【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题辅导训练 专题5 第12讲 电学实验中常考的4个问题（含解析）.doc

第12讲电学实验中常考的4个问题12012山东卷，21(2)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：r x(阻值约为4 ，额定电流约为0.5 a)；电压表：v(量程3 v，内阻约3 k)；电流表：a1(量程0.6 a，内阻约为0.2 )；a2(量程3 a，内阻约为0.05 )；电源：e1(电动势3 v，内阻不计)；e2(电动势12 v，内阻不计)；滑动变阻器：r(最大阻值约20 )；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关s；导线用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5121所示，读数为_mm.图5121若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_、电源应选_(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图)解析螺旋测微器主尺读数为1.5 mm，螺旋刻度读数为27.30.01 mm0.273 mm，读数应为：1.5 mm0.273 mm1.773 mm.由于待测电阻rx阻值约为4 ，额定电流约为0.5 a，故电流表选a1，电源选e1.答案1.773(1.7711.775均正确)a1e1电路图如图所示22013山东卷，21(2)霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展如图5122甲所示，在一矩形半导体薄片的p、q间通入电流i，同时外加与薄片垂直的磁场b，在m、n间出现电压uh，这个现象称为霍尔效应，uh为霍尔电压，且满足uhk，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量uh时，应将电压表的“”接线柱与_(填“m”或“n”)端通过导线连接已知薄片厚度d0.40 mm，该同学保持磁感应强度b0.10 t不变，改变电流i的大小，测量相应的uh值，记录数据如下表所示.i(103 a)3.06.09.012.015.018.0uh(103 v)1.11.93.44.56.26.8根据表中数据画出uhi图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_103 vma1t1(保留2位有效数字)图5122该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路s1、s2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)为使电流自q端流入，p端流出，应将s1掷向_(填“a”或“b”)，s2掷向_(填“c”或“d”)为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_(填器件代号)之间解析通过矩形半导体元件的电流由p向q，故根据左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由n端指向m端，故带正电粒子向m端偏转，故m端聚积正电荷，m端电势高于n端，电压表的“”接线柱接m端；由uhk可得霍尔系数k，由图象可得k0.38 v/a，故k1.5103 vma1t1；为使电流自q端流入，p端流出，应将s1掷向b，将s2掷向c；为保证电路安全，定值电阻应接在s1和e(或s2和e)之间答案m如图所示，1.5(或1.4或1.6)bcs1e(或s2e)3(2014山东卷，22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图5123甲所示电路测出铜导线的电阻rx，从而确定导线的实际长度图5123可供使用的器材有：电流表：量程0.6 a，内阻约0.2 ； 电压表：量程3 v，内阻约9 k；滑动变阻器r1：最大阻值5 ； 滑动变阻器r2：最大阻值20 ；定值电阻：r03 ；电源：电动势6 v，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“r1”或“r2”)，闭合开关s前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)(2)在实物图5124中，已正确连接了部分导线，请根据图5123甲电路完成剩余部分的连接图5124(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 a时，电压表示数如图5123乙所示，读数为_ v.(4)导线实际长度为_ m(保留2位有效数字)解析(1)由(3)中电流表的读数为0.50 a时，电压表的读数为2.30 v可知，rx和r0的总阻值约为4.60欧姆，若选用滑动变阻器r1，电源电压为6 v，电流表的量程只有0.6 a，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选r2.闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大(2)连线如图所示(3)由于电压表量程03 v，分度值为0.1 v，故读数为2.30 v(4)rx的阻值为1.60欧姆，由r可知，l m94 m.答案(1)r2a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)4(2014新课标全国卷23)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图5125(a)或(b)所示，结果由公式rx计算得出，式中u与i分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为rx1和rx2，则_(填“rx1“或“rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值图5125解析由于10，而20，可见，应采用图(a)电路测量更准确，即rx1更接近待测电阻的真实值；由于rx1，其中r真，而uur，iir，则rx1r真，即测量值rx1大于真实值；又由于rx2，r真，其中uur，iir，则rx2r真，即测量值rx2小于真实值答案rx1大于小于5(2014新课标全国卷，23)图5126利用如图5126所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱r(最大阻值为999.9 )，电阻r0(阻值为3.0 )，电阻r1(阻值为3.0 )，电流表 (量程为200 ma，内阻为ra6.0 )，开关s.实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关s；多次调节电阻箱，记下电流表的示数i和电阻箱相应的阻值r；以为纵坐标，r为横坐标，作r图线(用直线拟合); 求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用e和r表示电源的电动势和内阻，则与r的关系式为_(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻r3.0 时电流表的示数如图5127(a)所示，读出数据，完成下表答：_，_.r/1.02.03.04.05.06.07.0i/a0.1430.1250.1000.0910.0840.077/a16.998.0010.011.011.913.0图5127(3)在图(b)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_ a11，截距b_a1.(4)根据图线求得电源电动势e_v，内阻r_.解析(1)因为ra6.0 ，r13.0 ，所以ir12ia，由闭合电路欧姆定律得：eira3i(rr0r)，所以rr(5.0r)(2)根据图(b)可知电流的读数为110 ma0.110 a所以9.09 a1.(3)根据描点，画出如图所示的图象，则斜率k1.0(a11)截距b6.0 a1(4)由(1)、(3)结合得：1.0，6.0，代入数据得：e3.0 v，r1.0 .答案(1)r(2)0.1109.09(3)见解析1.0(或在0.961.0