高考物理课件山东专用二轮专题五高考物理实验512

• 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”) 图5－12－2 ．
－1 －1
. .－ .1
所以 IR1＝2IA， 由闭合电路欧姆定律得：E＝IRA＋3I(R＋R0＋r)， 3R0＋r＋RA 3.0 1 3.0 3.0 所以 I ＝ E R＋ ＝ E R＋ E (5.0＋r) E (2)根据图(b)可知电流的读数为 110 mA＝0.110 A 1 所以 I ＝9.09 A－1.
2．[2013· 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 5－12－2 甲所示，在 一矩形半导体薄片的 P、Q 间通入
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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 UH IB ＝k d ，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．
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• 5．(2014·新课标全国卷Ⅰ，23)利用如 • • • • • 图5－12－6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 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表 RA＝6.0 Ω)，开关S.
(量程为200 mA，内阻为
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• 图5－12－8
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• 解析 游标卡尺的读数为 (50 ＋ 0.05×5)mm＝ 50.25 mm，螺旋测微 器的读数为 (4.5 ＋ 0.01×20.0)mm ＝ 4.700 mm ，多用电表的读数为 19×10 Ω＝190 Ω. • 答案 50.25 4.700 190
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• 2．(2014·重庆卷，6(1))某照明电路出现故障，其电路如图5－12 －9甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触 完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将 黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．
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4．(2014· 新课标全国卷Ⅱ· 23)在伏安法测电阻的实验中，待测 电阻 Rx 约为 200 Ω，电压表 的内阻约为 2 kΩ，电流表
的内阻约为 10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图 5 U －12－5(a)或(b)所示，结果由公式 Rx＝ I 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数．
• 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 .· .m，再利用图5 截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8. Ω －12－3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5－12－3
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• ①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5－12－1所示，读数 为________mm.
• 图5－12－1
• ②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)．
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• 解 析 ① 螺 旋 测 微 器 主 尺 读 数 为 1.5 mm ， 螺 旋 刻 度 读 数 为 27.3×0.01 mm＝0.273 mm，读数应为：1.5 mm＋0.273 mm＝1.773 ... mm. • ②由于待测电阻Rx阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故电流表选 A1，电源选E1. • 答案 ①1.773(1.771～1.775均正确) • ②A1 E1 电路图如图所示．
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• 常考问题一 多用电表的使用及读数问题 • 1．(2014·山东省实验中学二模)某同学要测量一均匀新材料制成的 圆柱体的电阻率ρ，首先用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如 图5－12－8甲，由图甲可知其长度为________mm；用螺旋测微器 测量其直径如图乙，由图乙可知其直径为________mm；用多用电 表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表 盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为________Ω.
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IB 表的“＋”接线柱接 M 端；②由 UH＝k d 可得霍尔系数 k＝ UHd UH IB ，由图象可得 k′＝ I ＝0.38 V/A，
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• 故k＝1.5×10－3 V·m·A－1·T－1；③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 ①M ②如图所示，1.5(或1.4或1.6) • ③b c S1 E(或S2 E)
(3)根据描点，画出如图所示的图象，
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12－6 则斜率 k＝ ＝1.0(A－1Ω－1) 6 截距 b＝6.0 A－1
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3R0＋r＋RA 3.0 (4)由(1)、(3)结合得： E ＝1.0， ＝6.0， E 代入数据得：E＝3.0 V，r＝1.0 Ω. 答案 15＋3r 1 3 (1) I ＝ER＋ E 9.09 1.0(或在 0.96～1.04 之间) 6.0(或在 5.9～6.1 之间)
(2)0.110 (3)见解析
(4)3.0(或在 2.7～3.3 之间)
1.0(或在 0.6～1.4 之间)
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• (1)分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在基本仪器 的使用、实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面． • (2)基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操 作过程的考查和创新设计实验的考查．
. .1.
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• 图5－12－7
(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＝______ A ·Ω ，截距 b＝______A . (4)根据图线求得电源电动势 E＝_______V， 内阻 r＝_______Ω. 解析 (1)因为 RA＝6.0 Ω，R1＝3.0 Ω，
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• 可供使用的器材有： • 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； • 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； • 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； • 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； • 定值电阻：R0＝3 Ω； • 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5 －12 －4 中，已正确连接了部分导线，请根据图5 －12 －3甲电路完成剩余部分的连接．
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解析 RV 2 000 Rx 200 Rx RV 由于 R ＝ ＝10，而 ＝ ＝20，可见 > R ，应 200 R 10 RA x x A
采用图(a)电路测量更准确，即 Rx1 更接近待测电阻的真实值； U UR 由于 Rx1＝ I ，其中 R 真＝ I ，而 U>UR，I＝IR，则 Rx1>R 真， R U UR 即测量值 Rx1 大于真实值；又由于 Rx2＝ I ，R 真＝ I ，其中 U R ＝UR，I>IR，则 Rx2<R 真，即测量值 Rx2 小于真实值． 答案 Rx1 大于 小于
• 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．
• 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UH值，记录数据如下表所示.
• 图5－12－4
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• (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5 －12－3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 0～3 V，分度值为 0.1 V，故读数为 2.30 V l RS (4)Rx 的 阻 值 为 1.60 欧 姆 ， 由 R ＝ ρ S 可 知 ， l ＝ ρ ＝ 1.60×1.0×10－6 m≈94 m. 1.7×10－8
...
• 答案 (1)R2 a (2)如图所示 • (3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)
I(×10－3 A)
H
3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
－3 V) 1.1 1.9 3.4 U (( × 10 4.5 6.2 6.8 H • 根据表中数据画出 U － I 图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为
______×10－3 V· m· A－1· T－1(保留2位有效数字)．
图5－12－6ຫໍສະໝຸດ ...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； 1 1 ③以 I 为纵坐标，R 为横坐标，作 I －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 I 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 5－12－7(a)所示，读出数据，完成下表． 答：①___________________________________________， ②________________________________________________. R/Ω I/A 1 －1 I /A 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0
• 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)间．
解析 ①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
...
• 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5－12－5
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第12讲 电学实验中常考的4个问题
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... 1 ． [2012· 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 Ω，额定电流约为0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)； A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)； 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 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．