安表并聯(lián)，雖然電阻變小了，但因R很大，全電路總電阻變化很小，干路電流幾乎不變化，可認(rèn)為仍為滿偏電流Ig，此時(shí)微安表的讀數(shù)為I，那么RL的分流ILIgI，實(shí)際值略大于此值于是解得：RL，測(cè)量值偏大，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)原理，要減小測(cè)量RL的系統(tǒng)誤差，提高電源的電動(dòng)勢(shì)，使R取值更大一些，這樣才能保證再閉合S2后干路電流變化更小4(1)a(2)見(jiàn)解析圖(3)1 500(4)否解析(1)由題圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為保護(hù)電路安全，閉合開(kāi)關(guān)前滑片要置于a端(2)根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示(3)由題圖可知，流過(guò)電

11、流表的電流：IIRIVU，則UI，由(2)可知，375 ，解得：RV1 500 ；(4)由UI可知，圖象的斜率：k，RV，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的原理或方法不完善而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差5(1)3.6(2)最大值S1R1電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和(或rrA)6.02.8解析(1)電阻箱的讀數(shù)即是滑動(dòng)變阻器的電阻，即電阻為3.6 ；(2)為保護(hù)電路，先要把可變電阻調(diào)到最大值；因?yàn)樽詈笠嫵鰣D象，所以必須要知道電阻的阻值，所以要用到電阻箱這個(gè)支路，所以接下來(lái)要閉合S1，調(diào)節(jié)電阻R1.由閉合電路歐姆定律EIRIrAIr，可得：R，所以縱軸截距表示內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和與電動(dòng)勢(shì)的比值，圖象斜率表示電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，所以圖象縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和，圖象斜率為，所以電動(dòng)勢(shì)為6.0 V，縱軸截距為0.6，則內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和為3.6 ，所以電源內(nèi)阻為2.8 .