高考物理二轮复习热点训练解析—电学创新实验

高考物理二轮复习热点训练解析—电学创新实验
1.[2021·山西太原市3月模拟(一)]用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。

将两个相同的电池串联起来为红色的LED 供电时，LED 会发光。

为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：(计算结果保留3位有效数字)
图1
(1)将电池组按图1(a)所示接入电路，图中电流表的量程为10mA ，内阻为100Ω；
(2)闭合开关，调节电阻箱的值，发现当R ＝100Ω时，电流表的示数I 如图(b)所示，则I ＝________mA ；
(3)反复调节电阻箱的值，读出多组电流表的示数I (算出1I 的值)和对应电阻箱的阻值R 并描在图2中。

将(2)中的数据描在图2中，连同已描出的点绘出1I
－R 图线；
图2
图3
(4)由图2可知，该电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω；
(5)已知红色LED的伏安特性如图3所示，当用该电池组直接为此LED供电时，LED的功率为________W。

答案(2)5.96(3)见解析(4)1.4747.0(5)6.20
解析(2)由图(b)中电流表的指针停留位置，可知
I＝5.96mA。

(3)1
I－R图像如下图所示
(4)根据公式E＝I(r＋R A＋R电阻箱)
代入题图中的两组I和R的值，可得E＝1.47V，r＝47.0Ω。

(5)在下图中，绘制电源的伏安特性曲线，如图所示，根据LED的伏安特性曲线，以及两组电池为LED供电，可得LED的功率P＝UI，代入伏安特性曲线与电源
伏安特性曲线的交点的数据得P＝6.20W。

2.(2021·1月辽宁普通高校招生适应性测试，12)某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图4所示的电路。

所用器材有：置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻R G，小灯泡和刻度尺，阻值为R的定值电阻，理想电压表，电动势为E、内阻为r的电源，开关S，导线若干。

图4
图5
图6
实验时，先按图4连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。

d/cm8.5010.0012.0013.5015.0017.0018.5020.0022.0023.5025.00 U/mV271.0220.0180.0156.7144.9114.094.889.578.672.565.0回答下列问题：
(1)光敏电阻阻值R G与电压表示数U的关系式为R G＝________(用E、r、R、U表示)；
(2)在图5的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U－d的非线性曲线；
(3)依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而________(填“增大”或“减小”)；
(4)该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。

他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图6所示电路，则电路中________(填“R1”或“R2”)为光敏电阻，另一个为定值电阻。

答案(1)E
U
R－R－r(2)见解析图(3)增大(4)R2
解析(1)由闭合电路欧姆定律得E＝U
R
(r＋R＋R G)，
得R G＝E
U
R－R－r。

(2)作出第二组数据点，用平滑的曲线连起来。

(3)由题知，当d增大，光照强度减小，U减小，由
R－R－r可得R G增大。

R G＝E
U
(4)若R1为光敏电阻，因为光照强度变大，R1电阻减小，由“串反并同”可知灯泡变暗；若R2为光敏电阻，光照强度变大，R2电阻减小，通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故R2为光敏电阻。

3.(2021·辽宁省高考模拟)气敏电阻在安全领域有着广泛的应用。

有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻R q，正常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧。

为了研究其阻值随甲醛浓度变化的规律，供选用的器材如下。

A.电源E0(电动势6V，内阻不计)
B.滑动变阻器R
C.导线若干及开关S
D.电压表V(量程3V，内阻1kΩ)
E.毫安表mA(量程50mA，内阻100.0Ω)
(1)探究小组设计了如图7所示实验电路，其中毫安表用来测定________，量程为________；
(2)将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度，记录不同甲醛浓度下电表示数，计算出气敏电阻对应阻值，得到如图8所示阻值随甲醛浓度变化的图像。

当气敏电阻阻值为R q＝2.3kΩ时盒内甲醛浓度为________；
图8
(3)已知国家室内甲醛浓度标准是η≤0.1mg/m3。

探究小组利用该气敏电阻设计了如图9所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标，电源电动势为E＝5.0 V(内阻不计)，电路中D1、D2分别为红、绿发光二极管，红色发光二极管D1的启动(导通)电压为2.0V，即发光二极管两端电压U01≥2.0V时点亮，绿色发光二极管D2的启动电压为3.0V，发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。

实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮，超标时红灯亮，则两电阻R1、R2中为定值电阻的是________，其阻值为________kΩ。

答案(1)电压5V(2)6×10－8kg/m3(3)R2 3.9
解析(1)毫安表与气敏电阻并联，因此用来测定电压；其量程为
U0＝I g R g＝0.05×100V＝5V。

(2)由图8可读出，当气敏电阻R q＝2.3kΩ时，甲醛浓度为6×10－8kg/m3。

(3)R1、R2串联分压，当气敏电阻的阻值R q增大时D1两端电压应升高，所以R1
为气敏电阻，R2为定值电阻；且当R q
R2＝
2
3，为红色发光二极管D1
处于点亮的临界
状态，由图8可知η＝1×10－7kg/m3时，R q＝2.6kΩ，故R2＝3
2
R q＝3.9kΩ。