[VIP专享]2015年高考物理二轮复习 电学实验

2015届高考物理-点拨专题讲练14-电学实验(二)(含14真题及原创解析)新人教版[来源：学优高考网2450944]2015届高考物理考前三个月名师考点点拨专题讲练14 电学实验（二）（含14真题及原创解析）新人教版考题1 测定金属丝(液体)的电阻率例1 在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图1所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．图1①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中三种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C F表示).编号材料长度L/m横截面积S/mm2A 镍铬合金0.300.50B 镍铬合金0.500.50C 镍铬合金0.30 1.00D 镍铬合金0.50 1.00E 康铜丝0.300.50F 康铜丝0.50 1.00(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率．①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图2甲所示，则金属丝的直径d为 ________.②按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在图丙中所示的坐标系上．由图可求得金属丝电阻R＝________ Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．(2)图4所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．图4(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V 和38 mA ，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议． 答案 (1)B 0.410 (2)7、9 断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值．(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)解析 (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B .螺旋测微器的示数为(0＋41.0×0.01) mm＝0.410 mm.(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的．而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、9间断路．(3)由题知R AR x ≈0.005<R x R V≈0.019，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U 、I 值，求出R x 后，再取平均值作为实验结果．2． (1)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图5所示，则它们的读数值依次是________、________、________.图5(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E ＝4.5 V ，内阻很小．则以下电路图中________(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏________．若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A ＝2.0 Ω，那么准确测量金属丝电阻R x 的最佳电路应是上图中的________电路(填电路图下的字母代号)．此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻R x ＝________( 用题中字母代号表示)．答案 (1) 0.998 mm(0.996～0.999 mm 均可) 0.42 A 2.26 V(2.25～2.28 V 均可) (2)A 小 B U I－R A解析 (1)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流式接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5 Ω，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小；(2)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B 电路；待测电阻及电流表总电阻R ＝U I，则待测电阻R x ＝R －R A .连接实物图要根据电路原理图，采用先串后并，如果滑动变阻器是分压式接法，一般先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻连接，然后将滑动变阻器的分压部分、待测电阻、电流表串联，最后并联电压表．同时注意电压表和电流表的正负接线柱以及电流表的内、外接法，还要注意量程选取是否合适．考题2 测定电源的电动势和内阻例2 某同学用如图6所示电路测量多用电表的内阻和内部电池的电动势．图6(1)多用电表右侧表笔为________(填“红表笔”或“黑表笔”)．将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节________，使指针指在右侧满刻度处．(2)移动滑动变阻器R 的触头，分别读出五组电压表(内阻较大，可视为理想电压表)和欧姆表示数U 、R ，并将计算得出的1U 、1R记录在表格中，其中第四次测量时欧姆表的示数如图7，其阻值为________ Ω.在如图8所示的坐标纸上作出1U －1R图线．1U2.50 1.70 1.25 1.00 0.80 1R0.180.100.060.02图8(3)若改用已使用较长时间的多用电表(电池电动势变小，内阻变大)，但仍能调零后测电阻，其测得电阻R 值与原来相比________．(填“偏大”、“不变”或“偏小”) 答案 (1)黑表笔 调零旋钮(调R 0也可) (2)30 如图所示(3)偏大3．某同学用如图9所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源，且已选定倍率并进行了欧姆调零)．实验器材的规格如下：图9电流表A1(量程200 μA，内阻R1＝300 Ω)电流表A2(量程30 mA，内阻R2＝5 Ω)定值电阻R0＝9 700 Ω滑动变阻器R(阻值范围0～500 Ω)(1)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.I1(μA)120125130135140145I2(mA)20.016.713.210.0 6.7 3.3依据表中数据，作出I1—I2图线如图10所示；据图可得，欧姆表内电源的电动势为E＝________ V，欧姆表内阻为r＝________ Ω.(结果保留3位有效数字)图10(2)若某次电流表A1的示数是114 μA，则此时欧姆表示数约为________ Ω.(结果保留3位有效数字)答案(1)1.50(1.48～1.51) 15.0(14.0～16.0)(2)47.5(47.0～48.0)解析(1)根据闭合电路欧姆定律，由图象与纵坐标的交点可求得：欧姆表内电源的电动势E ＝150 μA×(300＋9 700) Ω＝1.50 V；由图象的斜率绝对值可求得欧姆表内阻，内阻约为r＝ΔUΔI2＝ΔI1R1＋RΔI2＝150－120×300＋9 700×10－60.020－0Ω＝15.0 Ω.(2)由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R0＋R1)＋Ir，则I＝E－I1R0＋R1r＝0.024 A，故欧姆表的示数R＝I1R0＋R1I＝47.5 Ω.测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种：1．伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir，利用两组数据，联立方程求解E和r；也可作出U—I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．2．伏阻法——利用电压表和电阻箱．闭合电路方程为E＝U(1＋rR)．利用两组数据联立方程求解或将原方程线性化，处理为1U＝rE·1R＋1E或U＝－rUR＋E，作1U—1R图象或U—UR图象，利用图线的截距和斜率求E和r.3．安阻法——利用电流表和电阻箱．闭合电路方程为E＝I(R＋r)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为1I＝1E·R＋rE，作1I－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r.例3 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11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U H，这个现象称为霍尔效应，U H称为霍尔电压，且满足U H＝kIBd，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．图11(1)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11所示，该同学用电压表测量U H时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连．考题3从原理迁移中突破电学实验(2)已知薄片厚度d ＝0.40 mm ，该同学保持磁感应强度B ＝0.10 T 不变，改变电流I 的大小，测量相应的U H 值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图12中画出U H —I 图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3V·m·A －1·T －1(保留2位有效数字). I (×10－3 A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 U H (×10－3 V)1.11.93.44.56.26.8图12(3)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13所示的测量电路，S 1、S 2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q 端流入，P 端流出，应将S 1掷向________(填“a”或“b”)，S 2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联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间．图13解析 (1)根据左手定则，正电荷受力向左，因此“＋”接线柱应接M 点；(2)画出图象，图象的斜率为kB d，将B 和d 代入就可以求出k 值为1.5；(3)将S 1掷向b ，S 2掷向c ，电流恰好反向；应将该电阻接入公共部分，即在S 1与S 2之间，因此可以在S 1与E 之间也可以在E 与S 2之间．答案 (1)M (1分) (2)如图所示(3分)1．5(1.4～1.6)(1分) (3)b(1分) c(1分) S1(或S2)(1分) E(1分)(2014·福建·19(2))(9分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图14甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R 0是标称值为4.0 Ω的定值电阻．图14①已知灵敏电流计的满偏电流I g＝100 μA、内阻r g＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只________ Ω(保留一位小数)的定值电阻R1；②根据如图14甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路；测量次数12345678 电压表读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改装表读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________ Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________．④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母)A．电压表内阻的影响B．滑动变阻器的最大阻值偏小C．R1的实际阻值比计算值偏小D．R0的实际阻值比标称值偏大答案 ①1.0 ②见解析图(其他正确连接同样给分) ③1.66 充分利用已测得的数据 ④CD解析 ①由电流表的改装知识可知，R 1＝I g r g I m －I g ＝100×10－6×2.0×103200×10－3－100×10－6Ω≈1.0 Ω.②如下图．③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知r 1＝U 1－U 5I 5－I 1－R 0，r 2＝U 2－U 6I 6－I 2－R 0，r 3＝U 3－U 7I 7－I 3－R 0，r 4＝U 4－U 8I 8－I 4－R 0.故r ＝r 1＋r 2＋r 3＋r 44＝U 1＋U 2＋U 3＋U 4－U 5＋U 6＋U 7＋U 84×80×10－3－R 0＝ [ 5.26＋5.16＋5.04＋4.94－ 4.83＋4.71＋4.59＋4.464×80×10－3－4.0] Ω≈1.66 Ω. 逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据．④根据题意可知，内阻的测量值为r 测＝ΔUΔI －R 0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响．若R 1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大．根据内阻测量值的表达式可知，R 0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大．故选C 、D.知识专题练 训练14题组1 测定金属丝(液体)的电阻率1．用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图1甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座两端的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P ，触头上固定了接线柱，按下P 时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．图1(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F 接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F 固定后读数．(填仪器部件的字母符号)(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将图2所示实物图连接成实验电路．图2(3) 闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P 的位置，得到几组U 、I 、L 的数据，用R ＝UI计算出相应的电阻值后作出R —L 图线如图3所示．取图线上两个点间数据之差ΔL 和ΔR ，若电阻丝直径为d ，则电阻率ρ＝________.图3答案 (1)D H G (2)见解析图 (3)πΔRd24ΔL解析 (1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮，使测微螺杆F 接近被测电阻丝，再转动微调旋钮夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮使F 固定后读数． (2)根据电路图，连接实物图(3)根据R ＝ρl S ，得ΔR ＝ρΔL S ，而S ＝πd 24，代入得：ρ＝πΔRd24ΔL.题组2 测定电源的电动势和内阻2．(2014·新课标Ⅰ·23)利用如图4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：图4待测电源，电阻箱R (最大阻值为999.9 Ω)，电阻R 0(阻值为3.0 Ω)，电阻R 1(阻值为3.0 Ω)，电流表(量程为200 mA ，内阻为R A ＝6.0 Ω)，开关S. 实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S ；②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 ；③以1I 为纵坐标，R 为横坐标，作1I－R 图线(用直线拟合)；④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1I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R ＝3.0 Ω时电流表的示数如图5所示，读出数据，完成下表．R /Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I /A0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 1I/A －16.998.00②10.011.011.913.0图5(3)在图6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 ＝________ A －1·Ω－1，截距b ＝________ A －1.图6(4)根据图线求得电源电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.答案 (1)1I ＝3.0E R ＋3.0E(5.0＋r )(2)①0.110(0.109～0.111均正确) ②9.09(9.01～9.17均正确)(3)见解析图 1.0(0.96～1.04均正确) 6．0(5.9～6.1均正确)(4)3.0(2.7～3.3均正确) 1.0(0.6～1.4均正确) 解析 (1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A ＋(I ＋IR AR 1)(R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0 Ω，R 1＝3.0 Ω，R A ＝6.0 Ω代入上式得1I ＝3.0E R ＋3.0E(5.0＋r )(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110 A ，倒数是9.09 A －1.(3)由1I －R 关系式可知k ＝3.0E ，截距b ＝3.0E(5.0＋r )；由给出的数据作出图像，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧如图所示． 由图像可知，k ＝1.0 A －1·Ω－1，b ＝6.0 A －1.(4)电源电动势E ＝3.0 V ，电源内阻r ＝1.0 Ω. 题组3 从原理迁移中突破电学实验3．实际电流表有内阻，测量电流表G 1内阻r 1的电路如图7所示．图7供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5 mA，内阻约300 Ω)②电流表G2(0～10 mA，内阻约100 Ω)③定值电阻R1(300 Ω)④定值电阻R2(10 Ω)⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)⑦干电池(1.5 V)⑧电键S及导线若干．(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)(2)对照电路图用笔连线连接如图8所示实物图．图8(3)补全实验步骤：①按如图7所示电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最________(填“左端”或“右端”)；②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1和G2的读数I1和I2；③多次移动滑动触头，记录G1和G2的读数I1和I2；④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图9所示．图9(4)根据I2－I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________________．答案 (1)③ ⑥ (2)见解析图 (3)左端 (4)r 1＝(k －1)R 1解析 (1)因电流表G 1的内阻约为300 Ω，故定值电阻选择R 1；为调节方便滑动变阻器选择R 4.(2)根据电路图连接实物如图所示：(3)为保护测量电路，闭合开关时，测量电路应处于短路状态，故滑片移至最左端． (4)由电路图知I 2＝I 1＋I 1r 1R 1，可得图象的斜率k ＝1＋r 1R 1，解得r 1＝(k －1)R 1. 4．现有一刻度盘总共有N 小格、且刻度均匀，量程未准确确定的电压表V 1，已知其量程在13 ～16 V 之间，内阻r 1＝150 kΩ.为测定其准确量程U 1，实验室提供了如下表所列的器材，要求器材(代号) 规格标准电压表V 2 量程3 V ，内阻r 2＝30 kΩ 电流表A 量程3 A ，内阻r 3＝0.01 Ω滑动变阻器R 总阻值1 kΩ 稳压电源E 20 V ，内阻很小开关S 、导线若干(1)某同学设计了如图10所示的甲、乙、丙三种电路图图10你认为选择________电路图测量效果最好．(填“甲”、“乙”或“丙”) (2)根据测量效果最好的那个电路图，将如图11所示有关器材连接成测量电路．图11(3)若选择测量数据中的一组来计算V 1的量程U 1，则所用的表达式U 1＝________________，式中各符号表示的物理量是：________________. 答案 (1)乙 (2)见解析图 (3)Nr 1N 1r 2U 2 N ：V 1的总格数，N 1：V 1的读出格数，U 2：V 2的读数，r 1：V 1表内阻，r 2：V 2表内阻解析 (1)由于待测电压表的满偏电流与标准电压表的满偏电流接近，大约是0.1 mA ，所以可将两电压表串联使用，由于滑动变阻器的全电阻远小于电压表内阻，所以滑动变阻器应用分压式接法，所以选择乙电路图进行测量．(2)根据图乙所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．(3)待测电压表V 1的指针偏转格数为N 1，每格表示电压值为ΔU ，由欧姆定律可得：N 1ΔU r 1＝U 2r 2所以电压表V 1的量程为U 1＝N ·ΔU 联立解得U 1＝Nr 1N 1r 2U 2 其中r 1＝150 kΩ，r 2＝30 kΩ，U 2为某次测量时标准电压表V 2的读数，N 1为某次测量时待测电压表V 1的指针偏转格数．。

电学实验专题复习■【高考要求】■【考情分析】■【备考策略】1. 掌握基本仪器的原理和使用.2. 掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式.3. 掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等.■【课前预习】1.完成下列仪器的读数。

（1）（2）（粗测一节旧干电池的电动势）（3）2.请写出下列实验的实验原理，并画出对应的电路设计图。

（伏安法）（1）测量金属丝的电阻率原理：电路图：（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线原理：电路图：（3）测量电源的电动和内阻原理：电路图：■【合作释疑】1. (2019·福建)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.(1) 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大.请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接.甲乙丙(2) 某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A.(3) 略.2. (2019·淮安5月模考)现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据.现进行如下实验操作：(1) 选取多用电表的直流电压10 V挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况如图，由此可知其电动势约为V.是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：(填“可以”或“不可以”).(2) 现要更加准确测量其电动势和内阻，实验室备有下列器材：A. 电流表(量程0.6 A，内阻为3 Ω)B. 电压表(量程3 V，内阻为3 kΩ)C. 电压表(量程30 V，内阻为30 kΩ)D. 定值电阻R1=500 ΩE. 定值电阻R2=5 000 ΩF. 滑动变阻器(阻值范围030 Ω)G. 开关及导线① 该实验中电压表应选，定值电阻应选.(均选填选项前的字母序号)② 将实物连线图补充完整.③ 略.3. (2019·泰州二模)为了测量某电流表A的内阻(量程为50 mA)：(1) 首先选用多用电表欧姆“×1”挡，粗测电流表的电阻，则欧姆表(填“黑”或“红”)表笔应接待测电流表正接线柱；测量结果如图甲所示，则测得的电阻约为Ω.(2) 为了准确测量其电阻，提供的实验器材有：A. 直流电压表V(0~3 V，内阻约6 kΩ)B. 定值电阻R1(5.0 Ω，1 A)C. 定值电阻R2(40.0 Ω，0.1 A)D. 滑动变阻器R(0~5 Ω，2 A)E. 直流电源E(3 V，内阻很小) 甲F. 开关、导线若干图乙为实验原理图的一部分，某同学在实验中测出6组对应的数据见表格.① 实验中定值电阻R0应选用(填“R1”或“R2”).② 将实物图丙中缺少的一根导线补齐.乙丙③ 在图丁中描点作出U-I图线，并根据图象求得电流表的内阻为Ω.(计算结果保留两位有效数字)丁。

交变电流的产生及描述（2014·湖北襄阳五中五月月考）1. 某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向．匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 边和ad 边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r ，外接电阻为R 。

则（ ）A ．线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m =2Bl 2ωB ．线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小FC ．线圈旋转一圈时，流过电阻R 的净电荷量为零。

D 【知识点】发电机模型、感应电动势大小求解规律—法拉第电磁感应定律、电荷量、安培力、功率。

【答案解析】CD解析：本题中的发电机模型中的磁场是幅向磁场，那么矩形线圈在磁场中始终垂直切割磁感线，产生的感应电动势为NBl 2ω，所以A 选项错误;安培力的大小为F ＝BIL ＝NB 2l 3ω/R+r,由此可知B 项错误；C 选项中线圈旋转一圈，磁通量的变化量为零，平均感应电动势为零—平均感应电流为零—流过R 的净电荷量为零，C 项正确；因为是匀速转动，外力做的功等于D 选项正确，从而选择CD 答案。

【思路点拨】要认真审题，知道是什么样的发电机模型—幅向磁场组成的发电机，再依据法拉第电磁感应定律切割磁感线电动势表达式、安培力表达式，功率表达式列式求解；但要注意的是求流过R 的电荷量时，要由平均感应电动势表达式和电流强度定义式列式求解，而一圈的整个过程中平均感应电动势为零，所以通过R 的净电荷量为零，这一点是本题求解的难点所在。

（2014·江苏徐州一中考前模拟）2. 如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”灯泡，灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A．下列说法正确的是（）A．图示位置穿过线框的磁通量为零BC．变压器原、副线圈匝数之比为25︰11D．变压器允许输出的最大功率为5000W【知识点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功、电功率；变压器的构造和原理．【答案解析】CD解析：A、图示位置穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A错误；B、电动势的最大值E m=NBSω，则导线框中产生交变电压的有效值为500V，故B错误；C、交流电压的有效值U1C正确；D、由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P=UI=500×10=5000W，所以D正确．故选CD【思路点拨】根据E=NBSω求出线圈转动产生的电动势最大值，根据最大值求出有效值，根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．（2014·广东中山一中模拟）3. 高频焊接技术的原理如图（a）。

考点21 电学实验(二)两年高考真题演练1．[2015·天津理综9(3)]用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6 A，内电阻约1 ΩB．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 ΩC．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩD．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩE．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 AF．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。

②下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。

为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。

③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。

实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。

用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。

2．(2015·海南单科，12)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。

实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2，电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。

(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。

(2)先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。

若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。

2015年高考物理真题分类汇编------电学实验(2015新课标I-23).（9分）图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω．满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻。

若使用a和b两个接线柱．电表量程为3 mA：若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA．由题给条件和数据，可以求出R1=_______Ω，R2=_______Ω。

(2)现用一量程为3mA，内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5．1.0、I.5、2.0．2.5、3.0mA。

电池的电动势为1.5 V．内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格．阻值分别为300Ω和1000Ω：滑动变阻器R有两种规格．最大阻值分别为750Ω和3000Ω，则R0应选用阻值为_________Ω的电阻，R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器。

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。

图(b)中的R/为保护电阻。

虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。

则图中的d点应和接线柱_______(填“b”或“c”)相连。

判断依据是：__________【答案】（1）15（2分）35（2分）（2）300（1分）3000（1分）（3）c（1分）闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是R1，若电表指针不动，则损坏电阻是R2（2分）【考点】欧姆定律；电阻的串、并联；闭合电路的欧姆定律【解析】（1）定值电阻和毫安表都是并联连接，电压相等，由欧姆定律变形式U = IR，使用a、b两个接线柱时有：I满R表=(I表1-I满)（R1+R2）;使用a和c两个接线柱时有：I满（R表+R2）=(I表2-I满) R1 , I表1和I表2为改装电表的量程，解以上各式得：R1 =15 Ω ,R2 = 35Ω。