（课标版）高考物理二轮复习 专题限时训练14 电学实验与创新（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

专题限时训练14电学实验与创新时间：45分钟1．一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d.(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D＝5.167mm.(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材：A．电流表(0～0.6A，内阻约0.05Ω)；B．电流表(0～3A，内阻约0.01Ω)；C．电压表(0～3V，内阻约10kΩ)；D．电压表(0～15V，内阻约50kΩ)；E．滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为0.6A)；F．滑动变阻器(0～100Ω，额定电流为0.3A)．为准确测出金属管线阻值，电流表应选A，电压表应选C，滑动变阻器应选E.(均填器材前的字母)(3)如下图所示，请按实验要求将实物图中的连线补充完整．答案：如下图所示．(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D)，则金属管线内径表达式为d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU)).解析：(1)螺旋测微器校零时的示数为3.3×0.01mm＝0.033mm；螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D＝5.200mm－0.033mm＝5.167mm.(2)两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即C；因为电路中最大电流大约为Im＝eq\f(E,R)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，为了测量精确，电流表应选择A；滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E.(3)由于待测电阻属于小电阻，所以电流表采用外接法，滑动变阻器采用限流式接法．(4)该实验需要测量空心金属管线的内径，通过伏安法测出电阻的大小，结合电阻定律求出横截面积，从而根据外径求出内径的大小，根据欧姆定律得R＝eq\f(U,I)，而R＝ρeq\f(L,S)，则S＝eq\f(ρLI,U)，因为S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2－πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2，解得d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU)).2．如图甲为多用电表的电路原理图．已知选用的电流表内阻Rg＝10Ω、满偏电流Ig＝10mA，当选择开关接3时为量程250V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数值没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为6.9_mA；选择开关接3时其读数为173_V(171～175_V均可)．(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，某同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为150_Ω.③计算得到多用电表内电池的电动势为1.5V．(保留2位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流，其分度值为0.2mA，示数为6.9mA；选择开关接3时测电压，其分度值为5V，其示数为173V；(2)②由题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1000Ω＋1×100Ω＋5×10Ω＋0×1Ω＝150Ω；③由题图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5mA＝0.005A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150Ω，电源电动势E＝I(R＋R内)＝0.005×(150＋150)V＝1.5V.3．(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，R0为定值电阻(阻值100Ω)；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50.0μA时得到的某硅二极管U­t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50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝5.00mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻变小(填“变大”或“变小”)，电压表示数增大(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向B(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1.(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eq\b\lc\|\rc\|(\a\