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1、39.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10 mA，内阻为100 ；(2)闭合开关，调节电阻箱的值，发现当R100 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
2、的点绘出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_；(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I5.96 mA。(3)R图像如下图所示(4)根据公式EI(rRAR电阻箱)代入题图中的两组I和R的值，可得E1.47 V，r47.0 。(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PUI，代入伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点的数据得
3、P6.20 W。2.(2021四川成都市第二次诊断)测定干电池的电动势和内阻的电路如图4(a)所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R01.2 。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制出图(b)所示的UI图像。图4(1)由图(b)求得电池的电动势E_V(保留3位有效数字)，内阻r_(保留2位有效数字)。(2)实验中因电表内阻的影响，电动势测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。(3)根据实验数据可绘出图(c)所示的x图像。若图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率_，电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响。答案(1)
4、1.490.25(2)小于(3)kS没有解析(1)由闭合电路欧姆定律可知UEI(rR0)，则可知图b中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故E1.49 V；图像的斜率绝对值表示(rR0)，则rR0 1.45 ，解得r1.45 1.2 0.25 。(2)由图示可知，相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量的干路电流偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的UI图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值。(3)根据欧姆定律可知，电阻R，则可知k，解得kS；若考虑电流表的内阻，则RA，图像的斜率不变，所以得出的电阻率没有影响。3.(20211月辽宁普通高校招生适应性
5、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5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RG，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5图6图7实验时，先按图5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/cm8.5010.0012.0013.5015.0017.0018.5020.0022.0023.5025.00U/mV271.0220.0180.0156.7144.9114.094.889.578.672.565.0回答下列问题：(1)光敏
6、电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG_(用E、r、R、U表示)；(2)在图6的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出Ud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7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)RRr(2)见解析图(3)增大(4)R2解析(1)由闭合电路欧姆定律得E(rRRG)，得RGRRr。(2
7、)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RGRRr可得RG增大。(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。4.(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Rq，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6 V，内阻不计)B.滑动变阻器RC.导线若干及开关SD.电压表V
8、(量程3 V，内阻1 k)E.毫安表mA(量程50 mA，内阻100.0 )图8(1)探究小组设计了如图8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9所示阻值随甲醛浓度变化的图像。当气敏电阻阻值为Rq2.3 k时盒内甲醛浓度为_；图9(3)已知国家室内甲醛浓度标准是0.1 mg/m3。探究小组利用该气敏电阻设计了如图10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E5.0 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
9、通)电压为2.0 V，即发光二极管两端电压U012.0 V时点亮，绿色发光二极管D2的启动电压为3.0 V，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_k。图10答案(1)电压5 V(2)6108 kg/m3(3)R23.9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U0IgRg0.05100 V5 V。(2)由图8可读出，当气敏电阻Rq2.3 k时，甲醛浓度为6108 kg/m3。(3)R1、R2串联分压，当气敏电阻的阻值Rq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，为红色发光二极管D1处于点亮的临界状态，由图8可知1107 kg/m3时，Rq2.6 k，故R2Rq3.9 k。