電學(xué)實(shí)驗(yàn)高考真題賞析

■本刊編輯部

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電學(xué)實(shí)驗(yàn)高考真題賞析

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圖1

(1)若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電，電流與磁場(chǎng)方向如圖所示，該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí)，應(yīng)將電壓表的“+”接線(xiàn)柱與____(填“M”或“N”)端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連。

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10 T不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如表1所示。

表1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中畫(huà)出UH-I圖像,利用圖像求出該材料的霍爾系數(shù)為_(kāi)___×10-3Ω·m/T(保留兩位有效數(shù)字)。

圖2

圖3

(3)該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使通過(guò)半導(dǎo)體薄片中的電流反向，再次測(cè)量霍爾系數(shù)K，取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差。為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的測(cè)量電路，S1、S2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，虛線(xiàn)框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫(huà)出)。為使電流從Q端流入，P端流出，應(yīng)將S1擲向____(填“a”或“b”),S2擲向____(填“c”或“d”)。

為了保證測(cè)量安全，該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中，在保持其他連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件____和____(填器件代號(hào))間。

圖4

2．(2013年江蘇卷)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率。實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”，電源為12 V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 Ω。

(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖4所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置。(用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn))

(2)現(xiàn)有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選____Ω的定值電阻。

(3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除____兩端的導(dǎo)線(xiàn)，再拆除其他導(dǎo)線(xiàn)，最后整理好器材。

圖5

(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線(xiàn)，如圖5所示。請(qǐng)指出圖像中不恰當(dāng)?shù)牡胤健?/p>

3．(2014年北京卷)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。

(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖6中的____(選填“甲”或“乙”)。

圖6

(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6 A)，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干，以及以下器材：

A.電壓表(0～15 V)

B.電壓表(0～3 V)

C.滑動(dòng)變阻器(0～50 Ω)

D.滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω)

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用____，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____(選填相應(yīng)器材前的字母)。

圖7

4．(2014年福建卷)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖7所示，其中，虛線(xiàn)框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)G并聯(lián)定值電阻R1改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開(kāi)關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R0是標(biāo)稱(chēng)值為4.0 Ω的定值電阻。

(1)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如表2所示。該小組借鑒“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=____Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是____。

表2

(2)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖7電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大。若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是____。

A.電壓表內(nèi)阻的影響

B.滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小

C.R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小

D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱(chēng)值偏大

圖8

回答下列問(wèn)題：

圖9

(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表3所示，其中電阻R=3.0 Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖9所示，讀出數(shù)據(jù)，完成表格。

答：①____，②____。

表3

(3)在如圖10所示的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖像求得斜率k=____A-1·Ω-1，縱軸截距b=____A-1。

圖10

(4)根據(jù)圖像求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=____V,內(nèi)阻r=____Ω。

6．(2015年全國(guó)I卷)如圖11甲所示為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線(xiàn)框內(nèi)是毫安表的改裝電路。

(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω，滿(mǎn)偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個(gè)接線(xiàn)柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個(gè)接線(xiàn)柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1=____Ω，R2=____Ω。

(2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對(duì)改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1 000 Ω；滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。則R0應(yīng)選用阻值為_(kāi)___Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為_(kāi)___Ω的滑動(dòng)變阻器。

圖11

(3)若電阻R1和R2中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o(wú)窮大，利用如圖11乙所示的電路可以判斷出損壞的電阻。圖乙中的R′為保護(hù)電阻，虛線(xiàn)框內(nèi)未畫(huà)出的電路即為圖甲虛線(xiàn)框內(nèi)的電路，則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線(xiàn)柱____(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是____。

參考答案:

1．(1)M(2)如圖12所示 1.5 (3)bcS1(或S2)E

圖12

2．(1)如圖13所示 (2)10 (3)電池 (4)圖像不應(yīng)畫(huà)為直線(xiàn)；橫坐標(biāo)的標(biāo)度不恰當(dāng)。

圖13

3．(1)甲 (2)B C

4．(1)1.66 充分利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，減小偶然誤差 (2)D

圖14

6．(1)15 35 (2)300 3 000 (3)c閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1，若電表指針不動(dòng)，則損壞的電阻是R2

(責(zé)任編輯 張 巧)