2023高考物理一轮总复习高考必考题突破讲座7电学设计实验的思想看法及解题策略突破训练

PAGEPAGE5高考必考题突破讲座7电学设计实验的思想看法及解题策略1．(2022·浙江宁波模拟)某金属材料制成的电阻，阻值随温度变化而变化：为了测量RT，在0℃到100℃之间的多个温度下的阻值，某同学设计了如下图的电路，其中eq\o(○,\s\up1(A))是量程为3mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源(电动势为1.5V，内阻约为1Ω)，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：RA(0～150Ω)、RB(0～500Ω)，本实验中滑动变阻器选用RB(选填“RA〞或“RB〞)．(2)完成下面实验步骤中的填空；①调节温度，使得RT的温度到达T1；②将S接1，调节R1，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S接2，调节R2，使电流表读数仍为I，记下此时电阻箱的读数R0；④那么当温度为T1时，电阻RT＝R0；⑤改变RT的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻阻值随温度变化的规律．(3)由上述实验测得的不同温度下RT的电阻值，画出该金属材料制成的电阻RT随温度t变化的图象如图甲所示．假设把该电阻与电池(电动势E＝1.5V，内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg＝100Ω)、电阻箱串联起来，连成如图乙所示的电路，用电阻RT作测温探头，把电流表的电流作温度计．假设电阻箱取值R＝50Ω，那么电流表5mA处对应的温度数值为50℃解析：(1)电路最小电阻约为R＝eq\f(E,Imax)＝500Ω，RA最大阻值太小，因此滑动变阻器应选择RB．(3)当电流为5mA时，由闭合电路的欧姆定律得I＝eq\f(E,R＋Rg＋RT)，RT＝eq\f(E,I)－R－Rg＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,0.005)－50－100))Ω＝150Ω，由R－t图象，根据数学知识得到RT＝t＋100(Ω)，当RT＝150Ω时，t＝50℃.2．(2022·山东济南二模)现有一电动势E约为9V、内阻r约为40Ω的电源，最大额定电流为50mA，现有量程为3V，内阻为2kΩ的电压表和阻值为0～999.9Ω的电阻箱各一只，另有假设干定值电阻、开关和导线等器材，为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路进行实验，请答复以下问题：(1)实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是(C)A．200Ω B．2kΩC．4kΩ D．10kΩ(2)实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值(选填“最大值〞“最小值〞或“任意值〞)，目的是：保护电源．(3)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，根据记录的多组数据，作出如图乙所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)线，根据该图线可求得电源的电动势E＝8.6V，内阻r＝36Ω.(保存两位有效数字)解析：(1)定值电阻的作用是扩大电压表的量程到9V，所以实验中应选用的定值电阻是C．(2)实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值，目的是保护电源．(3)由闭合电路欧姆定律E＝3U＋eq\f(3U,R)r，转化成eq\f(1,U)＝eq\f(3r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(3,E)，eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图线截距eq\f(3,E)＝0.35，解得E＝8.6V，由斜率eq\f(3r,E)＝eq\f(0.1,8×10－3)，解得r＝36Ω.3．(2022·河北衡水一模)某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装一个电极(接触电阻不计)，两电极相距L＝0.700m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：电压表(量程15V，内阻约30kΩ)、电流表(量程300μA，内阻约50Ω)、滑动变阻器(100Ω，1A)、电池组(电动势E＝12V，内阻r＝6Ω)、单刀单掷开关一个、导线假设干．下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示.U/V01.03.05.07.09.011.0I/μA02265109155175240根据以上所述请答复下面的问题；(1)玻璃管内径d的测量值为3.065cm(2)根据表中数据在图丙的坐标中的已描点，请作出U－I图象，根据图象求出电阻R＝4.6×104(4.4×104～4.8×104均正确)Ω(保存两位有效数字)．(3)计算导电溶液的电阻率表达式ρ＝eq\f(πRd2,4L)(用R、d、L表示)，测量值为49(45～53均正确)Ω·m(保存两位有效数字)．(4)请在虚线框内画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图甲中补画出未连接的导线.见解析图乙、丙解析：(1)玻璃管内径d＝30mm＋0.05mm×13＝30.65mm＝3.065cm.(2)根据描点，连线如图甲所示，由图可求出电阻R＝4.6×104Ω.(3)由R＝ρeq\f(L,S)和S＝eq\f(1,4)πd2可得ρ＝eq\f(πRd2,4L)，代入数据可求得ρ＝49Ω·m.(4)因为eq\f(RV,R)<eq\f(R,RA)，所以电流表应选内接法；由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测阻值，故滑动变阻器应用分压式接法，电路图及实物图分别如图乙、丙所示．4．(2022·河北衡水模拟)为测量电阻Rx(约600Ω)的阻值，实验室可供选择的器材有：A．电流表eq\o(○,\s\up1(G))(0～3mA，内阻Rg＝100Ω)B．电流表eq\o(○,\s\up1(A))(0～10mA，内阻未知)C．定值电阻R1(300Ω)D．定值电阻R2(30Ω)E．滑动变阻器R(0～20Ω)F．直流电源(E＝3V，内阻不计)G．开关S及导线假设干某同学用图(甲)的电路进行测量，答复以下问题：(1)定值电阻应选择R1(选填“R1”或“R2(2)按图甲的电路将图乙的实物连成实验电路(图中已画出局部电路)．(3)实验中，正确接入定值电阻后，闭合开关S，屡次移动滑动触头，分别记录电流表eq\o(○,\s\up1(G))、电流表eq\o(○,\s\up1(A))的示数I1、I2如下表：I1/mA0.921.261.752.122.522.98I2/mA3.004.025.606.808.049.60在图丙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＝3.2.(保存两位有效数字)(4)根据图线求得Rx＝5.6×102Ω.(保存两位有效数字)解析：(1)由图甲可知，eq\f(Rx＋Rg,R定)＝eq\f(IA－IG,IG)，代入数据可得R定＝300Ω，因此定值电阻应选择R1；(2)连接电路实物图时注意电流由电流表正接线柱流入，负接线柱流出．电流表A的负接线柱连接滑动变阻器的滑动端接线柱；(3)根据表格中数据在坐标系中描点，然后用直线拟合各数据点，在图线中找出两点，计算出斜率k