新课标物理选修31单元测试题 专题04 电学实验一.docx

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新课标物理选修31单元测试题专题04电学实验一

1．（10分）（2013江西省南昌市10校冲刺二模）某实验小组想探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，实验步骤如下．

步骤一：

准备器材：

刚开封的新电池、电压表（量程3V、内阻较大）、电流表（量程0.6A、内阻很小）、滑动变阻器、电键、导线．

步骤二：

将电池放在充电器上充电，直到显示充电完毕．

步骤三：

甲同学取下电池，将其与其它器材搭配，设计出了图

（1）所示的电路.

问题1：

细心的乙同学发现了图⑴电路中导线的连接有不妥当之处，她发现的是____导线（填导线上的名称）

步骤四：

导线调整后，改变滑片位置，得到了如下表中的实验数据．

步骤五：

丙同学在方格纸上建立了直角坐标系，准备画出“U—I”图线．他已经描出了两个数据点，如图⑵所示．

问题2：

请你帮他描出剩余的数据点，并作出“U—I”图线．

步骤六：

分析研究

问题3：

根据以上研究，可求出通过电池的电流为0.36A时，电池输出功率为____W（保留两位有效数字）．

问题4：

丁同学认为，既然是研究电池的输出功率，就应该画出输出功率P随电流I的变化图线，你认为“P—I”图线是____（填“直线”或“曲线”）．

问题5：

乙同学认为调整导线后的实验电路，虽然测出了实验数据，但在操作过程中存在安全隐患．大家思考后，从实验室又找来了一个定值电阻（阻值约为2Ω）作为保护电阻接入电路，此电路既能测出不同负载下电池的输出功率，又能消除安全隐患，请在图（3）方框内画出他们修改的电路图．

2．（2013浙江省杭州市二模）半导体热敏电阻是一种电阻值能很灵敏地随温度变化的半导体器材，根据它的这种特性，可以用它来做成一只电子温度计，下面是对一次实际制作过程的描述：

图1是半导体电子温度计的电路，Rt就是准备用来测温的半导体热敏电阻，它与一只定律电阻R0相串联，然后两端加上一个恒定电压U0，电压表用来测量Rt两端的电压。

当Rt的温度变化时，其阻值将发生变化，电压表的读数也发生变化。

只要事先加以标定，由电压表的读数就可知道Rt所处的温度。

在某次实际的实验中，取U0=12V，R0=2.0KΩ。

把半导

体热敏电阻插入一只填充了一种用以增加导热性的“导

热硅脂”的薄铜管，就做成了温度计的探温头。

为对这

只电子温度计进行标度，把探温头和一只标准温度一起

放在装有热水的容器内，如图2所示。

随着水的逐渐冷却，记下标准温度计和电压表的读数，得到的数据点如图3所示。

（1）据图3作出这只温度探头的“θ—u”（温度—电压）关系曲线。

（2）图1表示电路中所用的15V~0.3V—0双量程电压表的刻度板，试在刻度板上标出20℃，40℃，60℃，80℃四个温度值的位置，并这与出其对应的电压值。

再说明用的是电压表的哪一个量程。

（3）求20℃时的热敏电阻阻值，并说明计算电阻值所依据的公式。

3．（2013湖南省六校联考）某同学为测量一个阻值约为200Ω的电阻R，准备的器材及规格如下：

电流表A（量程0～10mA，内阻约40Ω）

电压表V（量程0～3V，内阻约5kΩ）

直流电源E（电动势约4V，内阻不计）

滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流3.0A）

开关S

导线若干

（1）为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析。

请用实线补充如图的实物连线，连成测量R的电路。

（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的滑片移至端。

（填“a”或“b”）

（3）闭合开关S后，将滑动变阻器R1的滑片移至适当位置，测得电压表和电流表的示数分别为U和I，若用U/I作为R的测量值，则此测量值应R的真实值。

（填“大于”、“等于”或“小于”）

4．（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”）。

5．（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）

6.（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=。

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。

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。