二輪復(fù)習(xí)板塊二電學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

板塊二電學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)考向一電表的改裝及使用【真題研磨】【典例】(2022·遼寧選擇考)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿(mǎn)偏電流為250μA,內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個(gè)量程的電流表,設(shè)計(jì)電路如圖(a)所示,其中定值電阻R1=40Ω,R2=360Ω。(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接A①端時(shí),該電流表的量程為0(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B②端時(shí),該電流表的量程比接在A端時(shí)__________(選填“大”或(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了圖(b)中兩個(gè)電路。不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差,則使用__________(選填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差③?！緦忣}思維】題眼直擊信息轉(zhuǎn)化①R1與R2串聯(lián)后再和電流表并聯(lián)②R1與電流表串聯(lián)后再和R2并聯(lián)③原理上可以求解Rx準(zhǔn)確電阻【模型轉(zhuǎn)化】1.電流表改裝2.伏安法測(cè)電阻【答題要素】電表的改裝及使用技巧【多維演練】1.維度:多用電表的使用在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中,兩小組的同學(xué)分別進(jìn)行了如下操作:(1)下列是A小組同學(xué)對(duì)多用電表的使用,其中操作正確的是____________。

A.如圖甲,利用多用電表直流電壓擋測(cè)小燈泡兩端的電壓B.如圖乙,利用多用電表直流電流擋測(cè)通過(guò)小燈泡的電流C.如圖丙,利用多用電表直流電壓擋粗測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)D.如圖丁,利用多用電表歐姆擋測(cè)電源的內(nèi)阻(2)B小組同學(xué)利用多用電表的歐姆擋測(cè)量某一定值電阻的阻值,開(kāi)始時(shí)他們采用“×100”倍率試測(cè),請(qǐng)完善他們的實(shí)驗(yàn)步驟:①將多用電表選擇開(kāi)關(guān)撥至“×100”倍率;②______________________________;

③把待測(cè)電阻放在絕緣桌面或紙上,兩表筆分別接在電阻兩端;④結(jié)果指針指在圖戊中a位置;⑤為了減小誤差,需要把選擇開(kāi)關(guān)撥至“__________”(選填“×10”或“×1k”)倍率;

⑥重復(fù)步驟②和③;⑦最終指針指在圖戊中b位置,讀數(shù)為_(kāi)_______kΩ;

⑧把選擇開(kāi)關(guān)撥至“OFF”,結(jié)束測(cè)量。2.維度:多用電表改裝如圖所示為某實(shí)驗(yàn)小組制作的簡(jiǎn)易多用電表,該多用電表有量程分別為0~1.0mA和0~10.0mA的雙量程電流表、量程為0~3V和0~15V的雙量程電壓表和歐姆表。器材參數(shù)如下:電源電動(dòng)勢(shì)E約3V,內(nèi)阻r約1Ω,改裝后量程為0~1.0mA的電流表等效內(nèi)阻為Rg=80Ω,電阻箱R3和R6的最大阻值均為99999.9Ω。(1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖正確連接好電路,其中表筆A應(yīng)為_(kāi)_______(選填“紅”或“黑”)表筆。

(2)選擇旋鈕接通________(選填“1”“2”“3”“4”或“5”)為量程是0~3V的電壓表。

(3)選擇旋鈕接通3,表筆A、B短接,調(diào)整電阻箱R3的阻值,記錄不同阻值R3和對(duì)應(yīng)毫安表的示數(shù)I,當(dāng)R3為2868.5Ω時(shí),毫安表示數(shù)為1.00mA;當(dāng)R3為5818.5Ω時(shí),毫安表示數(shù)為0.50mA,根據(jù)上述數(shù)據(jù)可得電源電動(dòng)勢(shì)E=____________V,內(nèi)阻r=____________Ω。(均保留3位有效數(shù)字)

(4)將選擇旋鈕接通3,將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R3的阻值,使電流表達(dá)到滿(mǎn)偏,然后紅、黑表筆分別接通R6的兩端,指針指在表盤(pán)中央刻度,則此時(shí)R6=__________Ω。

考向二電阻的測(cè)量【真題研磨】【典例】(2022·全國(guó)乙卷)一同學(xué)探究阻值約為550Ω的待測(cè)電阻Rx在0~5mA范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑挠?電壓表(量程為3V,內(nèi)阻很大),電流表(量程為1mA,內(nèi)阻為300Ω),電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ),定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)要求通過(guò)Rx的電流可在0~5mA范圍①內(nèi)連續(xù)可調(diào),將圖(a)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),圖(a)中的R應(yīng)選②最大阻值為_(kāi)_______(選填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動(dòng)變阻器,R0應(yīng)選阻值為_(kāi)_________(選填“75Ω”或“150Ω”)(3)測(cè)量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線(xiàn)。若在某次測(cè)量中,電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示,則此時(shí)Rx兩端的電壓為_(kāi)_________V,流過(guò)Rx的電流③為_(kāi)___________mA,此組數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為_(kāi)_______Ω(保留3【審題思維】題眼直擊信息轉(zhuǎn)化①需要改裝電流表,擴(kuò)大量程②分壓式:滑動(dòng)變阻器小的調(diào)節(jié)靈敏③電流表讀數(shù)乘改裝擴(kuò)大的倍數(shù)【模型轉(zhuǎn)化】分壓式電路【失分警示】流過(guò)Rx的讀數(shù)為改裝后的電表的總電流。【答題要素】電阻的測(cè)量技巧【多維演練】1.維度:伏安法測(cè)電阻某無(wú)線(xiàn)電興趣小組為了研究某種電子元件的特性,用如題圖所示電路測(cè)定該電子元件的伏安特性曲線(xiàn)。所用實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電子元件;直流電源:電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻不計(jì);滑動(dòng)變阻器:阻值0~20Ω;電壓表V:量程0~2V,內(nèi)阻約15kΩ;電流表A:量程0~0.2A,內(nèi)阻約0.5Ω;開(kāi)關(guān),導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)已知選取的各元器件均無(wú)故障,但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表與電流表的示數(shù)都不能調(diào)到零,分析其原因是________________點(diǎn)至____________點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有連接好。(填圖甲中標(biāo)注的數(shù)字)

(2)重新正確連接后,某同學(xué)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:U(V)0.800.860.910.940.971.001.011.021.041.05I(mA)1030507090110130139169189題圖乙已描出上述數(shù)據(jù),根據(jù)正確的數(shù)據(jù)處理方法,可求出電壓U=1.03V時(shí),被測(cè)電子元件的電阻值為_(kāi)_________Ω(保留兩位有效數(shù)字);該電阻值比真實(shí)值__________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(3)若將該電子元件接到電動(dòng)勢(shì)為1.1V、內(nèi)阻為1.0Ω的直流電源兩端,則該電子元件的電功率為_(kāi)___________W(保留兩位有效數(shù)字)。

2.維度:半偏法測(cè)電流表電阻利用半偏法來(lái)測(cè)量電流表A內(nèi)電阻的電路如圖1所示。電路接好之后滑動(dòng)變阻器調(diào)至最大值,兩個(gè)開(kāi)關(guān)K和K1都斷開(kāi)。(1)閉合開(kāi)關(guān)K,逐漸減小滑動(dòng)變阻器阻值,同時(shí)觀察電流表的指針擺動(dòng)情況,當(dāng)電流表指針滿(mǎn)偏時(shí),不再調(diào)整滑動(dòng)變阻器觸頭;(2)閉合開(kāi)關(guān)K1,然后調(diào)整電阻箱的阻值,同時(shí)觀察電流表的指針擺動(dòng)情況,直到電流表指針____________,如果此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為R0,則電流表電阻的測(cè)量值為_(kāi)___________。由于系統(tǒng)誤差的影響,使得電流表內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比________________(選填“偏大”或“偏小”);

(3)為了消除(2)中的系統(tǒng)誤差造成的影響,讓測(cè)量更精確一些,可改用如圖2所示的電路測(cè)量電流表A的電阻,當(dāng)電阻箱的讀數(shù)為R1時(shí),電流表A和A1讀數(shù)分別為I和I1,則這種情況下電流表電阻的測(cè)量值為_(kāi)_____________。

考向三電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量【真題研磨】【典例】(2022·湖北選擇考)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后,為測(cè)量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。(1)該小組用螺旋測(cè)微器①測(cè)量該圓柱形電阻的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為_(kāi)_________mm。再用游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度L。(2)該小組用如圖乙所示的電路測(cè)量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω,定值電阻R0的阻值為20.0Ω,電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1,閉合S1,多次改變電阻箱R的阻值,記下電流表的對(duì)應(yīng)讀數(shù)I,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表。R/ΩI/A1I/A5.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中繪制出1I-R圖像②。再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得Rx=________Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達(dá)式ρ=________得到該材料的電阻率(用D、L、R(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的1I-R圖像,還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,(4)持續(xù)使用后,電源電動(dòng)勢(shì)降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測(cè)得電路的電流,仍根據(jù)原來(lái)描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測(cè)量值會(huì)________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

【審題思維】題眼直擊信息轉(zhuǎn)化①可動(dòng)刻度轉(zhuǎn)一圈,測(cè)微螺桿前進(jìn)0.5mm②根據(jù)閉合電路歐姆定律找關(guān)系③圖像斜率、截距的意義【失分警示】游標(biāo)卡尺讀數(shù):小數(shù)點(diǎn)后三位?！敬痤}要素】電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量的技巧【多維演練】1.維度:伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了“測(cè)定新型電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材如下:兩節(jié)相同的待測(cè)電池(每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為1Ω)電流表A(0~30mA,內(nèi)阻為49Ω)電壓表V(0~3V,內(nèi)阻約為2kΩ)滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω)定值電阻R2=1Ω開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干(1)選擇合適的器材,在下面方框中畫(huà)出電路圖并標(biāo)明所選用器材的符號(hào)。(2)改變滑動(dòng)變阻器阻值得到多組電壓表和電流表的值,作出U-I圖像,圖像的縱截距為2.92V,斜率為-150,由此可以得到一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過(guò)程中,電源的輸出功率將________,電源工作的效率將______。(均填選項(xiàng)序號(hào))

A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小 D.先減小后增大2.維度:伏阻法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻某同學(xué)在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中,使用了以下器材:干電池1節(jié)(帶電池盒)、電壓表1只(量程0~3V、15V)、電阻箱(可調(diào)范圍0~9999.9Ω)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)請(qǐng)你根據(jù)他選擇的器材在線(xiàn)框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)某次電壓表的示數(shù)如圖甲所示,則電壓為_(kāi)_______V。

(3)按照正確的操作獲取相應(yīng)的電壓U和電阻R數(shù)據(jù),并將電壓與電阻的比值作為電流I,作出如圖乙所示的U-I圖像。根據(jù)圖像測(cè)得干電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___________V,內(nèi)阻為_(kāi)___________Ω。(保留3位有效數(shù)字)

(4)若他不用電壓表,在其他器材不變的情況使用電流表(量程0.6A、3A),獲得正確的數(shù)據(jù),則測(cè)得電動(dòng)勢(shì)____________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。

考向四創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)【真題研磨】【典例】(2022·廣東選擇考)彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件,某同學(xué)測(cè)量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)裝置安裝和電路連接:如圖(a)所示,導(dǎo)電繩的一端固定,另一端作為拉伸端,兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線(xiàn)接入如圖(b)所示的電路中。(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L及其電阻Rx的測(cè)量:①將導(dǎo)電繩拉伸后,用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離,即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L。②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)R,使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和I1。③閉合S2①,電壓表的示數(shù)__________(選填“變大”或“變小”)。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U②,記錄電流表的示數(shù)I2,則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻Rx③=__________(用I1、④斷開(kāi)S1,增大導(dǎo)電繩拉伸量,測(cè)量并記錄A、B間的距離,重復(fù)步驟②和③。(3)該電壓表內(nèi)阻對(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值__________(選填“有”或“無(wú)”)影響。

(4)圖(c)是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的Rx-L圖線(xiàn)。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂上,當(dāng)機(jī)械臂彎曲后,測(cè)得導(dǎo)電繩的電阻Rx為1.33kΩ,則由圖線(xiàn)可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為_(kāi)_________cm,即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。

【審題思維】題眼直擊信息轉(zhuǎn)化①并聯(lián)電阻,阻值變小②U不變,流過(guò)電壓表和定值電阻的總電流不變③找到流過(guò)Rx的電流,閉合S2總電流的增量ΔI【模型轉(zhuǎn)化】Uab電壓不變,閉合S,流過(guò)R2的電流即電流表增加量。【失分警示】閉合前后電流表的差值即為導(dǎo)電繩的準(zhǔn)確電流,無(wú)誤差。【答題要素】1.創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)模型2.創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法【多維演練】1.維度:測(cè)電阻應(yīng)用創(chuàng)新在防范新冠肺炎疫情過(guò)程中,體溫計(jì)發(fā)揮了重要作用。某校中學(xué)生助手實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材,將熱敏電阻作為測(cè)溫探頭,制作了電路圖如圖甲的簡(jiǎn)易金屬測(cè)溫計(jì)。(1)由于定值電阻R0的具體電阻值未知,實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)采用如圖乙所示的電路(圖甲和圖乙中的電壓表為同一電壓表,量程為0~3V,電壓表內(nèi)阻未知,表盤(pán)刻度如圖丙所示),用伏安法測(cè)出R0的測(cè)量值為30Ω,該測(cè)量值與真實(shí)值相比____________(選填“偏大”“偏小”或“相等”);

(2)圖甲中的電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì),圖中的RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖像如圖丁所示。則制作的簡(jiǎn)易溫度計(jì)40℃應(yīng)該標(biāo)在圖丙電壓表刻度盤(pán)上____________V的位置上;

(3)分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,在僅考慮系統(tǒng)誤差的情況下,用該測(cè)溫計(jì)所測(cè)得的體溫值與實(shí)際體溫值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

2.維度:傳感器應(yīng)用力敏電阻是一種能將機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊元件,其電阻值可隨外加壓力大小而改變。某同學(xué)為研究一個(gè)力敏電阻Rx(阻值變化范圍為幾歐姆到幾十歐姆)的特性。設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,所用電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻忽略不計(jì),滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍為0~20Ω。除圖甲中的器材外,還有其他器材可供選擇:電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻r1=1.5Ω)電流表A2(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為2Ω)電壓表V(量程為0~15V,內(nèi)阻約為20kΩ)(1)為使測(cè)量更準(zhǔn)確,圖甲中P處選用電表為_(kāi)_________,Q處選用電表為_(kāi)___________(均填選用電表的符號(hào));

(2)閉合開(kāi)關(guān)S,多次改變對(duì)力敏電阻的壓力F,記錄下電表讀數(shù),得到Rx不同的值,描繪出Rx-F圖像如圖乙所示,由圖像可得Rx與F的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式為Rx=__________;

(3)該同學(xué)用力敏電阻和所提供的器材,把電流表A1改成一個(gè)壓力表(即在電流表A1表盤(pán)的對(duì)應(yīng)刻度位置處標(biāo)上壓力大小),請(qǐng)?jiān)趫D丙虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出設(shè)計(jì)電路圖;(4)若將電流表A1表盤(pán)的0.15A刻度處標(biāo)為壓力表的0刻度,則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)調(diào)為_(kāi)_________Ω,該壓力表能測(cè)量壓力的最大值是____________N。

考向五光學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)【真題研磨】【典例】(2021·浙江6月選考)如圖所示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:(1)觀察到較模糊的干涉條紋,要使條紋變得清晰①,值得嘗試的是________(單選)。A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行(2)要增大觀察到的條紋間距②,正確的做法是______(單選)。A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測(cè)量頭間的距離【審題思維】題眼直擊信息轉(zhuǎn)化①經(jīng)過(guò)單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經(jīng)過(guò)雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現(xiàn)象②雙縫干涉條紋間隔公式Δx=Lλ【模型轉(zhuǎn)化】【答題要素】1.光學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)模型2.光學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)【多維演練】1.維度:測(cè)定玻璃折射率某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫(huà)好了部分圖線(xiàn),如圖甲所示,并在入射光線(xiàn)AO上插上大頭針P1、P2,現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線(xiàn)上插上P3和P4大頭針,便能確定光在玻璃磚中的折射光線(xiàn)。(1)確定P3位置的方法正確的是____________;

A.透過(guò)玻璃磚,P3擋住P2的像B.先插上P4大頭針,在靠近玻璃磚一側(cè)P3擋住P4的位置C.透過(guò)玻璃磚觀察,使P3擋住P1、P2的像(2)請(qǐng)作出光線(xiàn)在玻璃磚中和出射后光線(xiàn)的光路圖,并畫(huà)出玻璃磚中光線(xiàn)的折射角θ2;(3)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量作出sinθ1-sinθ2的圖像如圖乙,玻璃磚的折射率為_(kāi)___________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí),被旁邊同學(xué)碰了一下,不小心把P4位置畫(huà)得偏左了一些,則測(cè)出來(lái)的折射率____________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)該同學(xué)突發(fā)奇想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來(lái)做實(shí)驗(yàn),兩者的AC面是平行放置的,插針P1、P2的連線(xiàn)垂直于AB面,若操作無(wú)誤,則在圖丙中右邊的插針應(yīng)該是____________。

A.P3P6B.P3P8C.P5P6D.P7P82.維度:雙縫干涉實(shí)驗(yàn)寒假期間小明利用圖甲所示生活中的物品,測(cè)量了某型號(hào)刀片的厚度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)點(diǎn)燃蠟燭,用燭焰把玻璃片的一面熏黑;(2)并齊捏緊兩片刀片,在玻璃片的熏黑面劃出兩條平直劃痕;(3)如圖乙所示,將激光光源和玻璃片固定在桌上,并將作為光屏的白紙固定在距離足夠遠(yuǎn)的墻上。(4)打開(kāi)激光光源,調(diào)整光源的高度并使激光沿水平方向射出,恰好能垂直入射在兩劃痕上。(5)觀察白紙上的干涉條紋如圖丙所示。用刻度尺測(cè)出a、b兩點(diǎn)間的距離為_(kāi)___________cm,則兩相鄰暗條紋中心之間的距離Δx=____________cm。

(6)測(cè)量玻璃片到光屏的距離L=3.00m,已知該紅色激光的波長(zhǎng)λ=700nm,利用公式求出雙劃痕間距d=__________mm,即為刀片厚度(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

1.(安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻)某同學(xué)把銅片和鋅片相隔約2cm插入一個(gè)桔子中,就制成了一個(gè)水果電池。銅片是電池的正極,鋅片是負(fù)極。該同學(xué)想測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,他所用到的器材有水果電池、電阻箱、電流表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)請(qǐng)根據(jù)題干中的器材在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),用電流表和電阻箱測(cè)出多組電流I和電阻值R,若要通過(guò)圖像測(cè)得這個(gè)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,可以選用圖像為_(kāi)___________A.R-IB.R-1IC.I-(3)若用該實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值____________真實(shí)值,內(nèi)阻的測(cè)量值__________真實(shí)值(均選填“大于”“等于”“小于”)。

(4)該同學(xué)在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備收拾器材的時(shí)候,忽然想起測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)時(shí),可以將指針式電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)直接接到干電池的正負(fù)極,因此該同學(xué)也將這種指針式電壓表直接接到了桔子電池的正負(fù)極,但是測(cè)得的數(shù)值與用圖像測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值差距很大。設(shè)直接用指針式電壓表測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)用E2表示,該同學(xué)用圖像法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)用E1表示,請(qǐng)分析說(shuō)明這兩個(gè)值哪一個(gè)更大。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.(多用電表原理)某同學(xué)根據(jù)圖甲所示的歐姆表原理圖,利用微安表(滿(mǎn)偏電流為300μA、內(nèi)阻為100Ω)、滑動(dòng)變阻器R(最大值為10kΩ)和一節(jié)干電池,將微安表改裝成歐姆表。(1)將兩表筆短接,調(diào)節(jié)R使微安表指針指在“________μA”處;

(2)當(dāng)兩表筆之間接入阻值為2.4kΩ的定值電阻時(shí),微安表指針指在如圖乙所示位置,則其讀數(shù)為_(kāi)_________μA,電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V,歐姆表的內(nèi)阻為_(kāi)_______kΩ;

(3)將微安表上的μA處標(biāo)明“Ω”,“300”位置處標(biāo)明“0”,“100”位置處標(biāo)明“____________”,并在其他位置標(biāo)明相應(yīng)的電阻刻度值,這樣就把微安表改裝成了歐姆表;

(4)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后,電池的電動(dòng)勢(shì)降低,內(nèi)阻增大,則重新歐姆調(diào)零之后,測(cè)得的電阻阻值將____________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。

3.(雙安法測(cè)電阻)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)器材如下:A.電源(電動(dòng)勢(shì)約為12V,內(nèi)阻不計(jì))B.待測(cè)電阻RxC.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為10Ω)D.電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約為2Ω)E.電阻箱R(阻值范圍0~999.9Ω)F.保護(hù)電阻R0=10Ω;G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。設(shè)計(jì)電路,并按照如下操作步驟進(jìn)行測(cè)量。(1)按照如圖1所示的電路圖組裝實(shí)驗(yàn)儀器,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將電流表____________(填寫(xiě)字母序號(hào))安裝在②位置,另一個(gè)電流表則安裝在①位置。

(2)將R調(diào)整為適當(dāng)阻值,閉合開(kāi)關(guān)S,記錄兩個(gè)電流表的讀數(shù)I1、I2及R的阻值。(3)調(diào)節(jié)電阻箱,改變R的阻值,測(cè)量并記錄多組數(shù)據(jù)。(4)利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到如圖2所示的圖線(xiàn)。(5)由圖像可知,該一次函數(shù)圖像斜率為k、縱軸截距為b,則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)___________,電流表①的內(nèi)阻為_(kāi)___________(以上兩空用題中所給符號(hào)表示),待測(cè)電阻測(cè)量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。

4.(伏安法測(cè)電阻)某物理學(xué)習(xí)小組為了探究小燈泡L(3.8V,0.7A)的伏安特性曲線(xiàn),同時(shí)再測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如甲所示的電路圖。(1)為了完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?該物理學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下的實(shí)驗(yàn)操作:第①步:按照電路圖甲正確連接好電路,將開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2____________(選填“閉合”或“斷開(kāi)”),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,測(cè)量并記錄電壓表和電流表數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有如下兩組數(shù)據(jù):

第一組:電流表I=0.20A,電壓表U1=0.65V,電壓表U2=4.3V第二組:電流表I'=0.40A,電壓表U1'=1.50V,電壓表U2'=4.1V利用以上數(shù)據(jù)可以求出電源電動(dòng)勢(shì)E=____________V,電源內(nèi)阻r=__________Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

第②步:將滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)到____________(選填“最右邊”“中間”或“最左邊”),再閉合開(kāi)關(guān)____________,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,測(cè)量并記錄多組電壓表和電流表數(shù)據(jù)。利用以上測(cè)量數(shù)據(jù)描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),如圖乙所示。

(2)現(xiàn)在將六盞完全相同的燈泡L(3.8V,0.7A)并聯(lián)后直接接在題中電源的兩端,則該電路中每盞小燈泡的功率P燈=________W。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

板塊二電學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)考向一電表的改裝及使用【真題研磨】【典例】【解析】(1)由圖可知當(dāng)S接A時(shí),R1和R2串聯(lián)接入電路,再和電流表并聯(lián),滿(mǎn)偏時(shí)電流表兩端的電壓為Um=Imr=250×10-6×1.2×103V=0.3V,此時(shí)通過(guò)R1和R2的電流為I=UmR1+R2=0.340+360A=0.75×10-3A=0.75mA,所以總電流為I總(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B端時(shí),由圖可知R1和電流表串聯(lián)再和R2并聯(lián),由于和電流表并聯(lián)的電阻變小,當(dāng)電流表滿(mǎn)偏時(shí),流過(guò)R2的電流變大,干路電流變大,即量程變大。(3)圖甲是電流表的外接法,誤差是電壓表的分流引起的;圖乙是電流表的內(nèi)接法,誤差是電流表的分壓引起的,因?yàn)轭}目中電壓表電阻未知,故采用圖乙的方法可以修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。答案:(1)1(2)大(3)乙【多維演練】1.【解析】(1)如圖甲,利用多用電表直流電壓擋測(cè)小燈泡兩端的電壓,進(jìn)表電流方向應(yīng)“紅進(jìn)黑出”,故A錯(cuò)誤;如圖乙,利用多用電表直流電流擋測(cè)通過(guò)小燈泡的電流,表與燈泡串聯(lián)且滿(mǎn)足進(jìn)表電流方向“紅進(jìn)黑出”,故B正確;如圖丙,利用多用電表直流電壓擋粗測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì),表與電源并聯(lián)且滿(mǎn)足進(jìn)表電流方向“紅進(jìn)黑出”,故C正確;利用多用電表歐姆擋測(cè)電源的電阻,必須把表與外部電源斷開(kāi),顯然D錯(cuò)誤。(2)②根據(jù)多用電表測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)要求可知選擋之后要進(jìn)行歐姆調(diào)零,即需要將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆刻度最右端的零刻度線(xiàn)處;⑤選擇“×100”倍率時(shí),由圖戊可知,指針位于a位置,指針偏轉(zhuǎn)角度較大,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)盡可能使指針指在刻度盤(pán)中間附近,所以需要把選擇開(kāi)關(guān)撥至較大的倍率“×1k”擋;⑦最終指針指在圖戊中b位置,則讀數(shù)為R=10×1kΩ=10kΩ答案:(1)B、C(2)②將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆刻度最右端的零刻度線(xiàn)處⑤×1k⑦102.【解析】(1)根據(jù)歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知,黑表筆連接歐姆表內(nèi)部電源的正極,即表筆A為黑表筆;(2)選擇開(kāi)關(guān)接通4或5為電壓表,根據(jù)電壓表的改裝原理可知4的量程小于5,則選擇旋鈕接通4為量程是0~3V的電壓表;(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I=E代入數(shù)據(jù)解得E=2.95Vr=1.50Ω(4)中值電阻為電流滿(mǎn)偏一半時(shí)外接電阻,則R6=E解得R6=2950Ω答案:(1)黑(2)4(3)2.951.50(4)2950考向二電阻的測(cè)量【真題研磨】【典例】【解析】(1)電流表內(nèi)阻已知,電流表與R0并聯(lián)擴(kuò)大電流表量程,進(jìn)而準(zhǔn)確測(cè)量通過(guò)Rx的電流;電壓表單獨(dú)測(cè)量Rx的電壓;滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,電表從0開(kāi)始測(cè)量,滿(mǎn)足題中通過(guò)Rx的電流從0~5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),故實(shí)驗(yàn)電路的原理圖如圖所示。(2)為方便電路的調(diào)節(jié),測(cè)量效率高、實(shí)驗(yàn)誤差小,電路中R應(yīng)選最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器;電流表的量程為1mA,通過(guò)Rx的電流最大為5mA,需要將電流表量程擴(kuò)大為原來(lái)的5倍,根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)律示意圖,可知4mA1mA=300ΩR0,解得R(3)電壓表每小格表示0.1V,估讀一位,即U=2.30V;電流表每小格表示0.02mA,本位估讀,即0.84mA,電流表量程擴(kuò)大5倍,所以通過(guò)Rx的電流為I=5×0.84mA=4.20mA;根據(jù)歐姆定律可知Rx=UI=2.答案:(1)見(jiàn)解析圖(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548【多維演練】1.【解析】(1)閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表與電流表的示數(shù)都不能調(diào)到零,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的分壓接法沒(méi)有連接成功,變成了限流接法,即3點(diǎn)至4點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有連接好;(2)由圖乙可知,電壓U=1.03V時(shí),電流I=0.154A,所以被測(cè)電子元件的電阻值為R=UI=6.7Ω;由于電流表外接,則電流表示數(shù)偏大,所以測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏小(3)由公式U=E-Ir可得直流電源輸出電流表達(dá)式為I=Er-1作出直流電源的I-U圖線(xiàn),如圖所示:與被測(cè)電子元件的I-U圖線(xiàn)相交,可得交點(diǎn)處I=0.04AU=0.88V則該電子元件的電功率為P=UI=0.035W答案:(1)34(2)6.7(6.6~6.9均可)偏小(3)0.0352.【解析】(2)利用半偏法測(cè)電阻,要求K1閉合之前電流表滿(mǎn)偏,要求K1閉合之后調(diào)整電阻箱阻值,使電流表半偏,不考慮總電流的變化,此時(shí)電流表上的電流和電阻箱上電流相等,都等于總電流一半,則電流表內(nèi)阻等于電阻箱電阻,因此電流表電阻的測(cè)量值為R0。由于閉合K1之后總電流稍有增大,電流表半偏時(shí)的電流小于總電流的一半,所以電阻箱電阻稍小于電流表內(nèi)阻,所以測(cè)量結(jié)果偏小。(3)對(duì)于改進(jìn)后的電路,由并聯(lián)電路規(guī)律知I1-II=RAR1,答案:(2)見(jiàn)解析(3)I1-考向三電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量【真題研磨】【典例】【解析】(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑D,其讀數(shù)為3.5mm+0.01mm×20.0=3.700mm。(2)由電路可知,當(dāng)將S2置于位置1,閉合S1時(shí)E=I(RA+R0+r+R),即1I=1ER+RA+R0+rE,由圖像可知1E=4.9-2.035V-1,解得E=12V,RA+R0+rE=2A-1,解得r=3.0Ω,再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A,則E=I'(r+R0+RA+(3)由(2)可知E=12V,r=3.0Ω。(4)持續(xù)使用后,電源電動(dòng)勢(shì)降低,內(nèi)阻變大,由1I=1E×R+RA+R0+答案:(1)3.700(2)6.0π(3)123.0(4)偏大【多維演練】1.【解析】(1)若將電流表直接串聯(lián)在電路中使用,則通過(guò)電流表的電流最小值約為Imin=2E顯然電流表的量程不滿(mǎn)足要求,需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)大量程改裝,則將其與定值電阻R2并聯(lián),改裝后電流表的量程為I'A=IA+IARA內(nèi)阻為R'A=R2RA由于電流表內(nèi)阻已經(jīng)求得,所以電流表采用外接法以減小系統(tǒng)誤差,電路圖如圖所示。(2)U-I圖像的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),則一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)為E=2.根據(jù)前面分析可知,電流表讀數(shù)的50倍為通過(guò)電源的實(shí)際電流,且電流表采用外接法,所以U-I圖像斜率的絕對(duì)值的150表示電源的內(nèi)阻和改裝后電流表的內(nèi)阻之和,r=12(15050Ω-R'A)=1(3)設(shè)電路的外電阻為R,電源電動(dòng)勢(shì)為E',內(nèi)阻為r',則電源的輸出功率為P=I2R=E'2根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)R=r'時(shí),P最大;當(dāng)R>r'時(shí),P隨R的減小而增大;當(dāng)R<r'時(shí),P隨R的減小而減小,根據(jù)前面分析可知當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過(guò)程中,外電阻開(kāi)始時(shí)大于內(nèi)阻后減小到小于內(nèi)阻,電源的輸出功率先增大后減小,故選C。電源工作的效率為η=UIEI×100%=RR+當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過(guò)程中,R始終減小,電源工作的效率一直減小,故選B。答案:(1)(2)1.461.01(3)CB2.【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中無(wú)電流表,可以用電壓表與電阻箱測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,待測(cè)電源、開(kāi)關(guān)、電阻箱組成串聯(lián)電路,電壓表測(cè)路端電壓,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示(2)一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,所以量程選擇3V,分度值為0.1V,則電壓表讀數(shù)為1.30V;(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir可得U-I圖像縱軸截距為電動(dòng)勢(shì),延長(zhǎng)圖線(xiàn)如圖電動(dòng)勢(shì)為E=1.44V斜率的絕對(duì)值為內(nèi)阻r=1.(4)若他不用電壓表,在其他器材不變的情況使用電流表(量程0.6A、3A),獲得正確的數(shù)據(jù),電流與電阻箱阻值的乘積為路端電壓,沒(méi)有電壓表的分流,所以測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)等于真實(shí)值。答案:(1)(2)1.30(3)1.441.80(4)等于考向四創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)【真題研磨】【典例】【解析】(2)③閉合S2后,并聯(lián)部分的電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律,電壓表的示數(shù)變小。加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U,流過(guò)導(dǎo)電繩的電流為I2-I1,因此導(dǎo)電繩的電阻Rx=UI(3)在閉合S2之前,電流表I1的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流,閉合S2之后,加在電壓表兩端的電壓保持不變,因此流過(guò)電壓表和定值電阻的總電流仍為I1,故流過(guò)導(dǎo)電繩的電流是I2-I1,與電壓表內(nèi)阻無(wú)關(guān),電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。(4)由圖(c)可知,導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為51.80cm。答案:(2)③變小UI2-I1(3)【多維演練】1.【解析】(1)根據(jù)歐姆定律R0=UI,由題圖乙電路可知電流表外接,電流的測(cè)量值偏大,R0的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏小,相當(dāng)于R0的測(cè)量值為電壓表內(nèi)阻和R0并聯(lián)后的電阻值,即測(cè)量值的表達(dá)式為R0R(2)由題圖丁可知,當(dāng)40℃時(shí)熱敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值為70Ω,由題圖甲電路串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得U=R0R0+(3)由于在測(cè)量R0時(shí)和測(cè)溫電路均采用同一電壓表,把電壓表和R0看成一個(gè)整體,其并聯(lián)后的電阻R0RVR答案:(1)偏小(2)1.80(1.8也可得分)(3)相等2.【解析】(1)由于電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,電壓表量程為0~15V太大,故應(yīng)選用內(nèi)阻已知的電流表A1作為電壓表并聯(lián)在力敏電阻Rx兩端,用電流表A2測(cè)干路電流,可知P處選用電流表A2,Q處選用電流表A1;(2)由圖像可得縱軸截距為b=18Ω,圖像斜率為k=10-故Rx與F的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式為Rx=-2F+18(3)將電流表A1與力敏電阻Rx串聯(lián),根據(jù)閉合電路歐姆定律可以得到電流I與Rx的關(guān)系,從而得到電流I與壓力F的關(guān)系,將電流表A1改成一個(gè)壓力表,電路圖如圖所示(4)若將電流表A1表盤(pán)的0.15A刻度處標(biāo)為壓力表的0刻度,壓力為0時(shí)對(duì)應(yīng)的力敏電阻Rx=18Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I=E解得R滑=EI-Rx-r1=3當(dāng)電流表A1示數(shù)最大時(shí),力敏電阻器R'x最小,壓力F最大,則有Im=E解得R'x=EIm-R滑-r1=又R'x=-2F+18可得對(duì)應(yīng)的壓力為F=7.5N該壓力表能測(cè)量壓力的最大值是7.5N答案:(1)A2A1(2)-2F+18(3)(4)0.57.5考向五光學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)【真題研磨】【典例】【解析】(1)為了將模糊的條紋變清晰,旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭只能調(diào)節(jié)分劃板的刻度線(xiàn)與干涉條紋是否平行,不能調(diào)節(jié)清晰程度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大單縫與雙縫之間的距離既不能調(diào)節(jié)干涉條紋間隔,也不能調(diào)節(jié)清晰程度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行,使得經(jīng)過(guò)單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經(jīng)過(guò)雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現(xiàn)象,選項(xiàng)C正確。(2)根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式Δx=Lλd可知,增加雙縫到屏幕(測(cè)量頭)的距離L、光的波長(zhǎng)λ,減小雙縫寬度d都可以增加條紋間距,由此可知選項(xiàng)D正確;增加或減小單縫與雙縫間的距離、單縫與光源間的距離,并不能觀察到條紋間距的變化,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;增加透鏡與單縫間的距離也不能改變觀察到的條紋間距,選項(xiàng)C答案:(1)C(2)D【多維演練】1.【解析】(1)確定P3位