高中物理专项练习：创新实验

高中物理专项练习：创新实验

1.（南昌模拟）(1)如图所示为小南同学用欧姆挡去测量浴霸里的的白炽灯(220V,275W)不发光时灯丝电阻的表盘照片,但在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去小南同学认为还是能够知道其电阻值,那么你认为此白炽灯的灯丝电阻是___________Ω。如果照片所拍摄的是直

流电流档(量程为5A)的表盘,则所测电流为___________A。

(2)小南同学想通过实验测量出欧姆表内部电源的电动势和内阻,他在实验室中找到了下列器材：

待测欧姆表(选择“欧姆档”) 电流表A(量程为0.6A,内阻不可忽略)

电压表V量程为3V,内阻非常大) 滑动变阻器R

电键K 导线若干

(i)连接好电路,将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关；

(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作U－I图线(U、I都用国际单位)；

(ⅳ)求出U－Ⅰ图线斜率k和在纵轴上的截距a。

回答下列问题：

①请在答卷的实物图上完成电路连线。

②选用k、a、R表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=___________,r=___________,代人数值可得E和r的测量值。

【参考答案】

（1）18.0（2分） 3.43-3.47（2分）

（2）①如图（2分）

②a -k（3分）

【解题思路】（1）由白炽灯(220V,275W)和P=U2/R可知,白炽灯工作电阻大约为100多欧姆。根据金属导体电阻随温度的升高而增大可知测量不发光时电阻,可知为18.0Ω。如果照片所拍摄的是直流电流档(量程为5A)的表盘,根据读数规则可知,所测电流为3.45A。

（2）采用电流表、滑动变阻器和电压表测量电源电动势和内阻,在答卷的实物图上完成电路连线如图。由闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,可得U=E-Ir,所以U－Ⅰ图线斜率k=-r,U－Ⅰ图线在纵

轴上的截距a=E,电动势E和内阻r的表达式E=a,r=-k。

2.（甘肃兰州一模）某探究小组在气垫导轨上研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系,如图所示,在导轨的左端固定一挡板,在滑块的左端固定一个轻质弹簧,把气垫导轨调节水平以后,先缓慢向左移动滑块压缩弹簧,在刻度尺上测出弹簧的压缩量l再把滑块由静止释放,弹簧离开挡板后,测出遮光条通过光电门的时间△t。改变弹簧的压缩量,重复上面的实验。已知滑块和遮光条的总质量为m,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能E

p

。

(1)该实验还需要测量的物理量是______________________；

(2)该小组计算弹性势能的表达式是E p=______________________；

(3)在多次测量后,该小组画出了E

p －l、E

p

－l、E p－l2的函数关系图象,发现只有E p－l2的

关系是一条过原点的直线,由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是___________。【参考答案】（1）遮光条的宽度d

（2）E p=1

2

m（

d

t∆

）2。

（3）弹簧弹性势能与形变量的二次方成正比（或E p=kl2）

【名师解析】(1)该实验还需要测量的物理量是遮光条的宽度d 。

(2)根据机械能守恒定律,弹簧弹性势能转化为动能,滑块速度v=d

t∆

。该小组计算弹性势能的

表达式是

E p =

1

2

m v2=

1

2

m（

d

t∆

）2。

(3)在多次测量后,该小组画出了E

p －l、E

p

－l、E p－l2的函数关系图象,发现只有E p－l2的

关系是一条过原点的直线,由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是弹簧弹性势能与形变量的二次方成正比（或

E

p

=kl2）。

3.（9分）（全国高考模拟卷15）（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 ,R

1和R

2

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R

1=_______Ω,R

2

=_______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R

1和R

2

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：__________

【参考答案】（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R

1

,若电表指针不动,则损坏电阻

是R

2

（2分）

（3）因为只有一个电阻损坏,所以d点应与c连接。原因是R

1与A表并联,则当R

1

损坏时电表