2020年高考物理专题精准突破实验:测量电阻的多种方法(解析版)
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2020年高考物理专题精准突破 专题 实验:测量电阻的多种方法
一、 伏安法测电阻
伏安法测电阻是电学实验的基础,是高考考查的热点,也是难点.它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等.本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用,主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等.
例1(2019·成都市七中月考)在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A .待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右 B .电压表V 1,量程6 V ,内阻约2 kΩ C .电压表V 2,量程15 V ,内阻约10 kΩ D .电流表A 1,量程0.6 A ,内阻约0.2 Ω E .电流表A 2,量程3 A ,内阻约0.02 Ω F .电源:电动势E =12 V
G .滑动变阻器1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A H .滑动变阻器2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A I .导线、电键若干
(1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半.除A 、F 、I 以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号). (2)在虚线框内画出该实验电路图.
【答案】 (1)BDG (2)图见解析
【解析】(1)两表读数大于量程一半,故应选量程较小的电压表,故选B ;根据所选电压表可知电流最大值约为I =U R =6
10 A =0.6 A ,故电流表选D ;为尽可能多测几组数据,应用分压式接法,故滑动变阻器应选阻
值较小的G.
(2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路如图所示.
二、伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)
已知内阻的电压表可做电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用,这是设计电路中的高频考点.
例2.(2019·吉林省长春市二模)现要较准确地测量量程为0~3 V、内阻大约为3 kΩ的电压表V1的内阻R V,实验室提供的器材如下:
电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω);
电流表A2(量程0~1 mA,内阻约100 Ω);
电压表V2(量程0~15 V,内阻约15 kΩ);
定值电阻R1(阻值200 Ω);
定值电阻R2(阻值2 kΩ);
滑动变阻器R3(最大阻值100 Ω,最大电流1.5 A);
电源E1(电动势6 V,内阻约0.5 Ω);
电源E2(电动势3 V,内阻约0.5 Ω);
开关S,导线若干。
(1)选用上述的一些器材,甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。
在图甲的电路中,电源选择E1,则定值电阻R应该选择________;在图乙的电路中,电源选择E2,电流表应该选择________。(填写对应器材的符号)
(2)根据图甲电路,多次测量得到多组电压表V1和V2的读数U1、U2,用描点法得到U1-U2图象,若图象的斜率为k1,定值电阻的阻值为R,则电压表V1的内阻R V=________;根据图乙电路,多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1′、I,用描点法可得到U1′-I图象,若图象的斜率为k2,则电压表V1的内阻R V′
=________。(用题中所给字母表示)
(3)从实验测量精度的角度分析,用图________( 填“甲”或“乙”)电路较好;原因是________。 【答案】 (1)R 2 A 2 (2)k 1
1-k 1R k 2
(3)乙 图甲中V 2读数的相对误差较大
【解析】 (1)在图甲的电路中,由于电源电动势为6 V ,电阻R 起到串联分压的作用,应该选择阻值为2 kΩ的定值电阻R 2;图乙中,电源选择E 2,电动势为3 V ,电压表内阻约为3 kΩ,则通过电压表的最大电流为1 mA ,所以电流表应选择量程0~1 mA 的A 2。
(2)在图甲的电路中,电阻R 两端的电压为U 2-U 1,通过电阻R 的电流为I =U 2-U 1R ,根据欧姆定律有R V
=
U 1I =U 1R U 2-U 1,变形得U 1=R V R +R V U 2,则在U 1-U 2图象中R V R +R V =k 1可得:R V =k 1
1-k 1
R ;在图乙中根据欧姆定律可得:U 1′=IR V ′,即R V ′=k 2。
(3)两个电路都没有由仪器引起的系统误差,用甲、乙图测量时,电压表的电压变化范围都很小,但用量程为15 V 的电压表V 2读数,相对误差较大,所以用乙图较好。 三、 安安法测电阻(电流表的灵活选用)
已知内阻的电流表可做电压表使用,在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表使用,这是设计电路的高频考点.
例3.用安安法测定一个待测电阻R x 的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材: 电池组E :电动势3 V ,内阻不计;
电流表A 1:量程0~15 mA ,内阻约为100 Ω; 电流表A 2:量程0~300 μA ,内阻为1 000 Ω; 滑动变阻器R 1:阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A ; 电阻箱R 2:阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A ; 开关S 、导线若干.
要求实验中尽可能准确地测量R x 的阻值,请回答下列问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表________(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到________ Ω,这样可以改装成一个量程为3.0 V 的电压表. (2)在图中画完整测量R x 阻值的电路图,并在图中标明器材代号.
(3)调节滑动变阻器R 1,两表的示数如图所示,可读出电流表A 1的示数是________ mA ,电流表A 2的示数是________ μA ,测得待测电阻R x 的阻值是________Ω.
【答案】 (1)A 2 9 000 (2)如图所示
(3)8.0 150 191
【解析】(1)把A 2和R 2串联起来充当电压表,此电压表量程为3 V ,R 2=3
300×10-6 Ω-1 000 Ω=9 000 Ω.
(3)由图可知,电流表A 1的示数为8.0 mA ,电流表A 2的示数是150 μA ,待测电阻阻值为 R x =150×10-
6× 1 000+9 0008.0×10-3-150×10-
6 Ω≈191. 四、半偏法测电流表内阻 电路图如图所示
步骤:(1)断开S 2,闭合S 1,调节R 0,使A 表满偏为I 0.
(2)保持R 0不变,闭合S 2,调节R ,使A 表读数为I 0
2.
(3)由上可得R A =R .
例4.(2019·兰州高三诊断考试)某兴趣小组在学习了多用电表后,在实验室找到一个电流表G ,尝试自己动手改装一个电压表。
(1)先用半偏法测量电流表G 的内阻,实验电路图如图所示,准备有下列器材: A .待测电流表G(量程1 mA ,内阻约几十欧) B .滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω) C .滑动变阻器(阻值范围0~20 kΩ) D .电阻箱(0~999.9 Ω) E .电阻箱(0~9999 Ω) F .电源(电动势9 V ,有内阻) G .开关、导线
①实验中要求有较高的精确度,在以上器材中,R 1应选用________,R 2应选用________。 ②实验要进行的步骤有: A .闭合开关S 1 B .闭合开关S 2
C .将R 1的阻值调到最大
D .调节R 1的阻值,使电流表指针满偏
E .调节R 2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F .记下R 2的阻值并断开S 1
G .按图所示连接好实验电路
以上步骤,合理的顺序是____________(用步骤前的英文字母表示)。 ③若在步骤F 中读得R 2的阻值是50.0 Ω,则电流表内阻R g =________ Ω。
(2)要将该电流表改装成量程是3 V 的电压表,则应串联一个阻值是________ Ω的电阻。 【答案】 (1)①C D ②GCADBEF ③50.0 (2)2950
【解析】(1)①为准确测量电流表的内阻,滑动变阻器的最大阻值应远大于电流表的内阻,这样才可近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流是不变的,所以滑动变阻器R1应选择C;最终电阻箱阻值应调到与电流表内阻相等,为准确测量电流表的内阻,电阻箱R2应选择D。②先按图所示连接好实验电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1,调节R1的阻值,使电流表指针满偏;闭合开关S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处,记下R2的阻值并断开S1,整理电路。则合理的顺序为GCADBEF。
③滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流不变。调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处时,流过R2的电流与流过电流表的电流相等,R2与电流表并联,电流相等,则电阻相等,读得R2的阻值是50.0 Ω,则R g=R2=50.0 Ω。
(2)将该电流表改装成量程是3 V的电压表,应串联电阻的阻值R′=U
I g-R g=
3
1×10-3
Ω-50 Ω=2950 Ω。
五、等效替代法
电路图如图所示.
(1)S接1,调节R2,读出表示数为I;
(2)S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使表示数仍为I;
(3)由以上可得R x=R1.
该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化.
例5.(2019·河南安阳二模)为了测量一电压表V的内阻,某同学设计了如图1所示的电路。其中V0是标准电压表,R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电源。
(1)用笔画线代替导线,根据如图1所示的实验原理图将如图2所示的实物图连接完整。
(2)实验步骤如下:
①将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________________
的读数U ;
②然后将S 拨向接点2,保持R 0不变,调节______________,使____________________________,记下此时R 的读数;
③多次重复上述过程,计算R 读数的________,即为待测电压表内阻的测量值。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差,除偶然误差因素外,还有哪些可能的原因,请写出其中一种可能的原因:________________________。 【答案】 (1)实物图连接见解析
(2)①R 0 标准电压表V 0 ②R 标准电压表V 0的读数仍为U ③平均值
(3)电阻箱阻值不连续;电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化;电源连续使用较长时间,电动势降低,内阻增大等
【解析】 (1)电路连线如图。
(2)①将S 拨向接点1,接通S 1,调节R 0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电压表V 0的读数U ;②然后将S 拨向接点2,保持R 0不变,调节R ,使标准电压表V 0的读数仍为U ,记下此时R 的读数;③多次重复上述过程,计算R 读数的平均值,即为待测电压表内阻的测量值。
(3)原因:电阻箱阻值不连续;电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化;电源连续使用较长时间,电动势降低,内阻增大等。 六、“电桥”法测电阻
在a 、b 间接一灵敏电流计,如图所示.当其读数为零时即U ab =0,相当于ab 间断路,此时φa =φb, 则有IR 1=I ′R 3,IR 2=I ′R 4,两式相除得R 1R 2=R 3
R 4 ,即 R 1R 4=R 2R 3,此时交叉电阻的乘积相等,所以知道其中任意三个
电阻就可以求出第四个电阻的阻值.
例6.(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA ,内阻大约为2 500 Ω)
的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2 000”).
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”).
④将电阻箱R z和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
____________________________________________________________________________________________.【答案】1)图见解析(2)①20②左③相等
④2 550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
【解析】(1)根据题中的原理图(a),将题图(b)中的实物连线,如图所示.
(2)R 1起分压作用,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,即R 1的电阻为20 Ω,为了保护微安表,闭合开关前,滑动变阻器R 1的滑片C 应移到左端,确保微安表两端电压为零;反复调节D 的位置,使闭合S 2前后微安表的示数不变,说明闭合后S 2中没有电流通过,B 、D 两点电势相等;将电阻箱R z 和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z 的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S 2前后,微安表的示数也保持不变,说明2 500.0 ΩR μA =R μA
2 601.0 Ω
,则解得R μA =2 550 Ω. (3)要提高测量微安表内阻的精度,可调节R 1上的分压,尽可能使微安表接近满量程. 【微专题精炼】
1.用以下器材可测量电阻R x 的阻值. 待测电阻R x ,阻值约为600 Ω;
电源E ,电动势约为6.0 V ,内阻可忽略不计; 电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V 内阻r 2约为10 kΩ; 电流表A ,量程为0~0.6 A ,内阻r 3约为1 Ω; 定值电阻R 0,R 0=60 Ω;
滑动变阻器R ,最大阻值为150 Ω; 单刀单掷开关S 一个,导线若干.
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的1
3,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻R x 的
实验电路图.
(2)若选择测量数据中的一组来计算R x ,则由已知量和测量物理量计算R x 的表达式为R x =________,式中各符号的意义是__________________________________.(所有物理量用题中代表符号表示)
【答案】 (1)图见解析 (2)(U 2-U 1)R 0r 1
U 1(R 0+r 1) U 1为电压表V 1的读数,U 2为电压表V 2的读数,r 1为电压表V 1
的内阻,R 0为定值电阻
【解析】 (1)电路的最大电流为I =6 V
600 Ω=0.01 A ,电流表量程太大,可以把电压表V 1并联一个定值电阻
改装成电流表,电压表选择V 2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,电路如图所示.
(2)流过被测电阻的电流为I=U1
r1+
U1
R0=
U1(R0+r1)
R0r1,被测电阻值为R x=
U2-U1
I=
(U2-U1)R0r1
U1(R0+r1)
.
2.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:
待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干.
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:
____________________________________________________________________________________________ (3)将这种方法测出的电压表内阻记为R V′,与电压表内阻的真实值R V相比,R V′________R V(填“>”“=”或“<”),主要理由是
_________________________________________________________________.
【答案】见解析
【解析】(1)实验电路图如图所示.
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻.
(3)断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故R V′>R V.
3.电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:电流表A2:与A1规格相同
滑动变阻器R1:阻值0~20 Ω
电阻箱R2:阻值0~9 999 Ω
保护电阻R3:阻值约为3 kΩ
电源:电动势E约1.5 V、内电阻r约2 Ω
(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到________(填“最大”或“最小”);
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I;
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数________,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=________
【答案】(1)图见解析 (2)a.最大c .再次为I (或仍为I ) R 0
【解析】 (1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图如图所示.
(2)a.实验前R 2应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A 2示数不变,则可直接从R 2的读数得到电流表的内阻值.
4.(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图a 所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U 与温度t 的关系,图中和为理想电压表;R 为滑动变阻器,R 0为定值电阻(阻值100 Ω);S 为开关,E 为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t 由温度计(图中未画出)测出。图b 是该小组在恒定电流为50.0 μA 时得到的某硅二极管U -t 关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA ,应调节滑动变阻器R ,使电压表的示数为U 1=________ mV ;根据图b 可知,当控温炉内的温度t 升高时,硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”),电压表示数________(填“增大”或“减小”),此时应将R 的滑片向________(填“A ”或“B ”)端移动,以使示数仍为U 1。
(2)由图b 可以看出U 与t 成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为????ΔU Δt =________×10-
3 V/℃。(保留两位有效数字)
【答案】 (1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
【解析】 (1)、是理想电压表,则R 0与硅二极管串联,电流相等,R 0两端电压U 1=IR 0=50.0×10-
6×100 V =5.00×10-
3 V =5.00 mV 。由U -t 图象知:当控温炉内温度升高时,U 变小,又I =50.0 μA 不变,故硅二极管正向电阻变小;由闭合电路欧姆定律知,电路中电流增大,示数增大;要保持
示数不变,需增大
滑动变阻器的阻值,即滑片向B 端移动。
(2)由U -t 图象的斜率可知:????ΔU Δt =0.44-0.3080-30
V/℃=2.8×10-3 V/℃。 5.(2019·河南省郑州市一模)某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内电阻,实验原理电路图如图甲所示。
电压表:V(量程3 V ,内阻R V =10 kΩ) 电流表:G(量程3 mA ,内阻R g =100 Ω)
滑动变阻器:R (阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A) 定值电阻:R 0=0.5 Ω 开关S 和导线。
(1)该同学将电流表G 与定值电阻R 0并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是________ A 。(结果保留一位有效数字)
(2)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G 读数为横坐标,以电压表V 读数为纵坐标,绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E =________ V ,电源的内阻r =________ Ω。(结果均保留两位小数)
【答案】 (1)0.6 (2)1.48 0.84
【解析】 (1)改装后的电流表量程:I =I g +
I g R g R 0=0.003 A +0.003×100
0.5
A =0.603 A≈0.6 A 。 (2)由(1)可知,改装后电流表的量程是电流表G 量程的200倍,故U =E -200Ir ,图线纵轴上的截距等于电源的电动势,由图读出电源的电动势为:E =1.48 V ;图线的斜率大小k =200r ,则电源的内阻为:r =
1.48-1.06
2.5×10-
3×200
Ω=0.84 Ω。 7.(2018·高考全国卷Ⅱ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R x 的阻值,图中R 0为标准定值电阻(R 0=20.0 Ω);
可视为理想电压表;S 1为单刀开关,S 2为单刀双掷开关;E 为电源;R 为滑动变阻器.采
用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图甲,将图乙中实物连线.
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S 1.
(3)将开关S 2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U 1;然后将S 2掷于2端,
记下此时电压表
的示数U 2.
(4)待测电阻阻值的表达式R x =________(用R 0、U 1、U 2表示); (5)重复步骤(3),得到如下数据:
(6)利用上述5次测量所得U 2
U 1的平均值,求得R x =________Ω.(保留1位小数)
【答案】:(1)图见解析 (4)U 2-U 1
U 1R 0 (6)48.2
【解析】:(1)依电路图连接实物图如图
(4)由于电压表可视为理想电压表且滑动变阻器滑动端的位置不变时,通过R 0和R x 电流不变,因此有U 1
R 0=
U 2-U 1R x ,待测电阻阻值的表达式R x =U 2-U 1
U 1
R 0 (6)根据所给数据计算出U 2U 1的平均值为3.41,将数据代入R x =(U 2
U 1
-1)R 0,求得R x =48.2 Ω.
7.(2019·河南鹤壁中学模拟)为了比较准确的测量阻值约为100 Ω的定值电阻R x ,实验室提供如下的实验器材: A .电动势E =6 V ,内阻很小的直流电源 B .量程5 mA ,内阻为R A1=50 Ω的电流表 C .量程0.6 A ,内阻为R A2=0.2 Ω的电流表 D .量程6 V ,内阻R V 约为15 kΩ的电压表 E .定值电阻R 1=5 Ω F .定值电阻R 2=500 Ω
G .最大阻值15 Ω,最大允许电流2 A 的滑动变阻器 H .最大阻值15 kΩ,最大允许电流0.5 A 的滑动变阻器 I .开关一个,导线若干
(1)为了能比较精确地测量R x 的电阻值,电流表应选用________(填“B”或“C”)、定值电阻应选用________(填“E”或“F”)、滑动变阻器应选用________(填“G”或“H”);
(2)请根据所选用的实验器材,设计测量电阻的电路,并在方框中画出电路图;
(3)如果电压表的示数为U (单位为V),电流表的示数为I (单位为A),则待测电阻的计算式为R x =________(表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示,不得直接用数值表示).
【答案】:(1)B E G (2)图见解析 (3)R 1(U -IR A1)
I (R A1+R 1)
【解析】:(1)电路中最大电流I =E R x =6
100 A =0.06 A =60 mA ,所以电流表选择B ,由于电流表量程较小,
所以要改装电流表,扩大量程,则需要并联电阻,所以定值电阻选择E ,由于被测电阻约100 Ω,为方便调节,则滑动变阻器选择G.
(2)为了能比较精确地测量R x 的电阻值,滑动变阻器使用分压式,由于电压表的内阻不知,所以不能使用外接法,则实验电路图如图所示.
(3)根据欧姆定律得:R x =R 1(U -IR A1)
I (R A1+R 1)
2014年全国高考物理真题汇编(12套)
2014新课标全国理综Ⅰ物理 14.(2014新课标全国理综Ⅰ)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( D ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化 解析:绕在磁铁上的线圈没有和磁铁相对运动,因此并没有引起穿过闭合线圈磁通量的变化,故无感应电流,A选项错误.同理,B选项错误;C选项中虽然可产生感应电流,但时间很短,因此再到另一房间是无法及时观察到感应电流的,选项C错误.在给线圈通、断电瞬间,将在另一线圈中引起磁通量变化,可产生感应电流,D选项正确. 15.(2014新课标全国理综Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 解析:安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面,因此,安培力总与磁场和电流的方向垂直,A项错误,B项正确;安培力F=BILsin θ,其中θ是导线与磁场方向的夹角,所以C项错误;以直导线与磁场垂直放置为例,将直导线从中点折成直角,导线受到安培力的有效长度变为原来的,安培力变为原来的,D项错误. 16.(2014新课标全国理综Ⅰ)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( D ) A.2 B. C.1 D. 解析:根据qvB=,=·,穿过铝板后动能减半,则=,穿过铝板后半径减半,则=,因此=,D项正确.
高考物理 电磁感应试题汇编
2011普通高校招生考试试题汇编-电磁感应 24(2011全国卷1).(15分)(.注意:在试题卷上作答无效............). 如图,两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置,导轨间距离为L 1电阻不计。在 导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场 中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g 。求: (1)磁感应强度的大小: (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。 解析:每个灯上的额定电流为P I R = 额定电压为:P U R = (1)最后MN 匀速运动故:B2IL=mg 求出:2mg PR B PL = (2)U=BLv 得:2PR P v BL mg = = 6.如图,EOF 和E O F '''为空间一匀强磁场的边界,其中EO ∥E O '',FO ∥F O '',且EO ⊥OF ; OO '为∠EOF 的角平分线,OO '间的距离为l ;磁场方向垂直 于纸面向里。一边长为l 的正方形导线框沿OO '方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i 与实践t 的关系图线可能正确的是
7(2011海南).自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是 A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系 C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系 解析:考察科学史,选ACD 16(2011海南).如图,ab 和cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN 和''M N 是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m 和2m 。竖直向上的外力F 作用在杆MN 上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R ,导轨间距为l 。整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g 。在t=0时刻将细线烧断,保持F 不变,金属杆和导轨始终接触良好。求 (1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比; (2)两杆分别达到的最大速度。 解析:设某时刻MN 和''M N 速度分别为v 1、v 2。 (1)MN 和''M N 动量守恒:mv 1-2mv 2=0 求出: 1 2 2v v =① (2)当MN 和''M N 的加速度为零时,速度最大 对''M N 受力平衡:BIl mg = ② E I R =③ 12E Blv blv =+④ 由①——④得:12223mgR v B l = 、222 3mgR v B l = 11(2011天津).(18分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 间距为l =0.5m ,
初中物理中考考点详解——伏安法测电阻
伏安法测电阻 一、伏安法测电阻 1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 2、原理:I=U/R 3、电路图: 2.如图所示,电源电压保持不变,开关S 由闭合到断开时,关于电流表的示数变化,下列说法正确的是( ) A .A 1示数变大,A 2示数变小 B .A 1示数变小,A 2的示数不变 C .两表示数都变小 D .两表示数都变大 4.在图所示的电路中,当S 1、S 2均闭合时,为了使电流表、电压表的示数均减小,下列操作可行的是 ( ) A .断开S 1,滑片向左移 B .断开S 2,滑片向右移 C .保持P 不动,使S 1由闭合到断开 D .保持P 不动,使S 2由闭合到断开 5.小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A 、B 两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,闭合开关后,下一步的操作应当是 ( ) A .记录电流表和电压表的示数 B .将滑动变阻器滑片向右移动 C .将滑动变阻器滑片向左移动 D .适当增加电池的节数 8.某同学在实验室里连接一个电路(如图所示),她想让小灯泡暗些,则应该将滑动变阻器的滑片P 向_______端移动。在这一过程中,连入电路的电阻值逐渐变____________。
9.用电流表、电压表测电阻的实验: (1)在连接电路的过程中,开关始终是_____(填“断开”或“闭合”)的; (2)根据图所示实物连接情况,闭合开关前滑片P 若在B 端,线的M 端应接滑动变阻器的_____端;(填“A ”或“B ”,并在图中连接) (3)根据实物连接图画出电路图; (4)滑片P 移动到某一位置时,电流表、电压表读数如图所示. --0.6 3 315 I=_____A ,U=_____V ,电阻R=_____Ω 1.如图所示的电路中,电源电压6V 保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。当开关闭合,滑片由b 端向a 端移动的过程中,以下说法正确的是 ( ) A .电压表的示数减小 B .电压表示数与电流表示数的比值不变 C .当滑片移到中点时,电压表示数为2V D .当滑片移到a 端时,电流表示数为0.2A 2.一只小灯泡上标“6V 0.4A ”的字样,这只小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。现要将该小灯泡接入8V 的电源上,为使其能够正常发光,应串联一个______Ω的电阻。 8.如图所示,电流表量程为0~0.6A ;0~3A ,电压表量程为0~3V ;0~15V ,滑动变阻器阻值为0~10Ω,两节干电池(串联使用),一个开关还有若干导线.利用这些器材测一个约为5Ω左右的电阻的阻值.
高考物理专题物理学史知识点难题汇编含答案
高考物理专题物理学史知识点难题汇编含答案 一、选择题 1.万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一:“地上物理学”和“天上物理学”的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律.牛顿发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道,还应用到了其他的规律和结论.下面的规律和结论没有被用到的是( ) A.开普勒的研究成果 B.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律 2.在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重要的贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法。下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是() A.物理学中所有物理量都是采用比值法定义的 B.元电荷、点电荷都是理想化模型 C.奥斯特首先发现了电磁感应现象 D.法拉第最早提出了“电场”的概念 3.电闪雷鸣是自然界常见的现象,古人认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,下面哪位科学家()冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。 A.库仑 B.安培 C.富兰克林 D.伏打 4.在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是() A.自然界的电荷只有两种,美国科学家密立根将其命名为正电荷和负电荷,美国物理学家富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值 B.卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值 C.奥斯特发现了电流间的相互作用规律,同时找到了带电粒子在磁场中的受力规律D.开普勒提出了三大行星运动定律后,牛顿发现了万有引力定律 5.发明白炽灯的科学家是() A.伏打 B.法拉第 C.爱迪生 D.西门子 6.在物理学发展的历程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。以下对几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的是 A.牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因” B.安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律 C.爱因斯坦创立相对论,提出了一种崭新的时空观 D.第谷通过大量的观测数据,归纳得到了行星的运行规律 7.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不.正确的是() A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
高中高考物理试卷试题分类汇编.doc
2019年高考物理试题分类汇编(热学部分) 全国卷 I 33. [物理—选修 3–3]( 15 分) (1)( 5 分)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视 为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。现使活塞缓慢移动,直 至容器中的空气压强与外界相同。此时,容器中空气的温度__________ (填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度__________ (填“大于”“小于”或“等于”)外界空气 的密度。 (2)( 10分)热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰性 气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔 中的材料加工处理,改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的 容积为 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的 容积为×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为×107Pa,使用后瓶中剩余气体压强为×106Pa;室温温度为 27 ℃。氩气可视为理想气体。 (i)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强; (i i )将压入氩气后的炉腔加热到 1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。 全国卷 II 33. [ 物理—选修 3-3] ( 15 分) (1)( 5分)如 p-V 图所示, 1、2、 3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同 状态,对应的温度分别是 T1、T2、 T3。用 N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位 时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2, T1______T3, N2 ______N3。(填“大于”“小于”或“等于”)
高考物理试题专题汇编3
普通高校招生考试试题汇编-选修3-5 18 (全国卷1).已知氢原子的基态能量为E ,激发态能量2 1/n E E n =,其中n=2,3…。用 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 A. 143hc E - B.12hc E - C.14hc E - D. 1 9hc E - 解析:原子从n=2跃迁到+∞所以 1 24 E hc E E λ +∞=-=- 故:14hc E λ=-选C 19(海南).模块3-5试题(12分) (1)(4分)3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中,有两个能分别反映 131I 和137Cs 衰变过程,它们分别是_______和 __________(填入正确选项前的字母)。131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是________和 _______. A.X 1→ 137 156 0Ba n + B.X 2→1310541Xe e -+ C.X 3→137 56Ba + 1 e - D.X 4→13154Xe +1 1p 解析:由质量数和核电荷数守恒可以得出正确选项 B C 78 82 (2)(8分)一质量为2m 的物体P 静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab 为粗糙的水平面,长度为L ;bc 为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m 的木块以大小为v 0的水平初速度从a 点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h ,返回后在到达a 点前与物体P 相对静止。重力加速度为g 。求 (i )木块在ab 段受到的摩擦力f ; (ii )木块最后距a 点的距离s 。 解析:(i )设木块和物体P 共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得:0(2)mv m m v =+ ① 22011 (2)22 mv m m v mgh fL =+++② 由①②得:20(3) 3m v gh f L -=③ (ii )木块返回与物体P 第二次达到共同速度与第一次相同(动量守恒)全过程能量守恒
物理高考题分类汇编
2019高考物理题分类汇编 一、直线运动 18.(卷一)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高 度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1,第四个4H 所用的时间为t 2。不计空气阻力,则21 t t 满足() A .1<21t t <2 B .2<21 t t <3 C .3<21t t <4 D .4<21t t <5 25. (卷二)(2)汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶司机忽然发现前方有一警示牌立即刹车。从刹车系统稳定工作开始计时,已知汽车第1s 内的位移为24m ,第4s 内的位移为1m 。求汽车刹车系统稳定工开始计时的速度大小及此后的加速度大小。 二、力与平衡 16.(卷二)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3,重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1500N ,则物块的质量最大为() A .150kg B .1003kg C .200kg D .2003kg 16.(卷三)用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于 两光滑斜面之间,如图所示。两斜面I 、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g 。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则() A .1233= =F mg F mg , B .1233==F mg F mg , C .121 3== 2F mg F mg , D .1231==2 F mg F mg ,
19.(卷一)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物 块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力 缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已 知M始终保持静止,则在此过程中() A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 三、牛顿运动定律 20.(卷三)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,木板与实验台之间的摩擦可以忽略。物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时 撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关 系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如 图(c)所示。重力加速度取g=10m/s2。由题给数 据可以得出() A.木板的质量为1kgB.2s~4s内,力F的大小为 C.0~2s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为 四、曲线与天体 19.(卷二)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台 起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向 的速度,其v-t图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪 道上的时刻。() A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C.第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次 的大 D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大