高考物理 高频实验模拟新题精选训练18 电学创新实验.docx
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高考物理高频实验模拟新题精选训练18电学创新实验
2013高考高频实验模拟新题精选训练18电学创新实验
1.(6分)(2013上海市虹口区期末)如图(a)所示,为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向相同。
(1)试结合图(a)简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场变化的特点:
___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学想利用磁敏电阻图(a)所示特性曲线测试某长直导线产生的磁场,设计电路如图(b)所示,磁敏电阻与电键、电源和灵敏电流表连接,长直导线与图示电路共面并通以图示电流,请指出本实验装置的错误之处_______________________________________。
若装置调整正确后再进行测量,电路中所用干电池的电动
势为1.5V,不计电池、电流表的内阻,试写出磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B从0.4T至1.2T的变化过程中,通过磁敏电阻的电流强度IA随磁感应强度B变化的关系式:
______________________。
(6分)答案:
(1)磁感应强度B在0~0.2T,磁敏电阻随磁场非线性增大,0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场线性增大(2分)
(2)磁敏电阻的轴向方向与磁场方向不相同(2分)
2.(6分)(2013上海市静安区期末)如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值,已知图线的斜率为k。
若用该电阻与电池(电动势为E、内阻为r)、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起来,连接成如图乙所示的电路。
用该电阻做测温探头,把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
(1)根据图甲,温度为t(t>0℃)时电阻R的大小为___________________。
(2)在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系。
请用E、R0、R′(滑动变阻器接入电路的阻值)、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=____________________________。
(3)如果某次测量时,指针正好指在温度刻度的10℃到20℃的正中央,则测量值________15℃(填“大于”、“小于”或“等于”)。
3.(2013上海市黄浦区期末如图(a)所
示为某同学设计的电子秤原理图,其中E是电动势为3V的电源(内阻不计),A是电流表(
在设计中计划被改成电子秤的示数表盘),
R0是阻值为5Ω定值电阻,R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。
c是一根金属弹簧(电阻不计),其压缩量ΔL与所受压力F之间的关系如图(b)所示,c顶端连接有一个塑料盘。
制作时调整弹簧的位置,使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。
(计算中g取10m/s2)
(1)当电流表示数为0.3A时,所称重物的质量为____________;
(2)该设计中使用的电流表的量程最小为__________,该电子秤的称量范围为____________;
(3)将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点?
(请至少写出两个)
4.(2013浙江省杭州市一模)某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化。
这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“
压阻效应”。
现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:
A.电源E(3V,内阻约为1Ω)
B.电流表A1(0.6A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6A,内阻r2约为1Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确测量电阻Rx,请完成虚线框内电路图的设计。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1读数为I1,A2读数为I2,得Rx=(用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值。
然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值。
最后绘成图像如图所示。
除观察到电阻Rx的阻值随压力F增大而均匀减小外,还可得到的结论是。
当F竖直向下时可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=。
5.(8分)(2013上海市闸北区期末)如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。
所用器材已在图中给出,其中D为
位于纸面内的U形金属框,其底边水平,长度为L,两侧边竖直且等长
;直流电源电动势为E,内阻为r;R为电阻箱;S为开关。
此外还有细沙、天平和若干轻质导线。
已知重力加速度为g。
先将开关S断开,在托盘内加放适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙质量m1。
闭合开关S,将电阻箱阻值调节至R1=r,在托盘内重新加入细沙,使D重新处于平衡状态,用天平称出此时细沙的质量为m2且m2>m1。
(1)磁感应强度B大小为___
________,方向垂直纸
面____________(选填“向里”或“向外”);
(2)将电阻箱阻值调节至R2=2r,则U形金属框D_________(选填“向下”或“向上”)加速,加速度大小为___________。
6.(8分)(2013上海市徐汇区期末)“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验,如图1所示:
(1)某同学改
变磁铁释放时的高度,作出E-△t图象寻求规律,得到如图2所示的图线。
由此他得出结论:
磁通量变化的时间△t越短,感应电动势E越大,即E与△t成反比。
①实验过程是________的(填写“正确”“不正确”);
②实验结论:
__________________________________________(
判断是否正确并说明理由)。
(2)对实验数据的处理可以采用不同的方法
①如果横坐标取_____________,就可获得如图3所示的图线;
②若在①基础上仅增加线圈的匝数,则实验图线的斜率将__________(填“不变”“增大”或“减小”)。
7.(2013年1月山西晋中市质检)市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇,某物理研究性学习小组想测量电风扇正常运行时的机械功率,于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U,但其他字迹不清楚。
该小组成员取出电池,并从电风扇连接的电池的正、负两极各接出一条引线,提供的器材
有电流表、电压表、滑动变阻器(阻值较小),备用电池若干节,开关、若干导线、固定电池的电池盒。
(1)测量时,选择的电路图比较合理的是图(填写“甲”或“乙”)
(2)该小组进行了如下实验步骤,请补写步骤③的实验操作过程。
①按事先设计的电路连接各元件,并将滑动变阻器的滑动片移动到最左端。
②合上开关,将滑动片从最左端开始缓慢向右移动,使电压表和电流表都有明显的示数,但电风扇并未转动,读出电压表和电流表的示数分别为U0、I0
。
③。
④用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P输出=。
(3)该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量,用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图丙所示。
若他们将甲、乙两个电风扇串
联接在6V的恒定电源两端,则甲的实际功率为W,乙的实际功率为W。
对应的两个电风扇的电压分别为2V和4V,甲的实际功率为P甲=U甲I=2×0.7W=1.4W,乙的实际功率为P乙=U乙I=4×0.7W=2.8W。
8.(12分)(2013山东省名校期末检测)课外活动小组的同学设计了一个实验方案,用来测算缠绕螺线管的金属丝长度。
已知缠绕螺线管的金属丝电阻较小,经查阅资料得知该金属丝的电阻率为ρ=1.7×10-8Ω·m。
他们选用了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等器材。
(1)他们使用多用电表粗测螺线管金属丝的电阻,操作分以下
三个步骤,请填写第②步
操作。
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“—”插孔;
选择电阻档“×1”
②
③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用
电表的实数如图表示。
从图中可知金属丝的电阻R=Ω。
(2)根据多用电表实数,为了减少电阻测量的实验误差,某同学将实验器材连接成下图所示的电路,要求实验中电压表的实数能够从零开始变化,闭合开关前,请你检查实验电路,在错误的连线上画“×”,并改正至正确位置。
根据你改正的电路,在方框中画出电路的原理图。
(3)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数
如右图所示,金属丝的直径为mm
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕
制这个螺丝管所用金属丝的长度约为m
(结果保留两位有效数字)
9.(2013年浙江五校联考)某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10V、额定功率在12W~15W之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。
实验室有下列器材可供选用:
直流电源:
E1(电动势为3V,内阻很小)
E2(电动势为15V,内阻很小)
直流电流表:
A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
直流电压表:
V(量程为3V、内阻为3kΩ)
滑动变阻器:
R1(阻值范围0~20Ω)
R2(阻值范围0~200Ω)
定值电阻:
R3=3kΩ、R4
=9kΩ、R5=25kΩ
开关一个,导线若干
为使测量尽可能准确、方便,请回答:
①电源应该选择▲(填“E1”或“E2”);
②电流表应该选择▲(填“A1”或“A2”);
滑动变阻器应该选择▲(填“R1”或“R2”);
由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装。
请选择合适的定值电阻,在答卷所示图中用笔画线当导线连接好测量电路的剩余部分。
10.(10分)(2013上海
市金山区期末)在“测定直流电动机的效率”实验中,用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
(1)根据电路图完成实物图的连线;
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电动机的电流I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
2.5
所提重物的重力mg/N
0.8
2.0
4.0
6.0
6.5
重物
上升时间t/s
1.4
1.65
2.1
2.7
∞
计算电动机效率η的表达式为________(用符号表示),前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。
(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是________;可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。
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