2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題35 電學(xué)創(chuàng)新實驗.doc

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專題35 電學(xué)創(chuàng)新實驗 1. （2018云南建水四校聯(lián)考）霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖1所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P，Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M，N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH稱為霍爾電壓，且滿足UH＝k，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．某同學(xué)通過實驗來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)． (1)若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電，電流與磁場方向如圖1所示，該同學(xué)用電壓表測量UH時，應(yīng)將電壓表的“＋”接線柱與______(填“M”或“N”)端通過導(dǎo)線相連． (2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強度B＝0.10 T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中畫出UH—I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為______10－3VmA－1T－1(保留2位有效數(shù)字). (3)該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計了如圖3所示的測量電路，S1，S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)．為使電流從Q端流入，P端流出，應(yīng)將S1擲向________(填“a”或“b”)，S2擲向________(填“c”或“d”)．為了保證測量安全，該同學(xué)改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中．在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件________和________(填器件代號)之間． 4．（2018洛陽聯(lián)考）使用多用電表測量電阻時，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源（一般為電池）、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60mA的電流表，滑動變阻器，導(dǎo)線若干。實驗時，將多用電表調(diào)至“1Ω”擋，調(diào)好零點；滑動變阻器置于適當數(shù)值。完成下列填空： （1）實驗電路如圖（a）所示，其中多用電表的紅表筆和_____（填“1”或“2”）端相連，黑表筆連接另一端； （2）若適當調(diào)節(jié)滑動變阻器后，圖（a）中多用電表與電流表的示數(shù)分別如圖（b），（c）所示，則多用電表的讀數(shù)為______Ω，電流表的讀數(shù)為______mA； （3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使用電流表滿偏，此時多用電表的讀數(shù)為10.5Ω； （4）計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_____V，電阻“1Ω”擋內(nèi)部電路的總電阻為_____Ω；（保留3位有效數(shù)字） （5）將圖（a）中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為______mA。（保留3位有效數(shù)字） 【參考答案】．（1） 2 （2分） （2） 15.0 （15也給分） 51.0 （1分/空，共2分） （4） 1.53 15.0 （2分/空，共4分） （5） 102 （2分） 【名師解析】 解法二：多用電表內(nèi)阻等于中值電阻，由圖（b），電阻“1Ω”擋內(nèi)部電路的總電阻為R內(nèi)=15.0Ω；多用電表內(nèi)電池的電動勢；兩表筆短接時，流過多用電表的電流為。 解法三：由圖（b），多用電表半偏時流過電表的電流為51.0mA，故滿偏時流過電表的電流為Im=102mA，多用電表內(nèi)電池的電動勢。 5.（9分）某物理小組欲利用如圖所示的電路同時測量一只有30格刻度的毫安表的量程、內(nèi)阻和光敏電阻的阻值與光照強度之間的關(guān)系。實驗室能提供的實驗器材有：學(xué)生電源（輸出電壓為，內(nèi)阻不計）、電阻箱（最大阻值9 999.9 Ω）、單刀雙擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。 6．（9分）超高亮LED燈與傳統(tǒng)的照明燈相比，有壽命長、低耗、彩色鮮艷、點亮速度快等特點。被廣泛地應(yīng)用于商場照明、舞臺燈光控制、汽車尾燈等諸多領(lǐng)域。為探究LED燈的性能，某興趣小組想描繪某發(fā)光二極管（LED燈）的伏安特性曲線，實驗測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示。 序號 U/（V） I/（mA） 1 0.00 0.00 2 2.56 0.30 3 2.83 2.60 4 2.90 8.21 5 3.00 30.24 （1）實驗應(yīng)該選擇的電路圖為 ；并根據(jù)你選擇的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖1中的連線補充完整。 圖1 圖2 （2）根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，在如圖2所示的坐標紙上描繪出該發(fā)光二極管（LED燈）的伏安特性曲線； （3）采用（1）中所選的電路，發(fā)光二極管（LED燈）電阻的測量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真實值。 （4）若實驗中該發(fā)光二極管（LED燈）最佳工作電流為8 mA，現(xiàn)將此發(fā)光二極管（LED燈）與電動勢為3 V、內(nèi)阻不計的電源兩端相接，還需要串聯(lián)一個阻值R=_________Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態(tài)。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】（9分） （1）C（1分） 如圖所示（2分） （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描繪出該發(fā)光二極管（LED燈）的伏安特性曲線（2分） （3）大于（2分） （4）15（2分） 【名師解析】（1）根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，發(fā)光二極管（LED燈）的電阻較大，電流表采用內(nèi)接法，選C項；實物連接如圖： （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描繪出該發(fā)光二極管（LED燈）的伏安特性曲線。 7.(2017益陽檢測)在如圖9甲所示的電路中，4節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V，0.3 A”。合上開關(guān)S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮。 圖9 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。 ①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示)； A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________。 A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開 C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路 (2)接著練習(xí)使用歐姆表的“1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”， ①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S________； ②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為________Ω，此時測量的是________間電阻。根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω。 【名師解析】　(1)①由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動勢為6 V，電壓表量程應(yīng)選10 V，選項B正確。 ②燈泡不亮，說明電路斷路或短路，電壓表接c、d端時有示數(shù)且接近電源電動勢，說明有電流通過電壓表，c、d間以外其他部分電路接通，電壓表接e、f時無示數(shù)，說明c、d間燈泡斷路，選項A正確。