1、第 3 讲 Error!近几年高考对实验的考查，多以一大一小的形式，其中第一小题为常规实验题，侧重考查基本实验仪器的读数或常规型实验。第二小题侧重对学生实验迁移能力的考查，常以设计型实验来体现，主要为电学实验，也有力学实验。在解答实验题时，要坚持 2 个原则，做到细心审题、熟练题型、活学活用原理、巧妙结合数形。原则(一) 审题做到“一明、二看、三提取”一明明确考查意图现在的物理实验题涉及力学、电(场、路) 磁(场、感) 学等知识。尽管题目千变万化，但通过仔细审题，都能直接地判断出命题者想要考查的知识点和意图。二看看清实验题图实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器(或部分) 及其
2、组装情况，让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。三提取提取解题信息试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息：(1)新的概念、规律、公式一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式) 应用题、新规律验证题，都会为我们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。(2)新的表格数据通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系，如正比例、反比例关系，平方、开方关系，或者是倒数关系。根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律。(3)新的物理图像实验题本身
3、提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义，才能正确分析实验问题。典例 (2018鹰潭模拟)某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度 a 可由打点计时器和纸带测出。现保持铝箱总质量 m 不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组 a、F 值(F 为力传感器的示数，等于悬挂轻质滑轮的轻绳中的拉力)。(1)某同学根据实验数据画出了图乙所示 aF 关系图像，则由该图像可得铝箱总质量m_kg，重力加速度 g_m/s 2(结果均保留两位有效数字) 。(2)当砂桶和砂的总质
4、量较大导致 a 较大时，图线_(填选项前的字母)。A偏向纵轴 B偏向横轴C斜率逐渐减小 D斜率不变细心审题解析 (1)受力分析，对铝箱应有 FTmg ma ，对滑轮应有 F2F T，联立可解得a Fg，可知题图乙中图线的斜率 k ，解得 m0.25 kg，纵轴截距12m 12m 9.84.9g9.8，解得 g9.8 m/s 2。(2)图线的斜率 k 与砂桶和砂的总质量无关，故选 D。12m答案 (1)0.25 9.8 (2)D原则(二) 针对题型定策略题型 1 基本仪器型“细”微之处见高低刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本仪器，要熟练掌握它们的使用方法、
5、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测量和读数练习，特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数。此类试题难度不大，要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错。例 1 (1)图甲中游标卡尺的读数为_mm，图乙中螺旋测微器的读数为_mm。(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图丙所示。先将选择开关旋至倍率“10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的_(填“”或“”)接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至_(填“1”或“100 ”)挡并_ ，最终测量结果如图丁所示，则电压表的电阻为_ 。解析 (1)由游标卡尺的读数规则：主尺上的整毫米数
6、精确度对齐格数(不估读) ，可知游标卡尺的读数为 49 mm0.1 mm849.8 mm；由螺旋测微器的读数规则：固定刻度上的毫米数(要注意半毫米线 )0.01 mm对齐刻度(一定要估读 )，可知螺旋测微器的读数为 0.5 mm0.01 mm38.00.880 mm。(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出” ，电压表中电流是从正接线柱流入的，所以多用电表的红表笔应接电压表的“”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用“100”挡进行测量，并 且 重 新 进 行 欧 姆 调 零 ， 读 数 结 果为 30100 3 000 。答案 (1)49.8 0.880 (2) 100
7、重新进行欧姆调零 3 000本题易出错的地方有：游标卡尺读数时不注意单位；不从游标尺上的“0”刻度线开始读；对齐格数估读了一位。螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线；结果中舍弃了末位“0”。不注意电压表中电流的流向。不能根据指针偏角情况更换倍率挡位；更换挡位后直接测量而不进行欧姆调零。题型 2 常规实验型“实”践出真知反思领悟常规实验题主要考查教材中基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的处理和误差分析。复习时要从领会实验原理出发，全方位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步骤、实验数据的处理、误差分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等，对每一个实验都应做到心中有数。例 2
8、要描绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到 3 V，并便于操作。已选用的器材有：直流电源(电压为 4 V)；电流表( 量程 0.6 A，内阻约 0.5 )；电压表( 量程 3 V，内阻约 3 k)；开关一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选_( 填字母代号)。A滑动变阻器(最大阻值 10 ，额定电流 1 A)B滑动变阻器(最大阻值 1 k，额定电流 0.3 A)(2)图甲为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请完成其余部分线路的连接。( 用笔画线代替导线)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电
9、压的增大而_(填“增大” “不变 ”或“减小”) 。(4)如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图丙所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是_( 结果保留两位有效数字)。(5)根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是_。A测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电压表内阻引起的B测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电流表内阻引起的C测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电压表内阻引起的D测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电流表内阻引起的解析 (1)由于电路需采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择 A。(2)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压
10、接法，小灯泡正常发光时的电阻为 R 15 。电流表内阻约为 0.5 ，电压表内U2P 320.6阻约为 3 k，电压表内阻远大于小灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示。(3)由题图乙图像可知，随着电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，小灯泡电阻增大。(4)电压表量程为 3 V，题图丙所示电压表分度值为 0.1 V，则其示数为 2.30 V，由题图乙所示图像可知，2.30 V 对应的电流为 0.2 A，此时小灯泡电阻 R 12 。UI 2.300.2(5)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流 I 偏大，测得小灯泡正常发光的功率 PUI 偏大，故 C 对。答案
11、 (1)A (2)见解析图 (3)增大 (4)12 (5)C本题以描绘小灯泡的伏安特性曲线为载体考查实验器材选取、实物图连线的能力，以及读图能力、实验数据的处理能力等，要求考生对常规实验应熟记于心。本题中要注意“电压由零逐渐增加到 3 V”，且本题对小灯泡的功率进行了分析。题型 3 创新实验型“活”用原理妙迁移创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和应用，试题新颖、能力要求高。如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力，做题时一定要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原
12、理。例 3 某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度，主要操作过程如下：反思领悟安装实验器材，调节试管夹(小铁球) 、光电门和纸杯在同一竖直线上；打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间 t，并用刻度尺(图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度差 h，计算出小铁球通过两个光电门间的平均速度 v；保持光电门 1 的位置不变，改变光电门 2 的位置，重复的操作。测出多组数据，计算出对应的平均速度 v；画出 v t 图像。请根据实验，回答下列问题：(1)设小铁球到达光电门 1 时的速度为 v0，当地的重力加速度为 g。则小铁球通过两光电门间的平均速度
13、 v 的表达式为_( 用 v0、g 和 t 表示)。(2)实验测得的数据如表所示：实验次数 1 2 3 4 5 6h/cm 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00t/s 0.069 0.119 0.159 0.195 0.226 0.255v/(ms1 ) 1.45 1.68 1.89 2.05 2.21 2.35请在如图乙所示的坐标纸上画出 v t 图像。(3)根据 v t 图像，可以求得当地的重力加速度 g_m/s 2，试管夹到光电门 1 的距离约为_cm( 结果均保留两位有效数字)。解析 (1)因为 hv 0t gt2，所以 v v 0 gt。12 ht
14、12(2)在坐标纸上描点，用一条直线将这些点连接起来，使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布于直线两侧。如图所示：(3)从(2)中可求出 v t 图像的斜率 k4.81 m/s2，纵轴截距为 1.10 m/s，即 v01.10 m/s，解得 g2k 9.6 m/s 2，由 v022gh，得 h 0.063 m6.3 cm。v022g答案 (1)vv 0 gt (2)见解析图 (3)9.6(9.59.9 均可) 6.3(6.06.4 均可)12本实验的创新之处在于数据信息的获取方式，利用光电门及光电计时器使数据的获取更便捷。理解用实验装置测重力加速度的原理，并在不同的实验背景下灵活应用是
15、解题的关键。题型 4 数形结合型“巧”变公式找函数高考物理考查学生应用数学知识的能力，在实验中体现在实验数据的处理上，通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形，变成和图像信息一致的函数形式，根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据。例 4 一物理兴趣小组想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验中使用了如下器材：A热敏电阻B学生电源(通过调节可输出 012 V 的电压)C电流表 A(00.6 A，内阻约 1 )D电压表 V(03 V，内阻约 3 k)E温控箱( 能显示温度并可调温度)F开关 S，导线若干G滑动变阻器 R(最大阻值为 10 ，额定电流为 2 A)完成下列问题：(1)实
16、验中要用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值，他们设计了如图甲所示的电路原理图，据图甲完成图乙中的实物连线。反思领悟反思领悟(2)实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的 Rt 图像。根据所给的 Rt 图像可以看出，该热敏电阻的阻值与温度的关系式是R_。当温控箱中的温度达到 600 时，热敏电阻的阻值为 R_(保留三位有效数字)。解析 (1)实物连线图如图所示。(2)由题图丙可知，该热敏电阻的阻值与温度呈线性关系，为求直线的斜率，可在直线上找两个距离较远的点，如(0,7.5)、(300,17.5)，直线的斜率为 k ，所以该热17.5 7.5300 0
17、130敏电阻的阻值与温度的关系式是 R7.5 t。当温控箱中的温度达到 600 时，热敏电阻130的阻值为 R 27.5 。(7.5 130600)答案 (1)见解析图 (2)7.5 t 27.5130数形结合法是指将图像与函数相结合，并将重点数学公式变形，最后求得目标关系式，如本题中根据图像的形状可得出对应的数学函数类型是一次函数，利用图像求出斜率和截反思领悟距，从而得出热敏电阻的阻值与温度的关系式 R7.5 t。130专题强训提能 1读出如图所示的游标卡尺(50 分度) 与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表 (10倍率) 的读数。(1)_mm；(2)_mm；(3)_A ；(4)_V ；(5
18、)_。答案：(1)42.20 (2)2.987(2.9862.988 均可) (3)0.34 (4)2.22(2.202.23 均可) (5)1602某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 N5 个，每个质量均为 0.010 kg。实验步骤如下：(1)将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车( 和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将 n(依次取 n1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其
19、余 Nn 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s，绘制 st 图像，经数据处理后可得到相应的加速度 a。反思领悟(3)对应于不同的 n 的 a 值如表所示。n2 时的 st 图像如图 (b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留两位有效数字 )，将结果填入表中。n 1 2 3 4 5a/(ms2 ) 0.20 0.58 0.78 1.00(4)利用表中的数据在图(c) 中补齐数据点，并作出 an 图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。(5)利用 an 图像求得小车 (空载
20、)的质量为_kg( 保留两位有效数字，重力加速度取 g9.8 ms 2 )。(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入正确选项前的标号) 。Aan 图线不再是直线Ban 图线仍是直线，但该直线不过原点Can 图线仍是直线，但该直线的斜率变大解析：(3)根据题图(b) 可知，当 t2.00 s 时，位移 s0.78 m，由 s at2，得加速度12a0.39 m/s 2。2st2(4)描点及图像如图所示。(5)由(4)图像求得斜率 k0.20 m/s2。由牛顿第二定律得 nm0g(mNm 0)a，整理得a n，即 k ，代入数据得 m0.44 kg。m0gm Nm0 m
21、0gm Nm0(6)若保持木板水平，则所挂钩码总重力与小车所受摩擦力的合力提供加速度，即nm0gm (Nn)m 0g(mNm 0)a，整理得 a ng，可见 an 图线仍是直线，1 m0gm Nm0但不过原点，且斜率变大，选项 B、C 正确。答案：(3)0.39 (4) 见解析图 (5)0.44 (6)BC3(2018哈尔滨模拟)如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球 1 和 2(两球直径略小于管径且与弹簧不拴接) ，压缩弹簧并锁定。现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下述步骤进行实验：用天平测出两球质量分别为 m1、m
22、2；用刻度尺测出两管口离地面的高度均为 h；解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点 P、 Q。回答下列问题：(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_。( 已知重力加速度 g)A弹簧的压缩量 xB两球落点 P、 Q 到对应管口 M、N 的水平距离 x1、x 2C小球直径D两球从管口弹出到落地的时间 t1、t 2(2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为 Ep_ 。(3)由上述所测得的物理量来表示，如果满足关系式_ ，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。解析：(1)弹簧的弹性势能等于两球刚被弹出时得到的动能之和，要求解动能必须知道两球弹射的初速度 v0，
23、由平抛运动规律，可知 v0 ，故还需要测出两球落点 P、 Q 到x2hg对应管口 M、N 的水平距离 x1、x 2，B 正确。(2)小球刚被弹簧弹出时的动能为 Ek mv02 m 2 ；故弹簧弹性势能的表12 12 (x g2h) mgx24h达式为 Ep m1v12 m2v22 。12 12 m1gx124h m2gx224h(3)由测得的物理量来表示，如果满足关系式 m1v1m 2v2，即 m1x1m 2x2，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。答案：(1)B (2) (3)m 1x1m 2x2m1gx124h m2gx224h4利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。(1)
24、以下说法中正确的是_。A用此装置研究匀变速直线运动时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响B用此装置探究加速度与力、质量的关系时，每次改变砝码及砝码盘的总质量之后，需要重新平衡摩擦力C用此装置探究加速度与力、质量的关系时，为保证拉力近似等于沙桶(含沙)所受的重力，必须满足沙桶(含沙)的质量远小于小车的质量D用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调节滑轮高度使连接小车的细线与木板平行(2)某同学在进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，经历了以下过程：a在实验准备过程中，该同学决定使用电火花计时器，该打点计时器对电源的要求是_。A交流 220 V B直流 220 VC交流 46 V D直流
25、 46 Vb该同学欲通过如图乙所示装置打出的纸带来判断是否已经平衡摩擦力。根据纸带(如图丙所示) 的点迹可以判断：为进一步平衡摩擦力，图中的垫块应向_(选填“左”或“右”)移一些。c在利用此装置做实验时( 已知电源频率为 50 Hz)，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图丁所示。从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则打下计数点 3 时小车的瞬时速度大小为_m/s ，小车的加速度大小为_m/s2。(结果均保留两位有效数字 )解析：(1)用此装置研究匀变速直线运动时，由于摩擦阻力是恒力，不必设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响，选项 A 错误；用此装置探究加速
26、度与力、质量的关系时，每次改变砝码及砝码盘的总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，选项 B 错误；用此装置探究加速度与力、质量的关系时，为保证拉力近似等于沙桶(含沙 )所受的重力，必须满足沙桶(含沙)的质量远小于小车的质量，选项 C 正确；用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调节滑轮高度使连接小车的细线与木板平行，选项 D 正确。(2)a.电火花计时器使用的是 220 V 的交流电。b.根据纸带的点迹可以判断小车做加速直线运动，需要进一步平衡摩擦力，图中垫块应向左移一些。c.打下计数点 3 时小车的瞬时速度大小为 v3 102 m/s0.38 m/s。由逐差法可知小车的加速度大小3.68 3.
27、8320.025为 a 102 m/s20.16 m/s 2。3.99 3.83 3.52 3.6820.12答案：(1)CD (2)a.A b左 c0.38 0.165.随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力( 库仑力) 成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器 A 内，M、N 为完全相同的金属小球(带电后可视为点电荷 )，用绝缘支柱固定带电小球 M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球 N，调控小球 N 的位置，通过等距离的背景刻度线 0、1、2、3、4 可准确确定小球 M、N 间的距离，相邻刻度线间距离均为 d，通过固
28、定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器 B 可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作：在小球 N 不带电时读出传感器示数 F0；让小球 N 与小球 M 接触后，调整小球 N 到位置 1，读出并记录传感器示数 F1；继续调整小球 N 分别到位置 2、3、4，依次读出并记录传感器示数 F2、F 3、F 4；用放电杆使小球 N 完全放电，再让小球 N 与小球 M 接触后，放回到位置 1，读出并记录传感器示数 F5；重复的操作，依次读出并记录传感器示数 F6、F 7。(1)对于上述操作，下列判断正确的是_。A根据的操作，可求出小球 N 在不同情况下所受的
29、库仑力B根据的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系C根据的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系D要测定静电力常量 k，还须准确测出小球 M 的带电荷量(2)小球 N 第一次与小球 M 接触后调整小球 N 到位置 1，此时小球 M、N 间的库仑力大小为_。(3)实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是_。解析：(1)当小球 N 与小球 M 接触带电后，M 、N 间产生库仑斥力，小球 N 受到重力mgF 0、丝线拉力 F1 及库仑力 FC1 三个力，故库仑力 FC1F 0F 1，需要及后续操作共同确定不同情况下所受的库仑力，A 选项错误；操作保持 M、N 所带电荷量不变，因此结合可研究库仑
30、力跟点电荷距离间的关系，B 选项正确；操作保持小球间距离不变，每次小球 N 放电后再与小球 M 接触，由于两球完全相同，使小球所带电荷量依次减小到前次的 ，要研究的是库仑力跟小球所带电荷量间的关系，需要四步的操作共12同完成，C 选项错误；由库仑定律可知，要测定静电力常量，必须准确测定小球 M 的带电荷量，D 选项正确。(2)根据(1)可知 FC1F 0F 1。(3)根据(1)可知，实验中使用两个完全相同的金属小球，是为了使小球 N 与带电小球M 接触时将小球 M 所带的电荷量平分。答案：(1)BD (2)F0F 1 (3)使小球 N 与带电小球 M 接触时将小球 M 所带的电荷量平分6.(2
31、019 届高三潍坊模拟) 如图甲所示，虚线框内是由表头 G改装成的一个电流表和一个电压表的电路，其中接 a、b 时为电流表，接 a、c 时为电压表。已知表头的满偏电流为 2 mA，内阻阻值范围为 180200 ，定值电阻 R150 ，R 21 460 。为确定改装后电流表和电压表的量程，实验小组将 a、b 两个接线柱接入如图甲所示的电路中，来测量表头 G 的内阻。(1)实验室里，电流表 A 和滑动变阻器 R 均有两种规格：电流表：a.010 mA B0600 mA滑动变阻器：a.020 B01 000 则电流表应选_，滑动变阻器应选_( 选填字母代号) 。(2)将选择的器材接入电路：依照电路图
32、甲，画出连线，补充完整实物图乙；闭合 S，以 I1 表示电流表 A 的示数，I 2 表示表头 G 的示数，多次调整滑动变阻器，测量多组 I1、I 2 数据( 单位均为 mA)，某同学以 I1 为纵轴， I2 为横轴，画出 I1I2 图线为一条过原点的倾斜直线，该同学求出了图线的斜率 k5，则表头内阻 Rg_，由表头G 改装后的电流表量程为_mA ，电压表量程为_V。解析：(1)表头满偏时流过 R1 的电流为： 8 mA，则改装后的电流表量程约为 IIgRgR18 mA 2 mA 10 mA，则电流表选 a；滑动变阻器为分压接法，则应选最大阻值较小的滑动变阻器，则选 a。(2)根据电路图连接实物
33、图如图所示。由 I1I 2I R1，I 15I 2，可得 IR14I 2，又 I2RgI R1R1，代入数据得 Rg200 ，电流表的量程为 I5I g10 mA，电压表的量程为 UI gRgIR 215 V 。答案：(1)a a (2)见解析图 200 10 157(2018六安模拟)某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为 1113 V，内阻小于 3 ，由于电压表量程只有 3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为 15 V 的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他
34、们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路图如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物；第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零；第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为 3 V；第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_V；第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为 15 V 的电压表。(2)实验可供选择的器材有：A电压表(量程为 3 V，内阻约为 2 k)B电流表(量程为 3 A，内阻约为 0.1 )C电阻箱(阻值范围 09 999 )D电阻箱(阻值范围 0999 )E滑动变阻器(阻值为
35、020 ，额定电流 2 A)F滑动变阻器(阻值为 020 k)电阻箱应选_，滑动变阻器应选_。(3)用该扩大了量程的电压表( 电压表的表盘没变)，测电池电动势 E 和内阻 r，实验电路图如图乙所示，得到多组电压 U 和电流 I 的值，并作出 UI 图线如图丙所示，可知电池的电动势为_V，内阻为 _。解析：(1)把量程为 3 V 的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为 15 V 的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，由题意知，电阻箱阻值调到零，电压表读数为 3 V，由 ，可得 U0.6 V，则把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数U3 V 3 V15 V为 0.6 V 时，即得到
36、量程为 15 V 的电压表。(2)由题意知，电压表的量程为 3 V，内阻约为 2 k，要改装成 15 V 的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱阻值应约为 42 k8 k，故电阻箱应选 C；在分压电路中，为方便调节，应选用阻值较小的滑动变阻器，即选 E。(3)由题图丙读出，图线在纵轴的截距为 U2.3 V，则电源的电动势为 E2.35 V11.5 V，内阻为 r 2.5 。UI 2.3 1.551.6答案：(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5课余挤时加餐训练(四) Error!电学 3 大题型押题练(一)1.如图所示等腰梯形线框从位于匀强磁场上方一定高度处自由下落，已知
37、下落过程两平行边始终竖直，左平行边长为 a，右平行边长为2a。当导线框下落到图示位置时，导线框做匀速运动。则从导线框刚进入磁场开始，下列判断正确的是( )A在 0 这段位移内，导线框可能做匀加速运动a2B在 这段位移内，导线框减少的重力势能最终全部转化为内能a2 3a2C在 2a 这段位移内，导线框可能做减速运动3a2D在 0 与 2a 位移内，导线框受到的安培力方向相反a2 3a2解析：选 B 导线框在 0 这段位移内受到向上的安培力小于重力，导线框做加速运a2动，随着速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，导线框做加速度逐渐减小的加速运动，由题意可知，当位移为 时，加速度恰好减
38、为零，A 错；在 这段位a2 a2 3a2移内，导线框一直做匀速运动，因此减少的重力势能全部转化为电能，进而又转化为内能，B 对；在 2a 这段位移内，导线框切割磁场的有效长度逐渐减小，安培力小于重力，导3a2线框做变加速运动，C 错；由楞次定律可知，磁场一直阻碍导线框下落，一直受到向上的安培力，直至导线框全部进入磁场，D 错。2多选 如图所示，图(a)中变压器为理想变压器，其原线圈接在 u12 sin 100t(V)2的交流电源上，副线圈与阻值为 R12 的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图(b)中为阻值 R232 的电阻直接接到 u12 sin 100t(V) 的交流电源上，结果电阻
39、 R12与 R2 消耗的电功率相等，则( )A通过电阻 R1 的交变电流的频率为 0.02 HzB电阻 R1 消耗的电功率为 4.5 WC电流表的示数为 6 AD变压器原、副线圈匝数比为 41解析：选 BD 由 u12 sin 100t(V)可知，100 rad/s2f，该交流电源的频率2为 f50 Hz，周期为 0.02 s，由于变压器不改变交变电流的频率，所以通过电阻 R1 的交变电流的频率为 50 Hz，选项 A 错误；由题图(b)可知，R 232 的电阻两端电压的有效值为U12 V，电阻 R2 消耗的电功率为 P2 4.5 W，由电阻 R1 与 R2 消U2R2耗的电功率相等，可知电阻
40、 R1 消耗的电功率为 P1P 24.5 W，选项B 正确；由 P1I 2R1，解得电流表的示数为 I1.5 A，选项 C 错误；变压器副线圈电压 UIR 13 V，变压器原、副线圈匝数比为n1n2UU12341，选项 D 正确。3.多选 在 x 轴上存在一水平方向的电场，一质量 m2 kg 的带电小球只在电场力的作用下，沿光滑绝缘的水平面从 x7 m 处开始以初速度 v02 m/s 向 x 轴负方向运动。小球的电势能 Ep 随位置 x 的变化关系如图所示，则下列说法正确的是( )A该小球带负电B在 x4 m 处电场强度为零C小球通过 x9 m 处时速度大小为 2 m/sD小球运动的最大速度
41、vm2 m/s2解析：选 BD 由题设条件无法判断小球的带电性质，A 错误；因为 Epq，电场力大小 F q ，则电场强度大小 E ，在 x4 m 处， 0，即电场强度 E0，B|x| 1q|Epx| Epx正确；小球的初动能为 Ek mv024 J，在 x7 m 处时，小球的电势能为 0，故在 x7 m12处时小球的总能量 EE pE k4 J，在 x9 m 处时小球的电势能为 2 J，则动能为 2 J，故小球通过 x9 m 处时速度大小为 m/s，C 错误；由题图可知，在 x4 m 处时小球的电2势能最低，故此时动能最大，即小球的最大动能为 E48 J，最大速度为 2 m/s，D 正确。2
42、4如图所示为多用电表的原理示意图，已知表头 G 的满偏电流为 2 mA、内阻为150 ，刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”。选择开关 S 旋到“2”时量程为 10 mA，旋到“3”、 “4”、 “5”、 “6”时的量程未知，但测得 R6570 ，R 7900 ，E 为两节新的干电池(E3 V)，内阻忽略。请回答下列问题：(1)选择开关 S 旋到“6”时的量程为 _。A15 A B3 VC12 V D15 V(2)正确使用欧姆挡测电阻时，滑动变阻器 R3 连入的阻值为 _。(3)电池用久后，电动势变小了，内阻变大了，但仍能欧姆调零，用此表去测电阻，则其测量值比真实值_( 填“偏小” “偏大”或
43、“不变 ”)。解析：(1)选择开关 S 旋到“6”时为电压表，量程为 UI gRgI (R6R 7)210 3 150 V1010 3 (570900)V15 V，故 D 对。(2)使用欧姆挡测电阻时，要进行欧姆调零，表头 G 指针达到满偏，由闭合电路欧姆定律可得：R 3 270 。E IgRgI 3 210 31501010 3(3)电池用久了，电动势变小，内阻变大，欧姆调零时，欧姆表内阻变小，应用欧姆表测电阻时，I ，由于 R 内 偏小，则电流 I 偏小，欧姆表指针ER内 R测 IgR内R内 R测 Ig1 R测R内偏转角度偏小，电阻测量值偏大。答案：(1)D (2)270 (3)偏大5一电
44、路如图所示，电源电动势 E28 V ，内阻 r2 ，电阻 R112 ，R 2R 44 ， R38 ， C 为平行板电容器，其电容 C3.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长L0.20 m，两极板的间距 d1.010 2 m。问：(1)若开关 S 处于断开状态，则当其闭合后，流过 R4 的总电量为多少？(2)若开关 S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以 v02.0 m/s 的初速度射入 C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，则当开关 S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从 C 的电场中射出？( 要求写出计算和分析过程，g 取 10 m/s2)解析：(1)开关 S 断开
45、时，电阻 R3 两端电压为U3 E16 VR3R2 R3 r开关 S 闭合后，外电阻为 R 6 R1R2 R3R1 R2 R3路端电压为 U E21 VRR r电阻 R3 两端电压为 U3 U14 VR3R2 R3则流过 R4 的总电量为QCU 3CU 36.010 12 C。(2)设微粒质量为 m，电量为 q，当开关 S 断开时有mgqU3d当开关 S 闭合后，微粒做类平抛运动，设微粒加速度为 a，则mg maqU3d设微粒能从 C 的电场中射出，则水平方向 tLv0竖直方向 y at212解得 y6.2510 3 md2故微粒不能从 C 的电场中射出。答案：(1)6.010 12 C (2)不能，分析过程见解析电学 3 大题型押题练(二)1.多选 如图所示，电路中电源的电动势为 E，内阻为 r， C 为静电计，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关 S，电路稳定后，悬线与竖直方向夹角为 且小球处于平衡状态，则 ( )A静电计的指针发生了偏转B若将 A 极板向左平移稍许，电容器的电容将增大C若将 A 极板向下平移稍许，静电计指针的偏角将减小D保持开关 S 闭合，使滑动变阻器滑片向左移动， 不变，轻轻将细线剪断，小球将做直线运动解析：选 AD 静电计是
