内容正文:
押课标卷理综第22题
高考频度:★★★☆☆ 难易程度:★★☆☆☆
题号
考情分析
考查知识点
分值
预测知识点
第22题
电学实验基础和闭合电路测电阻的实验是高考中经常涉及的考点。
测量电路与控制电路的选择问题是近两年的热点问题。这类题现根据实验目的和给出的条件把教材中的实验和考试题目联系到一起是解决这类题型的关键。
电流表的内接与外接以及相应误差分析。伏安法测未知电阻
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预计2021年高考新课标全国卷第22题会电学实验基础的形式考察。
(2020·新课标全国Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U–I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:
(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)。
【答案】
、
I
【解析】(1)[1]若将电压表接在
、
之间,
则
根据一次函数关系可知对应斜率为
。
若将电压表接在
、
之间,电流表分压为
根据欧姆定律变形可知
解得
根据一次函数可知对应斜率为
,对比图像的斜率可知
所以II图线是采用电压表跨接在
、
之间。
(2)[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为
左右,根据
说明电流表的分压较小,电流表的分流较大,所以电压表应跨接在
、
之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。
[3]根据图像可知
[4]考虑电流表内阻,则修正后的电阻为
(1)用伏安法测量某电阻
的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻
:约
B.电流表
:量程
(内阻约
)
C.电压表
:量程
(内阻约
)
确定电流表的内外接方式为___________(内接或外接),此方法测量值比真实值___________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)在测定金属丝电阻率的实验中,用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,
___________
;用多用电表的“
”欧姆挡,调零后测得金属丝的电阻值如图乙所示,
___________
。
若实验中测出金属丝的长度为
,则该金属丝电阻率的表达式
___________(用符号表示)。
内接 偏大 0.730 8.0
【解析】(1)[1][2]因为
说明是待测电阻是大电阻,故电流表用内接法,此方法电压的测量值偏大,则电阻的测量值比真实值偏大。
(2)[3][4]用螺旋测微器测得金属丝的直径
0.5mm+0.01mm×23.0=0.730mm
用多用电表的“
”欧姆挡,调零后测得金属丝的电阻值
8.0
。
[5]若实验中测出金属丝的长度为
,则根据
解得
1.对导体的伏安特性曲线的三点理解
(1)IU图线不同于UI图线,IU图线为导体的伏安特性曲线,加在导体两端的电压U是自变量,I是因变量.
(2)对IU图象或UI图象进行分析比较时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义,如图236甲中,R2<R1;而在图236乙中R2>R1.
图236
(3)IU图线是曲线时:导体电阻RP=eq \f(UP,IP),即电阻等于图线上点(UP,IP)与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数,如图237所示.
图237
2.滑动变阻器的两种接法
(1)两种接法及对比
两种接法
限流接法
分压接法
电路图(图中R为负载电阻,R0为滑动变阻器)
闭合电键前滑片位置
滑动触头在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大
滑动触头在最左端,即开始时R上分得的电压为零
负载两端的电压调节范围
eq \f(R,R0+R)U~U
0~U
通过负载的电流调节范围
eq \f(U,R0+R)~eq \f(U,R)
0~eq \f(U,R)
接线情况
用到滑动变阻器一上一下两个接线柱
用到滑动变阻器两下一上三个接线柱
(2)方法选择
通常滑动变阻器以限流式为主,但遇到下述三种情况时必须采用分压式.
①当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时