第四板块 层级Ⅳ-2创新为魂-高考创新考法迁移悟通(Word教师用书)-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

Ⅳ-2　创新为魂——高考创新考法迁移悟通　　　　 　　 [例1]　(2022·广东高考)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： (1)装置安装和电路连接 如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。 (2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 (3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________(选填“有”或“无”)影响。 (4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx-L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 [创新分析] 借助闭合电路的欧姆定律测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系。　　 [解析]　(2)③闭合S2，回路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，回路电流增大，则电源内电压与R上电压均增大，电压表的示数将变小；由于电压表示数为U，则导电绳的电压为U，流过导电绳的电流为I2-I1，故导电绳的电阻Rx＝。 (3)由于实验过程中电压表的示数保持不变，流过电压表的电流不变，则流过导电绳的电流I2-I1与电压表无关，故该电压表的内阻对导电绳电阻的测量无影响。 (4)由图像可读出，当Rx＝1.33 kΩ时，导电绳的长度为L＝51.80 cm。 [答案]　(2)③变小　　(3)无　(4)51.80 创新点二　数据处理的创新　　 [例2]　 (2022·河南郑州模拟)为判断标称为100 m的康铜导线的电阻率及长度是否达标，某同学进行了下列实验，完成步骤中的填空： (1)剥开导线两段绝缘皮，用螺旋测微器测量裸线的直径如图1所示，则读数为________mm。 (2)用欧姆表粗测导线的总电阻，示数在15～20 Ω之间。用图2的电路测量该盘导线的总电阻R，图中电源E的电动势为6 V、内阻很小；电压表V1量程为3 V、内阻为2 970.0 Ω；电压表V2量程为5 V、内阻为5.0 kΩ；定值电阻R0＝30.0 Ω。为更准确地测量Rx，图2中a应选用________(选填“V1”或“V2”)。 (3)调节滑动变阻器，测得多组数据，描绘出两电压表示数Ub-Ua图像如图3所示，可知Rx＝________Ω(保留3位有效数字)。 (4)若导线的长度恰为100 m，则导线材料的电阻率为________Ω·m(保留2位有效数字)。 (5)已知20 ℃时康铜的电阻率为5.0×10-7 Ω·m，若实验是在25 ℃的环境中进行且导线长度恰为100 m，则该导线________(填“可能”或“不可能”)是康铜制成的；若实验是在20 ℃的环境中进行且导线是康铜制成，则该导线的长度________(填“大于”“小于”或“等于”)100 m。 [创新分析] (1)利用Ub-Ua图线求解导线的总电阻Rx。 (2)通过测量导线的总电阻以及导线的长度可确定电阻率。 (3)由于温度发生变化引起导线的电阻率的变化分析误差。　 [解析]　(1)螺旋测微器读数1.5 mm＋50.0×0.01 mm＝2.000 mm。 (2)a的量程小，b的量程大，故a选小量程V1。 (3)根据Ub-Ua＝IRx，I＝＋ 联立解得Ub＝Ua 则斜率k＝1＋Rx＝ 解得Rx≈16.2 Ω。 (4)根据Rx＝ρ，则ρ＝＝ Ω·m≈5.1×10-7 Ω·m。 (5)电阻和温度有关，温度升高金属电阻率增大，故测得电阻率偏大，所以在25 ℃的环境中电阻率为5.1×10-7 Ω·m，可能是康铜制成的；导线长度l′＝＝ m≈102 m，故大于100 m。 [答案]　(1)2.000　(2)V1　(3)16.2　(4)5.1×10-7　(5)可能　大于 创新点三　实验器材的等效替换　　 [例3]　甲、乙两个实验小组利用传感器研究电池组电动势和内阻及负载功率问题。已知两小组所选用的定值电阻阻值相同，均为R0＝1.0 Ω。 (1)甲小组利用电压传感器(相当于理想电压表)和电阻箱，实验电路图如图甲所示。改变电阻箱接入电路的阻值，获得多组电压U与电阻