高考物理二轮复习专题检测二十七深度挖掘精析创新考查

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专题检测(二十七)“深度挖掘”精析创新考查

1.(2018届高三·长春调研)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0, R为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器R L 消耗的电功率。改变R L的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的U-I关系图线。

回答下列问题:

(1)滑动触头向下移动时,电压表示数________(选填“增大”或“减小”)。

(2)I0=________A。

(3)R L消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。

解析:(1)滑动触头向下移动,R L变小,R L与R并联后的总电阻R总变小,由于电路连接恒流源,根据U=IR总可得电压表示数减小。

(2)由第(1)问还可知U=(I0-I)R,从题图乙知,电压U=0时,I0=I=1.0 A;I=0

时,R=U

I0

=20 Ω。

L=UI=20(1.0-I)·I=5-20(I-0.5)2,所以当I=0.5 A时,R L消耗的功率最大,为5 W。

答案:(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确) (3)5

2.新能源汽车是今后汽车发展的主流方向,如图(a)所示为车载动力电池,其技术参数是额定容量约120 Ah,额定电压约

3.3 V,内阻约0.03 Ω,现有一个用了很长时间已经老化的这种电池,某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻,但实验器材仅有一个电流表(量程100 mA、内阻9 Ω)、一个定值电阻R0=1 Ω、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图(b)所示电路进行实验,测得的数据如下表所示。

(1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流表,则改装后的电流表的测量值I 与原电流表的读数I 0的关系为__________;

(2)若利用图像确定电池的电动势和内阻,则应作______(选填“R -I ”或“R -1

I

”)图像;

(3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图像;

(4)由图像可知,该电池的电动势E =________V ,内阻r =________Ω。

解析:(1)根据并联电路的分流公式可知,I R 0I 0=R A R 0=9

1

=9,I R 0=9I 0,即改装后的电流表的测量值为I =I R 0+I 0=10I 0。

(2)由闭合电路欧姆定律,可列式E =I (R +r +R 并),R 并=9×1

9+1=0.9 Ω,要建立关于

电流和外电阻的函数关系,则要将其变形为R =E 1

I

R 并),要使图线具有线性关系,则

应作R - 1

I

图像。

(3)由表数据可得,描点连线如图所示:

(4)由图像可得:E =k =14.1-0.9

5.0-1.0

V =3.3 V ,r =1.0 Ω。

答案:(1)I =10I 0 (2)R -1

I

(3)见解析图

(4)3.3 1.0

3.(2017·陕西师大附中第八次模拟)某实验小组设计了如图1的实验电路,通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流,用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B 的变化情况,用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E 的变化情况,二者的变化情况

可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的B -t 、E -t 图像如图2所示。

(1)试观察比较这两组图像,可得出的定性结论是(请写出两个结论):

①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。 (2)该实验小组利用两组图像求出六组磁感应强度变化率?

??

??ΔB Δt 和对应的感应电动势E

的数据,并建立坐标系,描出的六个点如图3所示。请在图3中绘出E -ΔB

Δt

的图线。

(3)在该实验中,若使用的副线圈的匝数为100匝,则由图线可求得该副线圈的横截面积为________cm 2

解析:(3)由图像可知:纵轴是电动势,而横轴是磁场的变化率,由法拉第电磁感应定律可得E =N ΔB

Δt ·S ,当线圈面积一定时,电动势与磁场的变化率成正比,因此由图像的斜

率得线圈的横截面积为2.87 cm 2

(2.80~2.95)。

答案:(1)①B均匀变化,产生恒定的感应电动势

②B的变化率越大,产生的感应电动势越大

(2)如图所示(3)2.87(2.80~2.95)

4.(2017·扬州期末)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率,用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。

(1)某同学用如图甲所示的游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图乙,则玻璃管的内径d为________ cm。

(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图(a)所示,则该同学接着需要做的实验步骤是:①换选__________(填“×10”或“×1 k”)挡;②__________。

(3)该组同学按图(b)连好电路后,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,不可能的原因是________。

A.滑动变阻器阻值太小

B.电路中5、6之间断路

C.电路中7、8之间断路

(4)该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为L,

电压表示数为U,电流表示数为I,改变玻璃管中的水量,测出多组数

据,并描绘出相应的图像如图(c)所示,若图线的斜率为k,则矿泉水

的电阻率ρ=________(用题中字母表示)。

解析:(1)游标卡尺的A部位是测量圆筒内径的,故用A部位去测玻璃管的内径;通过读游标卡尺的示数,得玻璃管的内径d为21 mm+10×0.05 mm=21.50 mm=2.150 cm。

(2)由于欧姆表的指针偏转较小,说明被测电阻较大,故需要换成更大挡位,即×1 k 挡;换了挡位后,再测电阻时还需要欧姆调零。

(3)由于电压表的示数不变,即仍有一定的示数,而将5、6之间断开时,电路中就没有了电流,电压表的示数为零,故它是不可能的,选项B 正确。

(4)由公式R =ρL S

可知矿泉水的电阻率

ρ=RS L =U I ×π? ????d 22L ,因为k =L U I

,则ρ=πd

2

4k

答案:(1)A 2.150 (2)①×1 k ②欧姆调零 (3)B (4)πd

2

4k

5.如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。

(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)。

(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a 、b 接点间是否存在电源时,一表笔接a ,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b ,同时观察指针偏转情况。

(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。两表笔分别接a 、

b 时,多用电表的示数如图乙所示。

请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。

解析:(1)线处。

(2)为保护多用电表的内部元件,在测量黑箱中是否存在电源时,应短暂接触接点b 。

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专题检测(二十七) “深度挖掘”精析创新考查 1.(2018 届高三·长春调研)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流 I0, R 为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。

某同学利用该电路研究滑动变阻器 RL 消耗的电功率。

改变 RL 的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的 U?I 关系 图线。

回答下列问题: (1)滑动触头向下移动时,电压表示数________(选填“增大”或“减小”)。

(2)I0=________A。

(3)RL 消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。

解析:(1)滑动触头向下移动,RL 变小,RL 与 R 并联后的总电阻 R 总变小,由于电路连接 恒流源,根据 U=IR 总可得电压表示数减小。

(2)由第(1)问还可知 U=(I0-I)R,从题图乙知,电压 U=0 时,I0=I=1.0 A;I=0 时,R= =20 Ω 。

(3)PL=UI=20(1.0-I)·I=5-20(I-0.5) , 所以当 I=0.5 A 时, RL 消耗的功率最大, 为 5 W。

答案:(1)减小 (2)1.00(0.98、0.99、1.01 均正确) (3)5 2 U I0 2.新能源汽车是今后汽车发展的主流方向,如图(a)所示为车载动力电池,其技术参数 是额定容量约 120 Ah,额定电压约 3.3 V,内阻约 0.03 Ω ,现有一个用了很长时间已经老 化的这种电池, 某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻, 但实验器材仅有一个电流表(量 程 100 mA、内阻 9 Ω )、一个定值电阻 R0=1 Ω 、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同 学按如图(b)所示电路进行实验,测得的数据如下表所示。

次数 1 0.9 100 2 4.2 50 3 7.3 34 4 10.8 25 5 14.1 20 R(Ω ) I0(mA) (1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流表,则改 装后的电流表的测量值 I 与原电流表的读数 I0 的关系为__________; (2) 若利用图像确定电池的电动势和内阻,则应作 ______( 选填 1 “R?I”或“R? ”)图像; I (3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图像; (4) 由图像可知,该电池的电动势 E = ________V ,内阻 r = ________Ω 。

解析:(1)根据并联电路的分流公式可知, 的测量值为 I=IR0+I0=10I0。

9×1 (2)由闭合电路欧姆定律,可列式 E=I(R+r+R 并),R 并= =0.9 Ω ,要建立关于 9+1 1 电流和外电阻的函数关系,则要将其变形为 R=E -(r+R 并),要使图线具有线性关系,则 IR0 RA 9 = = =9,IR0=9I0,即改装后的电流表 I0 R0 1 I 1 应作 R ? 图像。

I (3)由表数据可得,描点连线如图所示: 次数 1 0.9 100 1 2 4.2 50 2 3 7.3 34 2.9 4 10.8 25 4 5 14.1 20 5 R(Ω ) I0(mA) 1 -1 (A ) 10I0 14.1-0.9 (4)由图像可得:E=k= V=3.3 V,r=1.0 Ω 。

5.0-1.0 答案:(1)I=10I0 (4)3.3 1.0 (2)R? 1 I (3)见解析图 3.(2017·陕西师大附中第八次模拟 ) 某实验小组设计了如 图 1 的实验电路,通


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