2020高考物理二轮练习实验题热点19电学创新实验（Word版带解析）

热点 19　电学创新实验 (建议用时：20 分钟) 1．某同学在实验室测汽车电热器的电功率，此电热器额定电压为 12 V．实验室备有下列 器材． A．输出电压为 16 V 的学生电源 B．量程为 0～3 A 的电流表，内阻约 0.1 Ω C．量程为 0～0.6 A 的电流表，内阻约 0.5 Ω D．量程为 0～3 V 的电压表，内阻约 3 kΩ E．量程为 0～15 V 的电压表，内阻约 15 kΩ F．0～10 Ω，额定电流为 0.5 A 的滑动变阻器 G．0～10 Ω，额定电流为 2 A 的滑动变阻器 H．导线，开关 该同学测量的数据记录如下： U/V 2.4 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0 I/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50 (1)该电热器的阻值是否恒定不变？答：________(填“是”或“不是”)． (2) 合 理 选 择 实 验 器 材 ： 电 流 表 选 ________ ， 电 压 表 选 ________ ， 滑 动 变 阻 器 选 ________．(填器材前的字母) (3)请在方框内画出电路图． (4)电热器的额定功率为________．(保留两位有效数字) 2．我们可以用如图甲所示的电路测定某个电池的电动势和内电阻．R 为一变阻箱，可以 改变 R 的阻值，得到电压表 V 相应的示数 U.对测得的实验数据进行处理．根据实验数据在 1 U－ R 坐标系中描出坐标点，如图乙所示．已知 R0＝100 Ω，请完成以下数据分析和处理． (1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；(2)在图乙中画出 1 U－R 关系图线； (3)图线的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得电池电动势 E＝________V．(结果保留 两位有效数字) 3．太空探测器在探索宇宙过程中，由太阳能电池板给它提供能源．光明中学物理实验室 有一块太阳能电池板，当有光照射它时(作为电源)，其路端电压与总电流的关系图象如图甲中 的曲线①所示；若没有光照射它时，相当于一个只有电阻的电学器件，无电动势．物理实验 探究小组用“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验方法，探究该太阳能电池板在没有光照射时 的伏安特性曲线，利用电压表(内阻约 3 kΩ)、电流表(内阻约 100 Ω)测得的多组数据作出的 图象如图甲中曲线②所示． (1)分析曲线②可知，该电池板作为电阻器件时的阻值随通过电流的增大而________(填 “增大”或“减小”)，若所设计的电路如图乙所示，实验时应将图乙中电压表另一端 a 接在 ________点(填“b”或“c”)； (2)图乙电路中 a 端接好后还少接了一根导线，请在图乙中画出； (3)分析曲线①可知，该电池板作为电源时的电动势约为________V，若把它与阻值为 1 kΩ 的定值电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射的情况下，该太阳能电池板的效率约为 ________%(计算结果保留两位有效数字)． 热点 19　电学创新实验 1．解析：(1)由该同学记录的数据可知，电热器的阻值不是恒定不变的． (2)因实验中电热器最大电压为 12 V，最大电流为 0.5 A，故选择量程为 0～15 V 的电压表， 量程为 0～0.6 A 的电流表；如果采用滑动变阻器的限流接法，则当滑动变阻器阻值调到最大 时，电热器上的电压仍然会大于 2.4 V，所以采用分压式接法，由于电热器的最大电流为 0.5 A，采用分压式时，滑动变阻器的一部分处在干路，故滑动变阻器能承受的最大电流必须大于 0.5 A，故选滑动变阻器 G.(3)由于电热器的电阻在 20 Ω左右， 20 0.5< 15 × 103 20 ，故采用电流表外接法，电路图如图 所示． (4)P＝UI＝12.0×0.5 W＝6.0 W. 答案：(1)不是　(2)C　E　G　(3)见解析图　(4)6.0 W 2．解析：(1)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示，由图象可以知道，电阻为 100 欧 姆的点远离图象，应剔除． (2)如图所示： (3)根据闭合电路欧姆定律，有：E＝U＋ U R0(R＋r)，变形得：1 U＝ 1 ER0R＋(1＋ r R0) 1 E；则由数 学规律可以知道：斜率 k＝ 1.4－0.7 160－20 V－1·Ω－1＝0.005 0 V－1·Ω－1＝ 1 ER0，故 E＝2.0 V. 答案：(1)100　(2)图见解析　(3)5.0×10－3(4.8×10－3～5.2×10－3 都对)　2.0(1.9～2.1 都对) 3．解析：(1)由图线②可知，无光照时太阳能电池板的阻值远大于电流表内阻，所以采用 电流表内接法，即 a 端接 b 点． (2)描绘伏安特性曲线要求电压从零开始调节，即滑动变阻器要采用分压式接法，故应该 将滑动变阻器右端与电源正极用导线相连，如图 1 所示． 　 (3)太阳能电池板的电动势由图线①与纵轴的交点直接读出，即 2.75 V；在题图甲中作 1 k Ω 电阻的伏安特性曲线③如图 2 所示，图线③与图线①的交点即电路的工作点，其坐标为(1.80，1.80)，电池板的效率 η＝ P 出 P 总×100%＝ IU IE×100%＝ U E×100%＝ 1.80 2.75×100%≈65%. 答案：(1)减小　b　(2)如解析图 1 所示　(3)2.75　65