2017年高中物理电学实验(难题)附答案.doc

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1、2017高中物理电学实验（难题）附答案参考答案与试题解析　1．（2017•江西模拟）利用如甲图所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V，A为标准电流表，E1为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器（1）已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200μA，按如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻rg，其中电阻R4约为1kΩ，为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E2应选用　B　，电阻R3应选用　F　，电阻R2应选用　C　（选填器材前的字母）．A．电源（电动势为1.5V）B．电源（电动势为6V）C．电阻箱（0～999.9Ω）D．

2、滑动变阻器（0～500Ω）E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～5.1kΩ）F．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～51kΩ）（2）如果所得R3的阻值为300Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为　300.0　Ω，该测量值　略小于　实际值（填“略大于”“略小于”“等于”）（3）给灵敏电流计G串联一个阻值为　29.7　kΩ的电阻就可以将该电流计G改装为量程6V的电压表V．（4）由（2）确定灵敏电流计的内阻测量值与实际值差异后，将其改装成另一电压表V（甲图虚线框所示）接入甲图电路进而完成甲图实验测量时，电压表V测量值　小于　实际值（填“大于”“小于”或“等于”

3、）；电源E1电动势测量值　小于　实际值（填“大于”“小于”或“等于”）．【解答】解：（1）由于Ig=200μA，R4约为1kΩ，同时为了减小误差，R2应选择阻值较大的F，所以电源应选取电动势较大的B；根据半偏法原理可知，电阻R3应选用电阻箱C；（2）当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．如果所得的R1的阻值为300.0Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为300.0Ω．实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，该

4、测量值“略小于”实际值．（3）根据改装原理可知，U=Ig（Rg+R）解得：R=﹣Rg=﹣300=29.7KΩ；（4）由于电阻箱的测量值因小于真实值，则改装后实验内阻偏小，故电压表的测量值小于真实值；同时由于采用了相对电源的电流表外接法，电流表示数偏小，故电源电动势的测量值也小于真实值．故答案为：（1）B，F，C；（2）300.0，略小于；（3）29.7；（4）小于，小于．　2．（2017•萧山区模拟）太阳能是一种清洁、“绿色”能源，在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组决定探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性．所用的

5、器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图．（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I﹣U图象．由图可知，当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为　1×103　Ω．（保留一位有效数字）（3）该实验小组在另一实验中用一强光照射太阳能电池，使该太阳能电池获得电能，为了测出该电池此时的电动势和内阻，该小组同学决定先用欧姆表进行粗测，再设计合理的电路图．你认为该小组同学的做法合理吗？为什么？　不能，因为多用电表的欧姆挡自带电源，使用时必须与外电路断开，因此不能测电源内阻　．（

6、4）该实验小组设计了如图3所示的电路图，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a，再减小实验中光的强度，用一弱光重复实验，测得U﹣I曲线b，见图4．当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为1.5V．则滑动变阻器的测量电阻为　7.1×103　Ω，曲线b外电路消耗的电功率为　6.8×10﹣5　W（计算结果保留两位有效数字）．【解答】解：（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，电路连接如图．（2）由图2所示图象可知，当电压小于2.00V时，电路电流很小，几乎为零，由欧姆定律可知，太阳能电池的电阻很大；由图2所示图象可知，当

7、电压为2.80V时，电流I=2.8mA，则太阳能电池的电阻R=1×103Ω．（3）不能，因为多用电表的欧姆挡自带电源，使用时必须与外电路断开，因此不能测电源内阻．（4）由图4所示曲线可知，路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=210μA，即为强光照射时的工作点，连接该点和坐标原点，如图所示，此直线为此时对应的外电路电阻的U﹣I图线，滑动变阻器的测量电阻为R==7.1×103Ω，此图线和图线b的交点为弱光照射时的工作点，如图所示．电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V，则外电路消耗功