二十、電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1.（10分）（2013江蘇蘇南四校聯(lián)考）指針式多用表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器，請(qǐng)完成下列問(wèn)題：（1）在使用多用電表測(cè)量時(shí)，指針的位置如圖（a）所示，若選擇開(kāi)關(guān)撥至“×1”擋，則測(cè)量的結(jié)果為_(kāi)________；若選擇開(kāi)關(guān)撥至“50mA”擋，則測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_________。（2）多用電表測(cè)未知電阻阻值的電路如圖（b）所示，電池的電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻為r， R0為調(diào)零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流I與待測(cè)電阻的阻值Rx關(guān)系圖像如圖（c）所示，則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為_(kāi)____________________；（3）下列根據(jù)圖（c）中I-Rx圖線(xiàn)做出的解釋或判斷中正確的是（ ）（多選）A．因?yàn)楹瘮?shù)圖線(xiàn)是非線(xiàn)性變化的，所以歐姆表的示數(shù)左右B．歐姆表調(diào)零的實(shí)質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)R0使Rx=0時(shí)電路中的電流I=Ig C．Rx越小，相同的電阻變化量對(duì)應(yīng)的電流變化量越大，所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D．測(cè)量中，當(dāng)Rx 的阻值為圖（c）中的R2時(shí)，指針位于表盤(pán)中央位置的左側(cè)2．（分）在測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)的效率實(shí)驗(yàn)中，用所示測(cè)定一個(gè)額定電壓為6、額定功率為3的直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率。（1）圖；（2）實(shí)驗(yàn)中保持電壓恒為6V，重物每次勻速上升的高度均為1.5m電動(dòng)機(jī)的電流I/A0.20.40.60.82.5所提重物的重力mg/N0.82.04.06.06.5重物上升時(shí)間t/s1.41.652.12.7∞計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率η的表達(dá)式為_(kāi)_______（用符號(hào)表示），前4次實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)工作效率的平均值為_(kāi)_______。（）估算電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻Ω。，（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.4解析：在第5次實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，重物沒(méi)有上升，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是0；由U=IR可估算電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻Ω。3．如圖（a）所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的電子秤原理圖，其中E是電動(dòng)勢(shì)為3V的電源（內(nèi)阻不計(jì)），A是電流表（在設(shè)計(jì)中計(jì)劃被改成電子秤的示數(shù)表盤(pán)），R0是阻值為5Ω定值電阻，R是一根長(zhǎng)為6cm、阻值為15Ω的均勻電阻絲。c是一根金屬?gòu)椈桑�電阻不�?jì)），其壓縮量ΔL與所受壓力F之間的關(guān)系如圖（b）所示，c頂端連接有一個(gè)塑料盤(pán)。制作時(shí)調(diào)整彈簧的位置，使之不稱(chēng)重物時(shí)滑片P剛好在電阻絲的a端。（計(jì)算中g(shù)取10m/s2）（1）當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí)，所稱(chēng)重物的質(zhì)量為_(kāi)___________； （2）該設(shè)計(jì)中使用的電流表的量程最小為_(kāi)_________，該電子秤的稱(chēng)量范圍為_(kāi)___________；（3）將電流表的表盤(pán)改制成的電子秤示數(shù)盤(pán)有哪些特點(diǎn)？（請(qǐng)至少寫(xiě)出兩個(gè)）123456789101112U/V0.00………2.602.722.802.923.003.173.303.50I/mA0.00………1.295.778.7119.0527.3038.8650.6368.00①實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電流表（量程0-0.6A，內(nèi)阻約1Ω）電流表（量程0-100mA，內(nèi)阻約50Ω）電壓表（量程0-6V，內(nèi)阻約50kΩ）電壓表（量程0-15V，內(nèi)阻約60kΩ）電源（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0-10Ω，允許最大電流3A）開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表選用的是 ，電流表選用的是 （填選項(xiàng)字母）；②請(qǐng)?jiān)谟覉D中以筆劃線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線(xiàn)補(bǔ)充完整；③開(kāi)關(guān)S閉合之前，右圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于 （選填“A端”、“B端”或“AB正中間”）。④若該LED燈泡的額定電壓為3V，則此LED燈泡的額定功率為 。答案：①C B ②完整電路如圖所示 。③A端 ④8.19×10-2W。5．有一內(nèi)阻未知（約25k～35k）、量程未知（約25'V一35V），共有30個(gè)均勻小格的直流電壓表V 。某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中想通過(guò)上述電壓表測(cè)量一個(gè)多用表中歐姆檔的內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)表針處于多用電表刻度盤(pán)正中央時(shí)，他從刻度盤(pán)上讀出表針?biāo)�指的電阻刻度�?0。（1）請(qǐng)將他在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用多用電表測(cè)電壓表內(nèi)阻的電路連接起來(lái)歐姆檔的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)撥至倍率ד ”。（2）在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)讀出電壓表的讀數(shù)為U,歐姆表指針?biāo)�指的刻度為n，并且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一切操作都是正確的，請(qǐng)你導(dǎo)出求歐姆表電池的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式E 。（3）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得該電壓表內(nèi)阻為30k，為了測(cè)出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用，要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V l：量程3V，內(nèi)阻3k電流表A:量程0～3A，內(nèi)阻01Ω滑動(dòng)變阻器R:總阻值lk穩(wěn)壓電源E: 30V，內(nèi)阻不能忽略； 電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干在右邊方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選儀器的符號(hào)選用記錄數(shù)據(jù)中的任一組，寫(xiě)出計(jì)算待測(cè)電壓表V的量程的表達(dá)式Ug= 。式中各字母的意義是： 。U。（3）①如圖。②Ug=300 其中N為電壓表V指針?biāo)�指格�?shù)，U1為電壓表V1的讀數(shù)。解析：由于直流電壓表V25kΩ～35k用多用電表測(cè)電壓表內(nèi)阻歐姆檔的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)撥至倍率×當(dāng)表針處于多用電表刻度盤(pán)正中央時(shí)，他從刻度盤(pán)上讀出表針?biāo)�指的電阻刻度�?0。電壓表的讀數(shù)為U,歐姆表指針?biāo)�指的刻度為n，U。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1的讀數(shù)為U1，則標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1中電流為Uk，設(shè)待測(cè)電壓表V的量程Ug，每格電壓為Ug/30，若待測(cè)電壓表V Ug/30÷30k，由Uk= N Ug/30÷30k，解得Ug=300。6.（2013浙江省杭州市一模）某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化。這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱(chēng)為“壓阻效應(yīng)”�，F(xiàn)用如圖所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：A．電源E（3V，內(nèi)阻約為1Ω）B．電流表A1（0.6A，內(nèi)阻r1=5Ω）C．電流表A2（0.6A，內(nèi)阻r2約為1Ω）D．開(kāi)關(guān)S，定值電阻R0（1）為了比較準(zhǔn)確測(cè)量電阻Rx，請(qǐng)完成虛線(xiàn)框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)。（2）在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開(kāi)關(guān)S，記下電表讀數(shù)，A1讀數(shù)為I1，A2讀數(shù)為I2，得Rx= （用字母表示）。（3）改變力的大小，得到不同的Rx值。然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值。最后繪成圖像如圖所示。除觀(guān)察到電阻Rx的阻值隨壓力F增大而均勻減小外，還可得到的結(jié)論是 。當(dāng)F豎直向下時(shí)可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx= 。7．（8分）（2013上海市閘北區(qū)期末）如圖所示，虛線(xiàn)框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)通過(guò)圖示裝置來(lái)測(cè)量該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)。已知重力加速度為g。先將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開(kāi)關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤(pán)內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱(chēng)出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1），向外；（2）向上，（每空2分）解析：設(shè)U形金屬框質(zhì)量M，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，m1g=Mg。閉合開(kāi)關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤(pán)內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，m2g=Mg+BIL，I=E/2r，聯(lián)立解得B=，由左手定則可得磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，此時(shí)電路中電流減小，所受安培力BIL減小，則U形金屬框D向上加速，電流I’=E/3r，由牛頓第二定律，m2g-（Mg+BI’L）=(m2+M)a，聯(lián)立解得加速度大小為a=。8．(8分)（2013上海市徐匯區(qū)期末）“研究回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量變化快慢的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，如圖1所示：（1）某同學(xué)改變磁鐵釋放時(shí)的高度，作出E-△t圖象尋求規(guī)律，得到如圖2所示的圖線(xiàn)。由此他得出結(jié)論：磁通量變化的時(shí)間△t越短，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大，即E與△t成反比。① 實(shí)驗(yàn)過(guò)程是________的（填寫(xiě)“正確”“不正確”）；② 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________（判斷是否正確并說(shuō)明理由）。（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理可以采用不同的方法①如果橫坐標(biāo)取_____________，就可獲得如圖3所示的圖線(xiàn)； ②若在①基礎(chǔ)上僅增加線(xiàn)圈的匝數(shù)，則實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn)的斜率將__________(填“不變”“增大”或“減小”)。圖3E/v0圖2△t/sE/v0A電動(dòng)機(jī)V-+電動(dòng)機(jī)秒表米尺14131254311109876210592857552624532251204918471645141243104139837635433231050（c）（b）（a）RgR0rεRxGR2R1I0RxIg0圖1-+電動(dòng)機(jī)秒表米尺141312543111098762105928575526245322512049184716451412431041398376354332312013年高考期末一模聯(lián)考物理新題精選分類(lèi)解析 專(zhuān)題20 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
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