第2部分命題區(qū)間4

文檔編碼:CE5V6W5E3E10——HS10Q6L3G8F5——ZG10T7O2G2B9其次部分突破高考試驗(yàn)題的4個(gè)命題區(qū)間命題區(qū)間四電學(xué)創(chuàng)新試驗(yàn)課時(shí)跟蹤檢測〔十八〕 電學(xué)創(chuàng)新試驗(yàn)1．〔2022·全國卷Ⅱ〕某小組利用圖〔a〕所示的電路,爭論硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系,圖中和為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器,R0為定值電阻〔阻值100Ω〕；S為開關(guān),E為電源．試驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)〔圖中未畫出〕測出．圖〔b〕是該小組在恒定電流為50.0μA時(shí)得到的某硅二極管 U-t關(guān)系曲線．回答以下問題：圖〔a〕圖〔b〕〔1〕試驗(yàn)中,為保證流過二極管的電流為 50.0μA,應(yīng)調(diào)劑滑動(dòng)變阻器 R,使電壓表 的示數(shù)為U1＝________mV；依據(jù)圖〔b〕可知,當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t上升時(shí),硅二極管正向電阻______〔填“變大”或“變小” 〕,電壓表 示數(shù)______〔填“增大”或“減小” 〕,此時(shí)應(yīng)將R的滑片向________________〔填“A”或“B”〕端移動(dòng),以使 示數(shù)仍為U1.〔2〕由圖〔b〕可以看出U與t成線性關(guān)系．硅二極管可以作為測溫傳感器,該硅二極管的測溫靈敏度為ΔU＝________×10－3V/℃〔保留2位有效數(shù)字〕．Δt解析：〔1〕U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.0mV,溫度上升,電壓變小,電流不變,所以電阻變小．U1＝IR0,I增大,電壓增大,要使 V1示數(shù)仍為U1,電流應(yīng)仍然為50.0mA,應(yīng)增大電阻R,所以應(yīng)將R的滑片向B滑動(dòng)．〔2〕ΔUΔt＝0.30－0.44V/℃＝2.8×10－3V/℃.80－30答案：〔1〕5.00變小增大B〔2〕2.8 2.某同學(xué)嘗試把一個(gè)靈敏電流表改裝成溫度表,他所選用的器材有：靈敏電流表〔待改裝〕,同學(xué)電源〔電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì)〕,滑動(dòng)變阻器,單刀雙擲開關(guān),導(dǎo)線如干,導(dǎo)熱性能良好的防水材料,標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì),PTC熱敏電阻Rt〔PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度 t的關(guān)系為Rt＝a＋kt,a＞0,k＞0〕．設(shè)計(jì)電路如圖所示,并按如下步驟進(jìn)行操作：〔1〕按電路圖連接好試驗(yàn)器材；〔2〕將滑動(dòng)變阻器滑片 P滑到a端,單刀雙擲開關(guān) S擲于c端,調(diào)劑滑片P使電流表滿偏,并在以后的操作中保持滑片 P位置不動(dòng),設(shè)此時(shí)電路總電阻為 R,斷開電路；〔3〕容器中倒入適量開水,觀看標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì),每當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的示數(shù)下降 5℃,就將開關(guān)S置于d端,并記錄此時(shí)的溫度 t和對應(yīng)的電流表的示數(shù) I,然后斷開開關(guān),請依據(jù)溫度表的設(shè)計(jì)原理和電路圖,寫出電流與溫度的關(guān)系式 I＝__________〔用題目中給定的符號〕；〔4〕依據(jù)對應(yīng)溫度記錄的電流表示數(shù),重新刻制電流表的表盤,改裝成溫度表,依據(jù)改裝原理,此溫度表表盤刻度線的特點(diǎn)是：低溫刻度在 ________〔填“左”或“右” 〕側(cè),刻度線分布是否均勻？ ________〔填“是”或“否” 〕．E解析：〔3〕由題知 Rt＝a＋kt,由閉合電路的歐姆定律可得, I＝ ＝R＋RtE

.R＋a＋kt〔4〕由上式可知,溫度越高,電流表中的電流值越小,就低溫刻度在表盤的右側(cè)；由于電流與溫度的關(guān)系不是線性函數(shù),所以表盤的刻度是不均勻的．答案：〔3〕R＋a＋ktE〔4〕右否 3．某同學(xué)為了測量金屬熱電阻在不同溫度下的阻值,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,其中R0為電阻箱,Rx為金屬熱電阻,電壓表可看做理想電表,電源使用的是穩(wěn)壓同學(xué)電源〔內(nèi)阻不計(jì)〕,試驗(yàn)步驟如下：

①依據(jù)電路圖連接好電路

②記錄當(dāng)前溫度t

③將單刀雙擲開關(guān) S與1閉合,記錄電壓表讀數(shù) U,電阻箱阻值R1 ④將單刀雙擲開關(guān) S與2閉合,調(diào)劑變阻箱使電壓表讀數(shù)仍為 U,記錄電阻箱阻值R2

⑤轉(zhuǎn)變溫度,重復(fù)②～④的步驟〔1〕就該金屬熱電阻在某一溫度下的阻值表達(dá)式為：Rx＝________,依據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出其電阻 Rx隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示．〔2〕如調(diào)劑電阻箱阻值,使 R0＝120Ω,就可判定,當(dāng)環(huán)境溫度為 ________時(shí),金屬熱電阻消耗的功率最大．解析：〔1〕設(shè)電源電壓為E,就將單刀雙擲開關(guān)S與1閉合時(shí),URx＝E－U

R1；單刀雙擲開關(guān)S與2閉合時(shí)：E－U

Rx＝UR2；聯(lián)立解得Rx＝R1R2.〔2〕金屬熱電阻消耗的功率最大時(shí),此時(shí)金屬熱電阻的值等于電阻箱的阻值,即Rx＝R0＝120Ω,依據(jù)電阻—時(shí)間關(guān)系可知：Rx＝t＋100,當(dāng)Rx＝120Ω時(shí),t＝20℃. 答案：〔1〕R1R2 〔2〕20℃

4．試驗(yàn)室有一完好的PTC熱敏電阻,某同學(xué)依據(jù)其型號查閱得到該熱敏電阻在常溫下的伏安特性曲線如圖甲所示．〔1〕用多用電表歐姆“×10”擋,按正確操作測量該熱敏電阻的阻值,結(jié)果指針指在圖乙中的虛線位置,為了使測量結(jié)果更精確,多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)打向歐姆“×______”擋,如調(diào)擋后指針指在圖乙中的實(shí)線位置,電阻測量結(jié)果為________Ω.〔2〕如將熱敏電阻與一電動(dòng)勢E0＝15V、內(nèi)阻r＝1.5kΩ的直流信號源串聯(lián)成一閉合電路,就通過熱敏電阻的電流為 ________mA,此時(shí)熱敏電阻的阻值為________Ω. 〔3〕該同學(xué)欲用伏安法驗(yàn)證熱敏電阻伏安特性曲線是否與資料中的一樣,實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)的器材如下：A．熱敏電阻R1

B．電壓表V〔量程0～15V,內(nèi)阻約15kΩ〕

C．電流表A1〔量程0～30mA,內(nèi)阻約30Ω〕

D．電流表A2〔量程0～5mA,內(nèi)阻約100Ω〕

E．滑動(dòng)變阻器R〔0～40Ω,額定電流2A〕

F．電源E〔電動(dòng)勢20V,內(nèi)阻不計(jì)〕

請完成丙圖中的實(shí)物電路圖． 解析：〔1〕由題圖乙知多用電表的歐姆擋指針指在虛線位置時(shí)偏角過小,由于指針指在表盤中心鄰近時(shí)測量電阻的阻值較精確,應(yīng)換用歐姆 “×100”擋；如指針指在題圖乙中的實(shí)線位置,電阻的測量結(jié)果為 22×100Ω＝2200 Ω.〔2〕依據(jù)U＝E0－Ir＝15－1.5×103I〔V〕,作其圖線如以下圖,就兩圖線的交點(diǎn)即為熱敏電阻兩端的實(shí)際電壓和電流,由圖知,通過熱敏電阻的電流為4mA,電壓為9V,熱敏電阻的阻值為 9V

4mA×10－3＝2250Ω. 〔3〕為描畫熱敏電阻的伏安特性曲線,要求電壓從零開頭變化,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)接受分壓式接法；由題圖甲知,測量的最大電流為 4.5mA,所以應(yīng)選用電流表A2；由于RVR1≈6.7<R1RA2＝22.5,所以電流表應(yīng)接受內(nèi)接法．實(shí)物電路圖見答案．答案：〔1〕1002200〔2〕42250〔3〕如以下圖 5．某課外小組在參觀工廠時(shí),看到一丟棄不用的電池,同學(xué)們想用物理上學(xué)到的學(xué)問來測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,已知這個(gè)電池的電動(dòng)勢約為 11～13V,內(nèi)阻小于3Ω,由于直流電壓表量程只有3V,需要將這只電壓表通過連接一固定電阻〔用電阻箱代替〕,改裝為量程為 15V的電壓表,然后再用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,以下是他們的試驗(yàn)操作過程：〔1〕把電壓表量程擴(kuò)大,試驗(yàn)電路如圖甲所示,試驗(yàn)步驟如下,完成填空：第一步：按電路圖連接實(shí)物；其次步：把滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端,把電阻箱阻值調(diào)到零；第三步：閉合開關(guān),把滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置, 使電壓表讀數(shù)為3V；第四步：把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值,使電壓表讀數(shù)為________V； 第五步：不再轉(zhuǎn)變電阻箱阻值,保持電壓表和電阻箱串聯(lián),撤去其他線路,即得量程為15V的電壓表．〔2〕試驗(yàn)可供選擇的器材有：

A．電壓表〔量程為3V,內(nèi)阻約2kΩ〕

B．電流表〔量程為3A,內(nèi)阻約0.1Ω〕

C．電阻箱〔阻值范疇0～9999Ω〕

D．電阻箱〔阻值范疇0～999Ω〕

E．滑動(dòng)變阻器〔阻值為0～20Ω,額定電流2A〕F．滑動(dòng)變阻器〔阻值為0～20kΩ〕

就電阻箱應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．〔3〕用該擴(kuò)大了量程的電壓表〔電壓表的表盤沒變〕,測電池電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,試驗(yàn)電路如圖乙所示,得到多組電壓U和電流I的值,并作出U-I圖線如圖丙所示,可知電池的電動(dòng)勢為________V,內(nèi)阻為________Ω. 解析：〔1〕將3V電壓表改裝成15V量程,串聯(lián)電阻箱后的內(nèi)阻是原先內(nèi)阻的5倍,由于滑動(dòng)變阻器的位置不變,分壓部分的兩端電壓仍為 3V,此時(shí)電壓表讀數(shù)為0.6V.〔2〕改裝電壓表需要串聯(lián)大約8kΩ的電阻,應(yīng)選C；在分壓電路中為便利調(diào)節(jié),選用阻值較小的滑動(dòng)變阻器,應(yīng)選 E.〔3〕由圖丙知,當(dāng)外電路斷路時(shí),電壓表的電壓為U＝2.3V,電源的電動(dòng)勢為E＝2.3×5V＝11.5V,內(nèi)阻為r＝ΔUΔI＝2.3－1.5×5Ω＝2.5Ω.1.6答案：〔1〕0.6〔2〕CE〔3〕11.52.5 6．〔2022·青島二中模擬〕實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián),測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下： A．待測電壓表〔量程3V,內(nèi)阻約1kΩ待測〕一只

B．電流表〔量程3mA,內(nèi)阻約為10Ω〕一只

C．電池組〔電動(dòng)勢約為3V,內(nèi)阻不行忽視〕

D．滑動(dòng)變阻器〔0～50Ω〕

E．滑動(dòng)變阻器〔0～2000Ω〕

F．變阻箱〔可以讀出電阻值,0～9999Ω〕

G．變阻箱〔可以讀出電阻值,0～99Ω〕

H．開關(guān)和導(dǎo)線如干

某同學(xué)利用上面所給器材,進(jìn)行如下試驗(yàn)操作：〔1〕該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)試驗(yàn)電路．為了更精確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認(rèn)為其中相對比較合理的是________〔填“甲”或“乙”〕電路．〔2〕可變電阻應(yīng)選用___________．〔填寫儀器前面的字母〕〔3〕用你選擇的合理電路進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān)S,轉(zhuǎn)變阻值,記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù) U和________〔填上文字和符號〕．〔4〕用合理電路進(jìn)行試驗(yàn)過程中,選擇下面哪個(gè)作為坐標(biāo)軸,能作出相應(yīng)的直線圖線________．A．U-IB．U-1IRV＝________.C．1U-RD．U-R〔5〕設(shè)直線圖象的斜率為k、截距為b,就該待測電壓表的內(nèi)阻解析：〔1〕圖甲所示電路中,滑動(dòng)變阻器與電壓表串聯(lián)接入電路,電源電動(dòng)

勢為3V,電壓表內(nèi)阻約為1kΩ,電路電流接近3mA,可以用電流表測量電流,因此甲電路合理；乙電路由于電源內(nèi)阻不行忽視,電路．無法求出電壓表內(nèi)阻．應(yīng)選甲〔2〕由于電壓表內(nèi)阻約為 1kΩ,滑動(dòng)變阻器阻值太小,轉(zhuǎn)變滑動(dòng)變阻器阻值時(shí),電壓表電壓無明顯變化,無法起到調(diào)劑電壓的作用,應(yīng)選用總電阻較大的E.〔3〕選用圖甲所示試驗(yàn)電路,閉合電鍵S,轉(zhuǎn)變阻值,記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù) U和電流表的示數(shù)I.〔4〕依據(jù)歐姆定律,U＝IRV,電壓表內(nèi)阻不變,電壓和電流成正比,所以應(yīng)選擇電壓和電流作為坐標(biāo)軸,做出相應(yīng)的直線圖線 U-I.〔5〕U-I圖線的斜率k＝UI,依據(jù)歐姆定律RV＝UI＝k.答案：〔1〕甲 〔2〕E 〔3〕電流I 〔4〕A 〔5〕k7．〔2022·蘭州模擬〕某愛好小組在學(xué)習(xí)了多用表后,在試驗(yàn)室找到一個(gè)電流表G,嘗試自己動(dòng)手改裝一個(gè)電壓表．材：〔1〕先用半偏法測量電流表 G的內(nèi)阻,試驗(yàn)電路圖如以下圖,預(yù)備有以下器A．待測電流表G〔量程1mA,內(nèi)阻約幾十歐〕B．滑動(dòng)變阻器〔阻值范疇0～100Ω〕

C．滑動(dòng)變阻器〔阻值范疇0～20kΩ〕

D．電阻箱〔0～999.9Ω〕

E．電阻箱〔0～9999Ω〕

F．電源〔電動(dòng)勢9V,有內(nèi)阻〕G．開關(guān)、導(dǎo)線①試驗(yàn)中要求有較高的精確度,在以上器材中,選用_________．②試驗(yàn)要進(jìn)行的步驟有：A．閉合開關(guān)S1

B．閉合開關(guān)S2

C．將R1的阻值調(diào)到最大

D．調(diào)劑R1的阻值,使電流表指針滿偏R1應(yīng)選用________,R2應(yīng)E．調(diào)劑R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處F．登記R2的阻值并斷開S1

G．按圖所示連接好試驗(yàn)電路 以上步驟,合理的次序是示〕．______________________〔用步驟前的英文字母表③如在步驟F中讀得R2的阻值是50.0Ω,就電流表內(nèi)阻Rg＝________Ω. 〔2〕要將該電流表改裝成量程是Ω的電阻．解析：〔1〕①半偏法測量電流表3V的電壓表,就應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值是________G的內(nèi)阻試驗(yàn),電源電動(dòng)勢為9V,電流表滿9V偏為1mA,就電路中所需電阻最小約為 1mA＝9000 ,故滑動(dòng)變阻器選擇 C,與電流表并聯(lián)的應(yīng)當(dāng)為讀數(shù)精度盡可