（通用版）2019版高考物理二轮复习专题检测（二十六）“追踪溯源”智取创新实验——学会迁移（含解析）.doc

1、1“追踪溯源”智取创新实验学会迁移1(2018新疆模拟)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势 E 和内阻 r，可供选择的实验器材有：待测电源(电动势约 6 V，内阻约 1 )，定值电阻 RA(阻值 10 )和RB(阻值 1 ) ，滑动变阻器 R(最大阻值 10 )，电流表 A(量程 0.6 A，内阻约 1 )，电压表 V(量程 5 V，内阻约 10 k)，开关 S，导线若干。请回答下列问题：(1)图甲为该同学设计的电路图的一部分，将电路补充完整。(2)图甲中的 R1应选_(填“ RA”或“ RB”)。(3)改变滑动变阻器接入电路的阻值，分别记下几组电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I；

2、以 U 为纵坐标， I 为横坐标，作 UI 图线如图乙所示，并求出 UI 图线在横轴上的截距 a 和在纵轴上的截距 b，请选用待测电源电动势 E、内阻 r、定值电阻 R1和 R2，写出a、 b 的表达式， a_， b_，代入相应数值即可得 E 和 r 的测量值。解析：(1)由于滑动变阻器的最大阻值过小，使电压表测量范围较小，所以 R1应采用与滑动变阻器总阻值接近的 RA； R2起保护电路的作用，故可以采用阻值较小的 RB；由于电流表内阻与等效内阻接近，为了减小误差，应采用相对电源的电流表外接法，电路图如图所示。(2)由以上分析可知，题图甲中的 R1应选择 RA。(3)根据闭合电路欧姆定律可知：

3、 U E I(R2 r)，由此可知，图像与纵轴的截距b E，图像与横轴的截距为短路电流，故 a 。ER2 r答案：(1)见解析图 (2) RA (3) EER2 r2.(2018宜宾检测)某同学利用如图甲所示电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为 3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表 A1 、A 2(量程为3 mA，内阻不计)，电阻箱 R(最大阻值为 9 999 )，定值电阻 R0(可供选择的阻值有 100 2

4、、1 k、10 k)，开关 S，导线若干，刻度尺。实验步骤如下：A测得圆柱形玻璃管内径 d20 mm；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L；C连接好电路，闭合开关 S，调整电阻箱阻值，读出电流表 A1 、A 2示数，分别记为I1、 I2，记录电阻箱的阻值 R；D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤 B、C；E断开 S，整理好器材。(1)为了较好的完成该实验，定值电阻 R0应选_。(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx的表达式 Rx_(用 R0、 R、 I1、 I2表示)。(3)若在上述步骤 C 中每次调整电阻箱阻值，使电流表 A1 、A 2示数均相等，利用记录的多组水柱长度 L 和对应

5、的电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图乙所示的 RL 关系图像，则自来水的电阻率 _m(结果保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_(选填“偏大” “不变”或“偏小”)。解析：(1)电源电动势为 3 V，电流表的量程为 3 mA，则最小电阻 R EI 3310 31 k，故定值电阻 R0选 1 k 的即可。(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx满足 I1Rx I2(R0 R)，即 Rx 。I2 R0 RI1(3)当 I1 I2时， Rx R0 R，即 R0 R，则 R L R0，由题图乙可知： LS S S/m510 4 /m， S

6、 2 d2，则 4.0 1.0 1030.1 (d2) 14 510 4 3.14(20103 )2 m16 m ；若电流表内阻不能忽略，则：14Rx rA R0 R rA，即 Rx R0 R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。答案：(1)1 k (2) (3)16 不变I2 R0 RI13某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和 a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。3(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入

7、电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A适当增加两导轨间的距离B换一根更长的金属棒C适当增大金属棒中的电流其中正确的是_(填入正确选项前的标号)。解析：(1)实验电路连线如图所示。(2)为使金属棒获得更大的速度，则金属棒运动时需要更大的加速度，根据牛顿第二定律有 a ，所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距离都可以使加速度增大。BILm故选项 A、C 正确，B 错误。答案：(1)见解析图 (2)AC4(2018全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值，图中 R0为标准定值电阻( R020.

8、0 )； 可视为理想电压表；S 1为单刀开关，S 2为单刀双掷开关； E 为电源； R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线。4(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1。(3)将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表 的示数U1；然后将 S2掷于 2 端，记下此时电压表 的示数 U2。(4)待测电阻阻值的表达式 Rx_(用 R0、 U1、 U2表示)。(5)重复步骤(3)，得到如下数据。1 2 3 4 5U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44U2/V 0.86 1.03 1.22 1.

9、36 1.49U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39(6)利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx_。(保留一位小数)U2U1解析：(1)实物连线如图所示。(4)由于 为理想电压表，故 S2接 1 或接 2 时流过 R0、 Rx的电流相等。根据欧姆定律和串联电路的特点得 ，解得 Rx R0。U1R0 U2R0 Rx (U2U1 1)(6)求出 5 次 的平均值为 3.41，代入 Rx R0，得 Rx48.2 。U2U1 (U2U1 1)答案：(1)见解析图 (4) R0 (6)48.2(U2U1 1)5(2019 届高三枣庄模拟)某探究小组测量直流恒流源的输出电流 I

10、0和定值电阻 Rx的阻值，电路如图甲所示。 实验器材如下：5直流恒流源(电源输出的直流电流 I0保持不变， I0约为 0.8 A)；待测电阻 Rx(阻值约为 20 )；滑动变阻器 R(最大阻值约为 70 )；电压表 V(量程 15 V，内阻约为 15 k)；电流表 A(量程 0.6 A，内阻约为 0.2 )；开关一个，导线若干。请回答下列问题：(1)实验所用器材如图乙所示，图中部分实物电路已经连接好，请完成剩余实验电路的连接。(2)开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应滑动到_(选填“ a”或“ b”)处。(3)所得实验数据如表所示；请在图丙所示的直角坐标系上画出 UI 图像。1 2 3

11、4 5电流表的示数 I/A 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60电压表的示数 U/V 13.9 12.1 10.2 7.6 6.1(4)根据所画 UI 图像，可求得直流恒流源输出电流 I0_A，待测电阻的阻值Rx_(结果保留两位有效数字)。解析：(1)实验电路连接如图 1 所示。(2)为了让电流表的示数由最小值开始变化，并保证开关 S 闭合时，流过电流表的电流不会超过电流表量程，故开关 S 闭合前，滑动变阻器滑片 P 应置于连入阻值最大处，即 a处。(3)根据表中数据先在题图丙中描点，在画直线时使尽可能多的点落在同一直线上，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线两侧，可以得出对应

12、的 UI 图像，如图 2 所示。6(4)当电压表示数为零时说明滑动变阻器短路，则此时通过电流表的电流等于直流恒流源的输出电流，则结合 UI 图像可知，电流 I0约为 0.88 A；由图 2 可知，当电压为 10 V时，电流约为 0.40 A，则此时流过待测电阻的电流 I(0.880.40)A0.48 A，由欧姆定律可得 Rx 21 。UI 100.48答案：(1)见解析图 1 (2) a (3)见解析图 2 (4)0.88(0.870.89 均可) 21(20 或21 均可)6(2018凯里模拟)如图所示的矩形框内存在一沿水平方向且与金属棒垂直的匀强磁场，现通过测量通电金属棒在磁场中所受的安培

13、力，来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向。(1)在图中画出连线完成实验电路，要求接通电源后电流由 a 流向 b。(2)完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线；保持开关 S 断开，读出电子秤示数 m0；闭合开关 S，调节 R 的阻值使电流大小适当，此时电子秤仍有读数，然后读出并记录_、_；用米尺测量_。(3)用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得到B_。(4)判断磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直于纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直于纸面向里。解析：(1)实验电路连线如图所示。7(2)记录电流表的示数 I 以及此时电子秤的示数 m1；用米尺测量金属棒的长度

14、l。(3)测磁感应强度原理：开关断开时，电子秤称出金属棒质量；接通电源后，若磁感应强度的方向垂直于纸面向里，则安培力向下，则有 m0g BIl m1g，所以 B g；接m1 m0Il通电源后，若磁感应强度的方向垂直于纸面向外，则安培力向上，则有 m0g BIl m1g，所以 B g；所以磁感应强度的大小 B g。m0 m1Il |m0 m1|Il(4)由(3)中分析易知，若 m1m0，对应磁感应强度方向垂直于纸面向外。答案：(1)见解析图 (2)电流表的示数 I 此时电子秤的示数 m1 金属棒的长度l (3) g (4) m1m0|m0 m1|Il7(2018汕头模拟)某同学利用如图所示的电路

15、测量某种电池的电动势 E 和内阻 r(E 约 9 V， r 约 10 )，电压表 V 的量程为3 V，内阻约几千欧。实验操作和相关的问题如下：(1)在开关 S1、S 2都断开的条件下，先将电阻箱 R 的阻值调至_(填“最大” “最小”或“任意值”)，然后闭合开关 S1；这样做的目的是_。A保护电池B保护电压表C保护电阻箱D能更准确地读出电压表的读数(2)逐步调节电阻箱 R 的阻值，当电压表 V 的读数为 U12.00 V 时， R 的阻值为 R17.20 k；当电压表 V 的读数为 U23.00 V 时， R 的阻值为 R24.13 k，可估算出电压表的内阻 RV_k(计算结果保留两位有效数字

16、)。若测量数据自身的误差可忽略不计，则电压表内阻的测量值_(填“大于” “等于”或“小于”)实际值。(3)调节电阻箱 R 的阻值，使电阻箱和电压表串联后可当成一个量程为 10 V 的电压表V，则阻值 R 与电压表内阻 RV的比值应为 _。RRV(4)保持(3)中电阻箱 R 的阻值不变，调节电阻箱 R的阻值为较大值，闭合开关 S2，8接着小心调节电阻箱 R的阻值，使电压表 V 的示数在 23 V 之间变化，记录电压表 V 的读数 U 和相对应的电阻箱 R的阻值 R，取得若干组实验数据。某同学以 U 为纵坐标、以为横坐标建立一个实验图像(坐标轴都使用国际单位)，将实验数据计算后描绘在图像中，UR得

17、到一条直线，若直线在纵轴的截距为 b、斜率的绝对值为 k，则电池的电动势E_，内阻 r_。解析：(1)由电路图可知，电压表与电阻箱 R 串联，故为了保护电压表应先将电阻箱 R的阻值调至最大，然后再闭合开关 S1，从而使电压表由电压最小开始调节。(2)由于 rRV R，因此在估算中可以忽略不计，则有： ， ，解得：U1RV E U1R1 U2RV E U2R2RV2.0 k，由于测量中没有考虑电源内阻的影响，因此测量结果中包括电源内阻，故测量值大于真实值。(3)电阻箱 R 和电压表串联后可当成一个量程为 10 V 的电压表使用，则当电压表 V 的电压为 3 V 时，电阻箱 R 的电压为 7 V，故 。RRV 73(4)当电压表 V 的电压为 U 时，加在电阻箱 R上的电压为 ，即路端电压10U3U ，由闭合电路欧姆定律有： E U r，即 E r，整理得： U E10U3 UR 10U3 10U3R 310r，根据图像规律可知， E b， k r，解得： E 。UR 310 10b3答案：(1)最大 B (2)2.0 大于 (3) (4) k73 10b3