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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网20102010 年高考物理预测系列试题年高考物理预测系列试题(11)(11)实验题实验题高中物理实验是高考的必考内容，而考查的重点仍是设计性实验。力学设计性实验在 07年、08 年和 09 年高考中多次出现，引起了师生们的足够重视。电学设计性实验是学生的难点，也是 2010 年高考的重点。电学学生实验共有 8 个，可归纳为四三二，即知道四种测量电路（描绘小灯泡的伏安特性曲线及分压电路、伏安法测电阻电路、半偏法测电表内阻和电表的校对电路、测定电源电动势和内阻电路），会画三种曲线（电场中平面上的等势线、电阻（小灯泡）的伏安特性曲线、
2、电源的伏安特性曲线），掌握两种仪器（多用电表、示波器）的使用。下面对 2010 年电学设计性实验题作出如下猜想，供参考。1用方程的思想测量电阻用方程的思想测量电阻例 1某同学利用如图 1 所示的电路测量电流表 G 的内阻,其中 R1、R2是电阻箱，电源的内阻很小忽略不计.其操作步骤如下：A实验时先将电阻箱 R1调到最大位置，闭合开关 S1，调节电阻箱R1的阻值，电流表 G 指针指到近满偏电流的某一刻度值 I（或满偏电流Ig）,记下电阻箱 R1的阻值 R1B将电阻箱阻值调到最小值位置，为了保护电流表，必须先闭合开关，后调节电阻箱 R1阻值为刚才实验时的一半121R，以免电路中的电流通过电流表太大
3、而烧坏电流表.再调节电阻箱阻值，使电流表指针仍指到原来的刻度值I(或满偏电流g),这时电阻箱阻值读数为则电流表的内阻 Rg=分析与解：本题电路与课本“半偏法”的电路相同，但却不是“半偏法”。依题意根据欧姆定律可得：1RREIggggRRRRRRRREI222212解方程组得：2RRg热身练习：1.一块电流表的内阻大约是几百欧，某同学用如图电路测量其内阻和满偏电流，部分实验步骤如下：选择器材：两个电阻箱、2 节干电池（每节电动势为 1.5V，内阻不计）、2 个单刀单掷开关和若干导线；按如图 1 所示的电路图连接好器材，断开开关 S1、S2，将电阻箱 1 的电阻调至最大；闭合开关 S1，调节电阻箱
4、 R1，并同时观察电流表指针，当指针处于满偏刻度时，读取电阻箱 R1的阻值为 500；GR1R2S1S2E,r图 1http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网保持电阻箱 R1的电阻不变，再闭合开关 S2，只调节电阻箱 R2，并同时观测电流表指针，当指针处于半偏刻度时，读取电阻箱 R2的阻值为 250。通过分析与计算可知：电流表内阻的测量值 RA_；电流表的满偏电流值 Ig_；参考答案：500；3mA2某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻 Rx：电源 E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器 R，电阻箱 RP，开关 S1、S2，导线若干。他设计的电路图如图 2 所示，具体
5、做法：先闭合 S1，断开 S2，调节 R 和RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为 I1，U1；再保持 RP阻值不变，闭合 S2，记下电流表和电压表示数为 I2、U2如果电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，请写出被测电阻 Rx=（用电表的读数表示）；参考答案：211221UIUIUURx3从下列实验器材中选出适当的器材，设计实验电路来测量两个电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。A待测电压表 V1，量程 03V，内电阻约 20k40kB待测电压表 V2，量程 03V，内电阻约 20k40kC电阻箱 R1，阻值范围 099999.9D电阻箱 R2，阻
6、值范围 099.99E滑动变阻器 R3，阻值范围 0250，额定电流 2.5AF滑动变阻器 R4，阻值 020，额定电流 2AG电池组，电动势为 6V，内电阻为 0.5H单刀开关若干和导线若干（1）请设计一个测量电路，并在下面的方框中画出电路图。（2）实验器材选择除 A、B、G、H 外，电阻箱应选用：，滑动变阻器应选用（用器材前的字母表示）。（3）需要测量哪些物理量，写出 R1V和 R2V的表达式，并写出推导过程。参考答案参考答案：（1）实验电路如图 3 所示（2）C（或 R1）、F（或 R4）（3）断开开关 S2，读出两只电压表的示数1u、2u，由欧姆定律得：2121VVRURU闭合开关 S
7、2后，测出两只电压表的示数为1u、2u，电阻箱的示数为 R，由欧姆定律VARPS2S1RxR图 2图 3http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网得：RRRRURUVVV22121由上述两式解得：RUUUUUURRUUUUUURVV21212122212121说明：若 R1与电压表 V1并联,电路图正确,推导出1VR和2VR的另一正确表达式同样得正确。2研究变内阻的特殊电源的电动势和内阻研究变内阻的特殊电源的电动势和内阻例 2 硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图 4 所示电路探究硅光电池的路端电压 U 与总电流 I 的关系。图中 R0为已知定值电阻，电压表
8、视为理想电压表。（1）请根据题图 4，用笔画线代替导线将题图 5 中的实验器材连接成实验电路。（2）若电压表2V的读数为0U，则 ImA；（3）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的 U-I 曲线 a。见题图 6，由此可知电池内阻（填“是”或“不是”）常数，短路电流为mA，电动势为V。（4）实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得 U-I 曲线 b，见题图 6.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为 1.5V，则实验二中外电路消耗的电功率为mW（计算结果保留两位有效数字）。分 析 与 解：（1）见右图；（2）根据欧姆定律可知 I00UR；（3）
9、路端电压 UEIr，若 r 为常数、则 U-I 图为一条不过原点的直线，由曲线 a 可知电池内阻不是常数；当 U0 时的电流为短路电流、约为 295A0.295mA；当电流 I0 时路端电压等于电源电动势 E、约为 2.67V；实验一中的路端电压为 U11.5V 时电路中电流为 I10.21mA，连接 a 中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的 U-I 图，和图线 b 的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为 I97A、U0.7V,则外电路消耗功率为 PUI0.068 mW热身练习：图 4图 5图 6http:/
10、 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网1某同学设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻 R1和滑动变阻器 R2等。压敏电阻 R1的阻值随压力 F 变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电动势 E6V，r2，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题：（1）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。（2）当电磁继电器线圈中的电流大小为 15mA 时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为 800N，则所选滑动变阻器 R2的最大阻值至少为_（3）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。现将控制电路中的电源，换成硅光电源，用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的 UI 曲线（如图丙）。不改变滑片的位置，当货架能承受的压力逐渐增加时，该硅光电池的内阻将_，内电路上消耗的功率将_。（以上两格填写“增加”“减小”“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”）。（4）若控制电路中的电源，换成硅光电源，不改变滑片的位置，即如（2）中数值，现测得硅光电源两端电压为 5.4V，则货架上承受的压力为_N.参考答案：(1)连接电路图（2）318（3）增大，增大(4)90 N