第3章 综合拔高练(word同步练习)-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册(鲁科版)
2026-08-14
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摘要:
**基本信息**
以高考真题为载体,整合恒定电流核心考点,通过等效替代、伏安法等方法体系,构建从概念应用到实验探究的逻辑链条,强化科学思维与科学探究能力。
**综合设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电功与电热|2题|能量转化效率计算、流体模型应用|功与能关系→实际功率计算|
|测量金属丝的电阻率|2题|等效替代法、电阻定律(ρ=RS/L)|电阻测量→电阻率计算→实验误差分析|
|电阻的测量|2题|伏安法(内外接选择)、图像法处理数据|电表特性→电路设计→电阻测量|
|测绘伏安特性曲线|1题|I-U图像斜率分析、非线性电阻特性|欧姆定律→图像表征→电阻变化规律|
|电表的改装与校准|1题|串联分压原理、误差修正方法|电表改装原理→校准流程→系统误差分析|
内容正文:
综合拔高练
五年高考真题练
考点1 电功与电热
1.(2024江西,5)“飞流直下三千尺,疑是银河落九天。”是李白对庐山瀑布的浪漫主义描写。设瀑布的水流量约为10 m3/s,水位落差约为150 m。若利用瀑布水位落差发电,发电效率为70%,则发电功率大致为 ( )
A.109 W B.107 W
C.105 W D.103 W
2.(2025浙江6月选考,7)如图所示,风光互补环保路灯的主要构件有:风力发电机,单晶硅太阳能板,额定电压为48 V、容量200 A·h的储能电池,功率60 W的LED灯。已知该路灯平均每天照明10 h;1 kg标准煤完全燃烧可发电2.8 kW·h,排放二氧化碳2.6 kg,则 ( )
A.风力发电机的输出功率与风速的平方成正比
B.太阳能板上接收到的太阳辐射能全部转化成电能
C.该路灯正常运行6年,可减少二氧化碳排放量约1.2×106 kg
D.储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作
考点2 测量金属丝的电阻率
3.(2025四川,12,节选)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约1 m)
螺旋测微器
学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知)
米尺(量程0~100 cm)
滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)
电流表(量程0~30 mA,内阻较小)
开关S1、S2
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为 mm。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。
(3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为 Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字)。
4.(2024山东,14)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16 V);
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程3 V,内阻未知);
电流表A(量程3 A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显①,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像②如图丙所示,求得电阻RY= Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率 (填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
①辅助设问 a.开关K分别掷到1、2端时,测量电路分别采用哪种接法?b.电压表示数变化更明显,说明哪个电表对电路的影响更大?
②关键点拨 利用I-U图线斜率可求Y型号铅笔芯的电阻。
考点3 电阻的测量
5.(2025甘肃,12)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节,电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ),电流表(量程0.3 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
(1)首先设计如图1所示的电路。
①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将S2的c、d端接入电路;
②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“a”或“b”);
③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接 端(填“c”或“d”)。
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图2所示的电路。
①请在图2中补充连线将电压表接入电路;
②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id,则待测电阻阻值Rx= (用Uc、Ud、Ic和Id表示)。
6.(2023全国乙,23)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I= ,金属丝的电阻r= 。(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
U1/mV
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
U2/mV
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=14.2 Ω。
(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d= mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ= ×10-7 Ω·m。(保留2位有效数字)
考点4 测绘伏安特性曲线
7.(2024福建,13)某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律,并设计一款彩光电路。所用器材有:红光和蓝光发光元件各一个、电流表(量程30 mA)、电压表(量程3 V)、滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)、5号电池(电动势1.5 V)两节、开关、导线若干。
(1)图(a)为发光元件的电阻测量电路图,按图接好电路;
(2)滑动变阻器滑片先置于 (填“a”或“b”)端,再接通开关S,多次改变滑动变阻器滑片的位置,记录对应的电流表示数I和电压表示数U;
(3)某次电流表示数为10.0 mA时,电压表示数如图(b)所示,示数为 V,此时发光元件的电阻为 Ω(结果保留3位有效数字);
(4)测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图(c)中的Ⅰ和Ⅱ所示。从曲线可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是: ;
(5)根据所测伏安特性曲线,实验小组设计一款电路,可使红光和蓝光发光元件同时在10.0 mA的电流下工作。在图(d)中补充两条导线完成电路设计。
考点5 电表的改装与校准
8.(2024安徽,12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig=500 μA,Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准①。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω,则R2的阻值应调至 Ω。
(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、R1、R2表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大②,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要 即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱R1的阻值
B.减小电阻箱R2的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为 V。(保留2位有效数字)
①关键点拨 实验目的:改装电压表、校准电压表。
②关键点拨 改装表指针偏转角度偏大,分压电阻应调大。
强基计划
9.(中科大强基计划)一个平行板电容器,电容为C,极板间距为d,接在电压为U的电源两端。电容器内部有一个金属微粒(所受重力忽略不计),质量为m,在电容器极板间往复运动。每次撞击电容器极板时微粒失去所有动能和所有电荷,并获得电荷量为q、与被撞极板同性的电荷,碰撞损失的动能均转化为热能释放。求:
(1)等效电流大小;
(2)整个过程中平均在单位时间内放出的热量。
三年高考模拟练
应用实践
1.(多选题)(2026河南南阳月考)某分压电路的一部分如图所示,接线柱M、N之间的电压U0恒定不变,C、D间接有定值电阻Rx,开始时滑片P位于滑动变阻器的中央位置不远处,Rx两端的电压刚好等于。下列说法正确的是 ( )
A.开始时滑片P位于滑动变阻器的中央位置上方不远处
B.滑片P向下移动时定值电阻两端的电压增大
C.当滑片P位于滑动变阻器的中央位置时,Rx两端的电压大于
D.滑片P向下移动一些,则Rx两端的电压小于
2.(多选题)(2024安徽黄山联考)如图所示,图线1、2、3分别表示导体A、B、C的伏安特性曲线,其中导体C为一非线性电阻,当A、B、C并联接在电压恒为3 V的直流电源两端时,下列说法不正确的是 ( )
A.此时流过三个导体的总电流为6 A
B.此时三个导体的电阻R1∶R2∶R3=1∶3∶2
C.若将三个导体串联后改接在6 V的直流电源上,则三个导体的阻值之比R1∶R2∶R3=1∶3∶2
D.若将三个导体串联后接在6 V的直流电源上,则各电阻两端的电压之比U1∶U2∶U3=1∶3∶2
3.(2026吉林长春外国语学校月考)某地强风的风速约为v,空气的密度为ρ,如果通过面积为S的横截面的风的动能有40%转化为电能,则风能转化为电能的功率为 ( )
A.ρSv B.ρSv2
C.ρSv3 D.ρSv4
4.(多选题)(2026河北衡水中学素质评价)某课外实验兴趣小组用如图甲所示的电路,将电流表G改装成电压表V1,改装后的电压表通过控制开关的闭合和断开有两个量程,并设计了如图乙所示的电路对改装后的电压表进行校对,V为标准表。校对过程中发现,改装后的电压表的示数总稍小于标准电压表的示数,该小组采取了相应措施进行调整,则如下判断和调整措施正确的是 ( )
A.开关闭合时,改装后的电压表的量程大
B.开关断开时,改装后的电压表的量程大
C.在R1两端并联一个阻值远大于R1的电阻进行调整
D.在R1两端并联一个阻值远小于R1的电阻进行调整
5.(2026江苏苏州中学期中)某实验小组利用下列器材测量某种金属电阻丝的电阻率(电阻丝的总阻值约为9 Ω):
A.电源(电压恒为U=3.0 V,内阻不计)
B.电压表V(0~3 V,内阻约3 kΩ;0~15 V,内阻约15 kΩ)
C.电流表A(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω;0~3 A,内阻约0.025 5 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,3 A)
E.滑动变阻器R2(0~1 750 Ω,3 A)
F.开关S、导线若干
(1)该小组成员在实验过程中,正确使用螺旋测微器测得电阻丝的直径,示数如图1所示,则d= mm。
(2)为了调节方便,滑动变阻器应选用 (选填器材前的字母)。
(3)请在图2中用笔画线代替导线,完成实验器材的连接(注意选取合适的电表量程)。
(4)实验小组又对测量电路进行了创新。如图3所示,在电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头的位置可从刻度尺上读出。实验时改变触头P与电阻丝接触的位置,多次改变电阻丝接入电路的长度l,调节滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的读数达到某一相同值I时,记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出-l图像,如图4所示。
①如果已经测得电阻丝的直径为d,根据图4所给数据,可得电阻丝的电阻率ρ= 。(用a、b、c、d表示)
②上问求得的电阻丝电阻率 (选填“存在”或“不存在”)因电表内阻带来的误差。
6.(2025四川成都蓉城联盟期末)某实验小组利用如图所示电路,用两种方法测量光敏电阻的阻值,并研究光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律,实验中用到的电流表、电压表量程合适,滑动变阻器、电阻箱阻值范围足够大,实验操作步骤如下:
方法一:
调整光控室的光照强度为某一定值,将单刀双掷开关S2扳到1,电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S1之前,将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“a”或“b”)端。
调节滑动变阻器的滑片,使电流表的指针大角度偏转到某个示数I0;将单刀双掷开关S2扳到2,保持滑片位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录此时电阻箱的示数R0,则在该光照强度下,光敏电阻的阻值为 。(用题中所给物理量符号表示)
方法二:
将开关S2扳到1,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,记录此时电压表和电流表的示数U、I,则此时光敏电阻阻值的测量值为 ,该测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”),若已知电流表的内电阻为RA,则光敏电阻阻值的真实值为 。(用题中所给物理量符号表示)
通过两种方法测量不同光照强度下光敏电阻的阻值,即可进一步得到光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律。
迁移创新
7.(2026山东德州实验中学期末)德州某中学开展“爱物理、学物理、用物理”活动,一兴趣小组想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率ρ≥200 Ω·m为达标)。图1为该小组所用的圆柱形盛水容器,其底面为带有接线柱的圆形金属薄板(电阻极小),侧面由绝缘材料制成。该小组将水样注满容器后,设计实验进行测量。
(1)已知圆柱形容器长L=31.40 cm,该小组用20分度的游标卡尺测量其直径d,如图2所示,d= mm。该小组又测得所测水样的电阻约为2 600 Ω。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~5 mA,电阻RA=200 Ω)
B.电压表(量程0~15 V,电阻RV约为10 kΩ)
C.滑动变阻器(0~200 Ω,额定电流1 A)
D.电源(12 V,内阻约10 Ω)
E.开关一只、导线若干
请在实物图3中完成电路连接。
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,测出一系列数据如表所示,并作出U-I关系图像如图4所示。
1
2
3
4
5
6
U/V
2.0
3.4
6.8
8.0
10.0
11.6
I/mA
0.60
1.00
2.00
2.40
3.00
3.60
(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 Ω·m(结果保留三位有效数字)。据此可知,所得水样在电阻率这一指标上 (选填“达标”或“不达标”)。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考真题练
1.B 以极短时间Δt内的水流为研究对象,Δt内流出的水的质量为m=ρQΔt,水下落过程,重力势能转化为动能,到瀑布底端处的动能为Ek=mgh,转化为的电能为70%Ek,则发电功率为P=×70%≈1.1×107 W,故选B。
2.D 设风力发电机的扇叶半径为r,假设Δt时间内垂直吹到扇叶上的风的动能全部转化成电能,且被发电机输出,输出功率P出===ρπr2v3(点拨:利用微元法处理,将通过风力发电机的空气构建成流体柱状模型),即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比,故A错误;太阳能板上接收到的太阳辐射能不能全部转化成电能,存在能量损耗,B错误;该路灯正常运行6年,总耗电量约为W=Pt总=0.06 kW×21 900 h=1 314 kW·h=1 314 kW·h,则可减少的二氧化碳排放量为M=×2.6 kg≈1 220 kg,C错误;已知储能电池的额定电压U=48 V,容量Q=200 A·h,则电池充满电后储存的电能为E=UQ=9 600 W·h=9.6 kW·h,而路灯连续一周的耗电量为W0=Pt=0.06 kW×7×10 h=4.2 kW·h,因9.6 kW·h>4.2 kW·h,可知储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作,故D正确。
3.答案 (1)0.500 (2)a 左 (3)1.3×10-6
解析 (1)该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm。
(2)由于滑动变阻器采用限流式接法,故采用“一上一下”的连接方式串联接在电路中,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。在闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,以保证电路接通时电路中的电流最小,电路安全,故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(3)由题意可知,该合金丝接入电路的长度为l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm;因合金丝和电阻箱等效替代,当电流相等时,二者电阻相等,由题图2所示的电阻箱读数可知合金丝接入电路中的电阻为R=3.2 Ω,合金丝的横截面积S=π,由电阻定律R=ρ可得ρ=R==1.256×10-6 Ω·m≈1.3×10-6 Ω·m。
4.答案 (1)2.450 (2)1 (3)1.92 (4)大于
真题降维
①辅助设问答案:a.开关K掷到1端时,电流表外接,测得的电流大于通过铅笔芯的电流;开关K掷到2端时,电流表内接,测得的是通过铅笔芯的真实电流。
b.电压表示数变化更明显,说明电流表的分压对电路影响更大,电流表应采用外接法。
②I-U图线斜率的倒数表示铅笔芯的电阻。
解析 (1)根据螺旋测微器的读数规则可知,铅笔芯的直径d=固定刻度读数+可动刻度读数=2 mm+45.0×0.01 mm=2.450 mm。
(2)电压表示数变化更明显,表明铅笔芯的电阻与电流表的内阻差距较小,即电流表分压对电路的影响更大,因此电流表应采用外接法来减小系统误差,故测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
(3)根据欧姆定律可得R=,可知题图丙中I-U图线的斜率的倒数表示铅笔芯的电阻,有RY== Ω≈1.92 Ω。
(4)根据电阻定律R=ρ可得ρ=,两种型号铅笔芯的横截面积近似相等,则ρ∝,可得=·=×>1,故ρX>ρY。
5.答案 (1)①如图甲所示 ②b ③c
(2)①如图乙所示 ②-
解析 (1)①S2的c端接电流表的负接线柱,开关拨到与c连通时电流表外接;d端接电流表的正接线柱,开关拨到与d连通时电流表内接,具体连线如答案图甲所示。
②为防止超过电表量程,闭合S1前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即应将滑片置于b端。
③题述现象说明电压表的分流很小,所以测量电阻时应采用电流表外接法,S2应接c端。
(2)①为消除实验中电表引入的误差,即消除电流表的分压带来的影响,可用电压表测出电流表与滑动变阻器共同分担的分压,具体连线如答案图乙所示。
②S2接c端时,=Rx+RA+RP,S2接d端时,=RA+RP,故Rx=-。
6.答案 (2) (5)0.150 (6)5.0
解析 (2)R0两端的电压为U2-U1,流过待测金属丝的电流与流过R0的电流相同,则I=,金属丝的电阻r===。
(5)d=15.0×0.01 mm=0.150 mm。
(6)由电阻定律知r=ρ=ρ=ρ,因此ρ== Ω·m≈5.0×10-7 Ω·m。
7.答案 (2)a (3)2.82 282 (4)电阻随电压增大而减小 (5)图见解析
解析 (2)实验电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于a端,使测量电路两端电压为0。
(3)电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,所以电压表示数为2.82 V;根据欧姆定律可知,发光元件的电阻为R== Ω=282 Ω。
(4)根据题图(c)结合R=可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压增大而减小。
(5)由题图(c)可知,电流为10.0 mA时蓝光发光元件的电压大于红光发光元件,因此可将滑动变阻器R2与红光发光元件串联后再与蓝光发光元件并联接入电路,如图所示。
8.答案 (1)M (2)4 000 (3)-R1-R2 (4)A
(5)0.86
真题降维
(1)电压表的改装原理是串联分压,实验原理如图甲所示,改装之后电压表的最大测量值U=IgRg+IgR,则需要串联的分压电阻R=-Rg。
(2)对改装的电压表进行校准,校准电路如图乙:
设改装电压表满偏时标准电压表的示数为UV,改装电压表的最大测量值为U,则UV=Ig(Rg+R)。若UV>U,即改装电压表所在支路电流偏小,则应使分压电阻R减小;若UV<U,即改装电压表所在支路电流偏大,则应使分压电阻R增大。
解析 (1)由图可知,滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,在开关S1闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于M端,使测量电路两端电压为0。
(2)当开关S2接b时,电压表量程为1 V,根据欧姆定律得U1=Ig(Rg+R1),当开关S2接a时,电压表量程为3 V,根据欧姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2),其中R1=1 200 Ω,解得R2=4 000 Ω。
(3)当开关S2接a时,根据欧姆定律得U=I(Rg+R1+R2),可得电流表G的内阻为Rg=-R1-R2。
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,说明电流表G指针偏角较大,流过电流表G的电流较大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,可得应增大电阻箱R1的阻值,故选A。
(5)根据欧姆定律得U'=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200) V=0.86 V。
9.答案 (1) (2)
解析 (1)微粒在极板间的加速度大小a=
设从一个极板运动到另一个极板所用的时间为t,则d=at2
可得t=d
则等效电流大小I==
(2)微粒到达极板前瞬间的动能Ek=Uq
由于碰撞损失的动能均转化为热能释放,则整个过程中平均在单位时间内放出的热量Q==
三年高考模拟练
1.AD Rx两端的电压刚好等于,则Rx与滑动变阻器P、N间的电阻并联后的总电阻等于P、M间的电阻,Rx与滑动变阻器P、N间的电阻并联的总电阻小于滑动变阻器P、N间的电阻,因此滑动变阻器P、N间的电阻大于P、M间的电阻,开始时滑片P位于滑动变阻器的中央位置上方不远处,故A正确;P向下滑,并联部分电阻减小,分得电压减小,Rx两端电压小于,故B错误,D正确;当滑片P位于滑动变阻器的中央位置时,P、M间的电阻大于并联部分的电阻,因此Rx两端的电压小于,故C错误。
2.AB 由题图可知,当A、B、C并联接在电压恒为3 V的直流电源两端时,三个导体两端电压均为3 V,通过的电流分别为3 A、1 A、2.2 A,总电流为6.2 A,由欧姆定律可知,此时电阻之比R1∶R2∶R3约为1∶3∶1.4,A、B错误;由题图可知,R1为1 Ω,R2为3 Ω,当三个导体串联接在电压恒为6 V的直流电源两端时,通过各个导体的电流相等,三个导体两端的电压之和为6 V,结合题图可知,此时三个导体中的电流均为1 A,对应电压分别为1 V、3 V、2 V,各导体两端的电压之比为U1∶U2∶U3=1∶3∶2,由欧姆定律可知,此时电阻之比R1∶R2∶R3=1∶3∶2,C、D正确。
3.C 在t时间内通过面积为S的横截面的空气的体积为V=Svt,在t时间内通过面积为S的横截面的空气的质量为m=ρV,在t时间内通过面积为S的横截面的空气的动能为Ek=mv2,因为风的动能有40%转化为电能,所以在t时间内得到的电能为W=40%Ek,功率为P=,联立以上各式,解得P=ρSv3,故选C。
4.BC 由电路相关知识可知,闭合开关时,电压表量程为U2=Ig,断开开关时,电压表量程为U1=Ig(R1+rg),可知开关断开时,改装后的电压表的量程大,故A错误,B正确;改装后的电压表示数偏小,即流过表头的电流偏小,分压电阻偏大,只需让分压电阻减小一点,可在分压电阻R1两端并联一个阻值远大于R1的电阻进行调整,故C正确,D错误。
5.答案 (1)0.530 (2)D (3)图见解析
(4)① ②不存在
解析 (1)电阻丝的直径为d=0.5 mm+3.0×0.01 mm=0.530 mm。
(2)滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全和方便调节,滑动变阻器选择最大阻值较小的D。
(3)电源电压为3 V,因此电压表的量程选择0~3 V;根据欧姆定律,通过待测电阻丝的电流最大约为I== A≈0.33 A,因此电流表的量程选择0~0.6 A;根据Rx<,可知测量电路选择电流表外接法,故实物电路连接如图所示:
(4)①根据欧姆定律结合串联电路的特点可得RA+Rx=,根据电阻定律得Rx=ρ=,联立解得=l+RA,可得-l图线的斜率k=;结合题图4所示的-l图线的斜率k=,联立解得电阻率ρ=。
②根据实验原理,电流表和电压表的示数是真实值,不存在因电表内阻带来的误差。
6.答案 b R0 偏大 -RA
解析 为保证电路中各元件的安全,闭合干路开关之前需先将滑动变阻器的阻值调到最大,故应将滑片滑到b端。
方法一为等效替代法测电阻,由测量原理可知,方法一中光敏电阻的阻值为R0。
方法二为伏安法测电阻,且为电流表内接法,此时光敏电阻阻值的测量值为,但该结果应为光敏电阻阻值与电流表内阻之和,所以与真实值相比偏大,光敏电阻阻值的真实值为-RA。
7.答案 (1)44.00 (2)图见解析 (4)15.5 不达标
解析 (1)由游标卡尺的读数规则可知,圆柱形容器的直径为d=44 mm+0×0.05 mm=44.00 mm。
(2)根据实验设计要求可知,滑动变阻器应采用分压式接法,水样电阻约为2 600 Ω,电压表分流影响大,则电流表应采用内接法,电路图如图所示。
(4)根据欧姆定律可得R=,即U-I图像的斜率表示所取水样的阻值,又根据电阻定律
R===
可得ρ=
代入数据,解得ρ≈15.5 Ω·m,故所得水样在电阻率这一指标上不达标。
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