PAGEPAGE5高考必考題突破講座7電學設計實驗的思想看法及解題策略1．(2022·浙江寧波模擬)某金屬材料制成的電阻，阻值隨溫度變化而變化：為了測量RT，在0℃到100℃之間的多個溫度下的阻值，某同學設計了如下圖的電路，其中eq\o(○,\s\up1(A))是量程為3mA、內(nèi)阻忽略不計的電流表，E為電源(電動勢為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω)，R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，S為單刀雙擲開關．(1)實驗室中提供的滑動變阻器有兩個：RA(0～150Ω)、RB(0～500Ω)，本實驗中滑動變阻器選用RB(選填“RA〞或“RB〞)．(2)完成下面實驗步驟中的填空；①調(diào)節(jié)溫度，使得RT的溫度到達T1；②將S接1，調(diào)節(jié)R1，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時電流表的讀數(shù)I；③將S接2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)仍為I，記下此時電阻箱的讀數(shù)R0；④那么當溫度為T1時，電阻RT＝R0；⑤改變RT的溫度，在每一溫度下重復步驟②③④，即可測得電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律．(3)由上述實驗測得的不同溫度下RT的電阻值，畫出該金屬材料制成的電阻RT隨溫度t變化的圖象如圖甲所示．假設把該電阻與電池(電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻不計)、電流表(量程為5mA、內(nèi)阻Rg＝100Ω)、電阻箱串聯(lián)起來，連成如圖乙所示的電路，用電阻RT作測溫探頭，把電流表的電流作溫度計．假設電阻箱取值R＝50Ω，那么電流表5mA處對應的溫度數(shù)值為50℃解析：(1)電路最小電阻約為R＝eq\f(E,Imax)＝500Ω，RA最大阻值太小，因此滑動變阻器應選擇RB．(3)當電流為5mA時，由閉合電路的歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋Rg＋RT)，RT＝eq\f(E,I)－R－Rg＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,0.005)－50－100))Ω＝150Ω，由R－t圖象，根據(jù)數(shù)學知識得到RT＝t＋100(Ω)，當RT＝150Ω時，t＝50℃.2．(2022·山東濟南二模)現(xiàn)有一電動勢E約為9V、內(nèi)阻r約為40Ω的電源，最大額定電流為50mA，現(xiàn)有量程為3V，內(nèi)阻為2kΩ的電壓表和阻值為0～999.9Ω的電阻箱各一只，另有假設干定值電阻、開關和導線等器材，為測定該電源的電動勢和內(nèi)阻，某同學設計了如圖甲所示的電路進行實驗，請答復以下問題：(1)實驗室備有以下幾種規(guī)格的定值電阻R0，實驗中應選用的定值電阻是(C)A．200Ω B．2kΩC．4kΩ D．10kΩ(2)實驗時，應先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值(選填“最大值〞“最小值〞或“任意值〞)，目的是：保護電源．(3)該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，根據(jù)記錄的多組數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)線，根據(jù)該圖線可求得電源的電動勢E＝8.6V，內(nèi)阻r＝36Ω.(保存兩位有效數(shù)字)解析：(1)定值電阻的作用是擴大電壓表的量程到9V，所以實驗中應選用的定值電阻是C．(2)實驗時，應先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值，目的是保護電源．(3)由閉合電路歐姆定律E＝3U＋eq\f(3U,R)r，轉(zhuǎn)化成eq\f(1,U)＝eq\f(3r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(3,E)，eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線截距eq\f(3,E)＝0.35，解得E＝8.6V，由斜率eq\f(3r,E)＝eq\f(0.1,8×10－3)，解得r＝36Ω.3．(2022·河北衡水一模)某同學想測量某導電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝一個電極(接觸電阻不計)，兩電極相距L＝0.700m，其間充滿待測的導電溶液．用如下器材進行測量：電壓表(量程15V，內(nèi)阻約30kΩ)、電流表(量程300μA，內(nèi)阻約50Ω)、滑動變阻器(100Ω，1A)、電池組(電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝6Ω)、單刀單擲開關一個、導線假設干．下表是他測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù)．實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖乙所示.U/V01.03.05.07.09.011.0I/μA02265109155175240根據(jù)以上所述請答復下面的問題；(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為3.065cm(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙的坐標中的已描點，請作出U－I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R＝4.6×104(4.4×104～4.8×104均正確)Ω(保存兩位有效數(shù)字)．(3)計算導電溶液的電阻率表達式ρ＝eq\f(πRd2,4L)(用R、d、L表示)，測量值為49(45～53均正確)Ω·m(保存兩位有效數(shù)字)．(4)請在虛線框內(nèi)畫出測量導電溶液電阻的電路圖，并在圖甲中補畫出未連接的導線.見解析圖乙、丙解析：(1)玻璃管內(nèi)徑d＝30mm＋0.05mm×13＝30.65mm＝3.065cm.(2)根據(jù)描點，連線如圖甲所示，由圖可求出電阻R＝4.6×104Ω.(3)由R＝ρeq\f(L,S)和S＝eq\f(1,4)πd2可得ρ＝eq\f(πRd2,4L)，代入數(shù)據(jù)可求得ρ＝49Ω·m.(4)因為eq\f(RV,R)<eq\f(R,RA)，所以電流表應選內(nèi)接法；由于滑動變阻器的最大阻值遠小于待測阻值，故滑動變阻器應用分壓式接法，電路圖及實物圖分別如圖乙、丙所示．4．(2022·河北衡水模擬)為測量電阻Rx(約600Ω)的阻值，實驗室可供選擇的器材有：A．電流表eq\o(○,\s\up1(G))(0～3mA，內(nèi)阻Rg＝100Ω)B．電流表eq\o(○,\s\up1(A))(0～10mA，內(nèi)阻未知)C．定值電阻R1(300Ω)D．定值電阻R2(30Ω)E．滑動變阻器R(0～20Ω)F．直流電源(E＝3V，內(nèi)阻不計)G．開關S及導線假設干某同學用圖(甲)的電路進行測量，答復以下問題：(1)定值電阻應選擇R1(選填“R1”或“R2(2)按圖甲的電路將圖乙的實物連成實驗電路(圖中已畫出局部電路)．(3)實驗中，正確接入定值電阻后，閉合開關S，屢次移動滑動觸頭，分別記錄電流表eq\o(○,\s\up1(G))、電流表eq\o(○,\s\up1(A))的示數(shù)I1、I2如下表：I1/mA0.921.261.752.122.522.98I2/mA3.004.025.606.808.049.60在圖丙的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k＝3.2.(保存兩位有效數(shù)字)(4)根據(jù)圖線求得Rx＝5.6×102Ω.(保存兩位有效數(shù)字)解析：(1)由圖甲可知，eq\f(Rx＋Rg,R定)＝eq\f(IA－IG,IG)，代入數(shù)據(jù)可得R定＝300Ω，因此定值電阻應選擇R1；(2)連接電路實物圖時注意電流由電流表正接線柱流入，負接線柱流出．電流表A的負接線柱連接滑動變阻器的滑動端接線柱；(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標系中描點，然后用直線擬合各數(shù)據(jù)點，在圖線中找出兩點，計算出斜率k