【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 I 增大，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤； L 1 兩端的電壓 U ＝ E － IR 1 減小，則其消耗的功率減小，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；通過 R 3 的電流 I ＝ U / R 減小，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 [答案 ] C 3. (2022 上海高考 ) 如圖 15 所示的電路中 R1＝ 1 2 Ω ， R2＝ 6 Ω ，滑 動(dòng)變阻器 R3上標(biāo)有 “ 2 0 Ω 2 A ” 字樣，理想電壓表的量程有 0 ～ 3 V 和 0 ～ 15 V 兩擋，理想電流表的量程有 0 ～ A 和 0 ～ 3 A 兩擋。閉合開關(guān) S ，將滑片 P 從最左端向右移動(dòng)到某位置時(shí)，電壓表、電流表示數(shù)分別為 V 和 A ；繼續(xù)向右移動(dòng)滑片 P 至另一位置，電壓表指針指在滿偏的 1/3 ，電流表指針指在滿偏的 1/4 ，則此時(shí)電流表示數(shù)為 A ，該電源的電動(dòng)勢(shì)為 V 。 圖 15 解析： 滑片 P 向右移動(dòng)時(shí)， R3增大，則干路電流減小，電流表的示數(shù)也減小，而電壓表的示數(shù)在增加，故可推知，電流表選 0 ～ A量程，電壓表選 0 ～ 15 V 量程，故電流表示數(shù) I2＝14 A ＝ A ，電壓表示數(shù) U2＝13 15 V ＝ 5 V ；而 I1＝ A ， U1＝ V 。 由閉合電路歐姆定律，得 E ＝ U1＋ I1R1＋I(xiàn)1? R1＋ R2?R2 r E ＝ U2＋ I2R1＋I(xiàn)2? R1＋ R2?R2 r 解得 E ＝ V 。 [答案 ] 題型特點(diǎn) 考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和正確選擇實(shí)驗(yàn)器材的能力，會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差，能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，會(huì)排查電路故障?？疾閷W(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析能力，根據(jù)已學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新的能力。 解題方略 電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括測(cè)定金屬的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用電表等，對(duì)于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵要掌握實(shí)驗(yàn)原理及各種儀器的使用方法。 熱點(diǎn)六、電學(xué)實(shí)驗(yàn) [ 例 6] ( 2 0 1 1 廣東高考 ) 在 “ 描繪小電珠的伏安特性曲線 ” 實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小電珠 ( 2 . 5 V , 0 . 6 W ) ，滑動(dòng)變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干。 ( 1 ) 粗測(cè)小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表 倍率的電阻擋( 請(qǐng)?zhí)顚?“ 1 ” 、 “ 10 ” 或 “ 1 0 0 ” ) ；調(diào)零后，將表筆分別與小電珠的兩極連接，示數(shù)如圖 16 甲，結(jié)果為 Ω 。 丙 圖 16 (2)實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量電壓，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖乙完成實(shí)物圖丙中的連線。 (3)開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 置于 端。為使小電珠亮度增加， P 應(yīng)由中點(diǎn)向 端滑動(dòng)。 (4)下表為電壓等間隔變化測(cè)得的數(shù)據(jù)。為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)圖像，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn) 間多測(cè)幾組數(shù)據(jù) (請(qǐng)?zhí)顚?“ab”“bc”“cd”“de”或 “ef”) 數(shù)據(jù)點(diǎn) a b c d e f U/V I/A [ 解析 ] (1) 根據(jù)小電珠的規(guī)格可算出在額定電壓下 的阻值約為 10 Ω ，故用多用電表粗測(cè)阻值時(shí)應(yīng)使指針在中值電阻附近，誤差小，故應(yīng)選擇 “ 1 ” 倍率，示數(shù)為 Ω 。 (2) 如圖 17 所示。 圖 17 ( 3) 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，開關(guān)閉合前，應(yīng)使加在小電珠兩端的電壓最小，并從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P置于 a 端；要使小電珠亮度增加， P 應(yīng)由中點(diǎn)向 b 端滑動(dòng)。 ( 4) 從表格數(shù)據(jù)可以看出， ab 間的電流變化過大，應(yīng)在其間多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，才能獲得更準(zhǔn)確的圖像。 [答案 ] (1) 1 (2)見解析 (3)a b (4)ab [ 針對(duì)訓(xùn)練 ] 1. (201 1 浙江高考 ) 在 “ 探究導(dǎo)體電阻與 其影響因素的定量關(guān)系 ” 實(shí)驗(yàn)中，為了 探究 3 根材料未知、橫截面積均為 S ＝ m m2的金屬絲 a 、 b 、 c 的電阻率， 圖 18 采用如圖 18 所示的實(shí)驗(yàn)電路。 M 為金屬絲 c 的左端點(diǎn)， O 為 金屬絲 a 的右端點(diǎn)， P 是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過 程中，電流表讀數(shù)始終為 I ＝ A ，電壓表讀數(shù) U 隨 OP 間 距離 x 的變化如下表： x / m m 600 700 800 900 1 000 1 2 0 0 1 400 U /V 3 . 95 4 . 50 5 . 10 5 . 90 6 . 50 6 . 65 6 . 82 x / m m 1 600 1 800 2 0 0 0 2 100 2 200 2 3 0 0 2 400 U /V 6 . 93 7 . 02 7 . 15 7 . 85 8 . 50 9 . 05 9 . 75 (1)繪出電壓表讀數(shù) U 隨 OP 間距離 x 變化的圖線； (2)求出金屬絲的電阻率 ρ ，并進(jìn)行比較。 解析： ( 1) 如圖所示 (2) ρ ＝USIl ρ a ＝? － ? 10－ 6 ? 100 － 60 ? 10－ 2 Ω m ＝ 10－ 6 Ω m ρ b ＝? － ? 10－ 6 ? 200 － 100 ? 10－ 2 Ω m ＝ 10－ 8 Ω m ρ c ＝? － ? 10－ 6 ? 240 － 200 ? 10－ 2 Ω m ＝ 10－ 6 Ω m 通過計(jì)算可知，金屬絲 a 與 c 電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲 b 的電阻率。 電阻率的允許范圍 ρ a ： 10－ 6～ 10－ 6 Ω m ρ b ： 10－ 8～ 10－ 7 Ω m ρ c ： 10－ 6～ 10－ 6 Ω m 答案： 見解析 2. ( 201 1 四川高考 ) 為測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻 ( 1) 在下列三個(gè)電壓表中選一個(gè)改裝成量程為 9 V 的電壓表 A. 量程為 1 V 、內(nèi)阻大約為 1 k Ω 的電壓表 B. 量程為 2 V 、內(nèi)阻大約為 2 k Ω 的電壓表 C. 量程為 3 V 、內(nèi)阻為 3 kΩ 的電壓表 選擇電壓表 串聯(lián) kΩ 的電阻可以改裝成 量程為 9 V 的電壓表。 ( 2) 利用一個(gè)電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表 ( 此表用符號(hào) 、 或 與一個(gè)電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表 ) ，在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖。 ( 3) 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出電壓表示數(shù)為 時(shí)、電阻箱的阻值為 Ω ；電壓表示數(shù)為 V時(shí)，電阻箱的阻值為 4 Ω ，則電源的電動(dòng)勢(shì) E ＝ V 、內(nèi)阻 r ＝ Ω 。 解 析： (1) 可以將量程為 3 V 的電壓表擴(kuò)大 3 倍量程即可，由UR0＋ RV＝UVRV得， 串聯(lián)電阻的阻值為 R0＝U － UVUVRV＝ 6 k Ω 。 (2) 電路如圖所示 (3) 電壓表示數(shù)為 V 時(shí)，路端電壓 U ＝ 0 V ； 電壓表示數(shù)為 V 時(shí)，路端電壓 U ′ ＝ V ， 將 U ＝ V ， R1＝ 1 Ω ； U ′ ＝ V ， R1′ ＝ Ω 代入 E＝ U ＋UR1 r ，聯(lián)立方程式解得 E ＝ V ， r ＝ 10 Ω 。 答案： (1)C 6 (2)電路圖如解析圖所示 (3) 10 3. (201 1 課標(biāo)全國(guó)卷 ) 為了測(cè)量一微安表頭 A 的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 19 所示 的電路。圖中， A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表， R0 和 RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱， S 圖 19 和 S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)， E 是電池。完成下 列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： (1) 將 S 撥向接點(diǎn) 1 ，接通 S1，調(diào)節(jié) ，使待測(cè)表頭 指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí) 的讀數(shù) I ； ( 2) 然后將 S 撥向接點(diǎn) 2 ，調(diào)節(jié) ，使 ，記下此 時(shí) R N 的讀數(shù)； ( 3) 多次重復(fù)上述過程，計(jì)算 R N 讀數(shù)的 ，此即為待測(cè) 微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。 解析： 本題測(cè)量電阻的物理思想是 “ 替代法 ” ，待測(cè)電流表 A 與電阻箱 R N 是等效替代的關(guān)系。 [答案 ] (1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表 A0 (2)RN 標(biāo)準(zhǔn)電流表 A0的讀數(shù)為 I (3)平均值 4. ( 201 1 山東高考 ) 某同學(xué)利用圖 20 所示電 路，探究了電源在不同負(fù)載下的輸出功率。 ( 1) 所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)谥苯亲鴺?biāo)系 上畫出 U － I 圖像。 圖 20 U/V I/A (2)根據(jù)所畫 U－ I圖像，可求得電流 I＝ A時(shí)電源的輸出功率為 W。 (保留兩位有效數(shù)字 ) (3)實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按圖 20電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中存在安全隱患，并對(duì)電路重新設(shè)計(jì)。在圖 22所示的電路中，你認(rèn)為既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是 。(Rx阻值未知 ) 圖 22 解析： (1) U － I 圖像如圖所示 (2) 根據(jù)圖像可知，當(dāng) I ＝ A 時(shí)， U＝ V ，則輸出功率 P ＝ UI ＝ W 。 (3) 題圖電路中存在的 安全隱患是當(dāng)滑動(dòng)觸頭滑到最右端時(shí)，電源被短路。題圖 b 電路中滑動(dòng)觸頭滑到最左端時(shí)，由于 Rx的存在，避免了上述安全隱患， c 電路中滑動(dòng)觸頭滑到最右端時(shí)，由于 Rx存在，避免電源短路。 [答案 ] (1)見解析 (2)(或 ) (3)bc 題型特點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算、電流周圍磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、加速等問題的分析。 解題方略 1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝FIL， B 的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與 F 、 I 、 L 無關(guān)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向可由磁感線來定性地描述。 2. 電流周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向可由安培定則判定。 3. 安培力的大小為 F ＝ I LB sin θ ，安培力的方向可由左手定則判定，通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合力學(xué)中的相關(guān)規(guī)律。 熱點(diǎn)七、描述磁場(chǎng)的物理量、安培力 [ 例 7] ( 2 0 1 1 新課標(biāo)全國(guó)卷 ) 電磁軌道炮工作原理如圖 23 所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流 I 從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈 圖 23 體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng) ( 可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng) ) ，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與 I 成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?，F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的 2 倍，理論上可采用的辦法是 ( ) A. 只將軌道長(zhǎng)度 L 變?yōu)樵瓉淼?2 倍 B. 只將電流 I 增加至原來的 2 倍 C. 只將彈體質(zhì)量減至原來的一半 D. 將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度 L 變?yōu)樵瓉淼? 倍，其 它量不變 [ 解析 ] 由題意可知， B ＝ kI ，設(shè)軌道寬為 d ，則 F 安 ＝ BId ＝ kI2d ，由動(dòng)能定理得， F 安 L ＝12m v2，聯(lián)立以上式子解得 v ＝ 2 kI2dLm，選項(xiàng) B 、 D 正確。 答案： BD [ 針對(duì)訓(xùn)練 ] 1. ( 201 1 上海高考 ) 如圖 24 ，質(zhì)量為 m 、長(zhǎng)為 L 的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于 OO ′ ，并處 于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿 x 正方向 的電流 I ，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方 圖 24 向夾角為 θ 。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為 ( ) A. z 正向，mgILt an θ B. y 正向，mgIL C. z 負(fù)向，mgILt an θ D. 沿懸線向上，mgILsin θ 解析： 如圖所示為沿 x 軸負(fù)方向觀察時(shí)的側(cè)面圖，由平衡條件可知，導(dǎo)線靜止時(shí)，導(dǎo)線所受安培力 F 在重力和絕緣細(xì)線的拉力 T 的反向延長(zhǎng)線之間，如圖所示。由左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能沿 z 軸正向