2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 第65講 實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新加練半小時(shí) 教科版.docx

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第65講 實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新 [方法點(diǎn)撥]　(1)結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)，去理解電路，找出測(cè)量量與已知量間的關(guān)系．(2)熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)方法等是解決創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵． 1．某同學(xué)測(cè)量直流恒流電源的輸出電流I0和定值電阻Rx的阻值，電路如圖1所示． 圖1 實(shí)驗(yàn)器材如下： 直流恒流電源(電源輸出的直流電流I0保持不變，I0約為0.8A)； 待測(cè)電阻Rx(阻值約為20Ω)； 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為50Ω)； 電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ)； 電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)； 請(qǐng)回答下列問題． (1)實(shí)驗(yàn)所用器材如圖2所示，圖中部分電路已經(jīng)連接好，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接． 圖2 (2)電路開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑動(dòng)到____處(選填“a”或“b”)，其理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)谌鐖D3所示的直角坐標(biāo)系上畫出U—I圖像. 1 2 3 4 5 電流表的示數(shù)I/A 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 電壓表的示數(shù)U/V 13.9 12.1 10.2 7.60 6.1 圖3 (4)根據(jù)所畫U－I圖像，可求得直流恒流電源輸出電流I0＝________A，待測(cè)電阻的阻值Rx＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 2．(2018湖北黃岡模擬)圖4中虛線框內(nèi)是由表頭G改裝成的一個(gè)電流表和一個(gè)電壓表的電路，其中接a、b時(shí)為電流表，接a、c時(shí)為電壓表．已知表頭的滿偏電流為2mA、內(nèi)阻阻值范圍為180～200Ω，定值電阻R1＝50Ω，R2＝1460Ω，為確定改裝后電流表和電壓表的量程，實(shí)驗(yàn)小組將a、b兩個(gè)接線柱接入如圖所示的電路中，來測(cè)量表頭G的內(nèi)阻； 圖4 (1)實(shí)驗(yàn)室里，電流表A和滑動(dòng)變阻器R均有兩種規(guī)格： 電流表：a.0～10mA　　b．0～600mA 滑動(dòng)變阻器：a.0～20Ω　　b．0～1000Ω 則電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________；(選填字母代號(hào)) (2)將選擇的器材接入電路； ①依照電路圖，補(bǔ)充完整圖5中的實(shí)物圖； 圖5 ②閉合S，以I1表示電流表A的示數(shù)，I2表示表頭G的示數(shù)，多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量多組I1、I2數(shù)據(jù)(單位均為mA)，某同學(xué)以I1為縱軸，I2為橫軸，畫出I1－I2圖線為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，該同學(xué)求出了圖線的斜率k＝5，則表頭內(nèi)阻Rg＝________Ω，由表頭G改裝后的電流表量程為________mA，電壓表量程為________V. 3．(2017北京海淀區(qū)模擬)利用如圖6所示的電路測(cè)量一個(gè)滿偏電流為300μA，內(nèi)阻rg約為100Ω的電流表的內(nèi)阻值，有如下的主要實(shí)驗(yàn)器材可供選擇： 圖6 A．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～20Ω) B．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～1750Ω) C．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～30kΩ) D．電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻0.5Ω) E．電源(電動(dòng)勢(shì)8V，內(nèi)阻2Ω) F．電源(電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻3Ω) (1)為了使測(cè)量盡量精確，在上述可供選擇的器材中，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________，電源E應(yīng)選用__________．(選填器材前面的字母序號(hào)) (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的主要步驟有： A．?dāng)嚅_S2，閉合S1 B．調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 C．閉合S2 D．調(diào)節(jié)R′的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之二 E．記下此時(shí)R′的阻值為190Ω 則待測(cè)電流表的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為________Ω，該測(cè)量值________此電流表內(nèi)阻的真實(shí)值．(選填“大于”“小于”或“等于”) 4．(2017福建漳州八校模擬)發(fā)光二極管(LED)是由鎵(Ga)、砷(As)與磷(P)等的化合物制成的一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，通常用在電路及儀器中作為指示燈，或組成文字或數(shù)字顯示，其顯著的特點(diǎn)就是具有單向?qū)щ娦裕潆娐贩?hào)如圖7甲所示，正常使用時(shí)帶“＋”號(hào)的一端應(yīng)接在電源的正極，帶“－”號(hào)的一端應(yīng)接在電源的負(fù)極．某課外活動(dòng)小組用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得某型號(hào)發(fā)光二極管兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示 圖7實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 24.0 30.0 37.0 (1)有如圖乙、丙兩個(gè)可供選擇的電路，應(yīng)選圖________(填“乙”或“丙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)誤差主要是由____________________________________引起的． (2)請(qǐng)?jiān)趫D8的坐標(biāo)紙上用描點(diǎn)法畫出該型號(hào)發(fā)光二極管的伏安特性曲線． 圖8 (3)若該型號(hào)發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5V的穩(wěn)壓電源供電，則需要在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R才能使其處于最佳工作狀態(tài)，請(qǐng)根據(jù)所畫出的該型號(hào)二極管的伏安特性曲線進(jìn)行分析，串聯(lián)的電阻R的阻值為________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案精析 1．(1)如圖所示 (2)a　開關(guān)S閉合后，流過電流表的電流不會(huì)超過電流表的量程 (3)如圖所示 (4)0.87～0.92　19～22 2．(1)a　a (2)①如圖所示 ②200　0～10mA(10mA)　0～15V(15V) 3．(1)C　E　(2)95　小于 解析　(1)在半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑動(dòng)變阻器阻值范圍盡量選擇較大的，電源電壓盡量選擇較大的，故滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用C，電源E應(yīng)選用E，如果選擇了F，由于它的電壓太大，當(dāng)變阻器的電阻達(dá)到最大時(shí)電路中的最小電流I＝＝400μA，超過電流表滿偏電流；(2)當(dāng)電流表滿偏時(shí)，說明干路電流為300μA，若使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之二，即200μA時(shí)，通過電阻箱R′的電流就為100μA，由于電流表與電阻箱的電流之比為2∶1，則它們的電阻之比為1∶2，所以電流表的內(nèi)阻為Ω＝95Ω；該測(cè)量值小于此電流表內(nèi)阻的真實(shí)值，因?yàn)閷?shí)際干路的電流會(huì)比300μA稍大一些，故通過電阻箱的電流會(huì)比100μA稍大一些，所以它的電阻就會(huì)稍小一些． 4．(1)丙　電壓表分流　(2)見解析圖 (3)116(112～120均可) 解析　(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式電路，而電流表內(nèi)阻未知，故電流表用內(nèi)、外接都可以，故題圖丙正確，題圖丙電路圖中，電壓表與二極管并聯(lián)，會(huì)因分流引起誤差； (2)如圖所示 (3)根據(jù)U－I圖線，當(dāng)二極管的工作電壓為2.5V時(shí)，工作電流約為21.5mA，串聯(lián)電阻上分到的電壓應(yīng)為2.5V，故應(yīng)串聯(lián)的電阻為：R＝＝Ω≈116Ω.(112～120都算正確)