2022年高考物理 名校模擬試題分項(xiàng)解析40熱點(diǎn) 專(zhuān)題35 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

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1、2022年高考物理 名校模擬試題分項(xiàng)解析40熱點(diǎn) 專(zhuān)題35 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 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(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)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(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，在M，N間出現(xiàn)電壓UH，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，UH稱(chēng)為霍爾電壓，且滿(mǎn)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)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(chǎng)方向如圖1所示，該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí)，應(yīng)將電壓表的“＋”接線(xiàn)柱與______(填“M”或“N”)端

2、通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連． (2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.10 T不變，改變電流I的大小，測(cè)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(huà)出UH—I圖線(xiàn)，利用圖線(xiàn)求出該材料的霍爾系數(shù)為_(kāi)_____×10－3V·m·A－1·T－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(cè)量，取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的測(cè)量電路，S1，S2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，虛線(xiàn)框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫(huà)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_

3、_______(填“c”或“d”)．為了保證測(cè)量安全，該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)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(hào))之間． 4．（2018洛陽(yáng)聯(lián)考）使用多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源（一般為電池）、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端。現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60mA的電流表，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線(xiàn)若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至“×1Ω”擋，調(diào)好零點(diǎn)；滑動(dòng)變阻器置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空： （1）實(shí)驗(yàn)電路如

4、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(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)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_(kāi)_____Ω，電流表的讀數(shù)為_(kāi)_____mA； （3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使用電流表滿(mǎn)偏，此時(shí)多用電表的讀數(shù)為10.5Ω； （4）計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)____V，電阻“×1Ω”擋內(nèi)部電路的總電阻為_(kāi)____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(shí)流過(guò)多用電表的電流為_(kāi)_____mA。（保留3位有效數(shù)字） 【參考答案】．（1） 2 （2

5、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(dòng)勢(shì)；兩表筆短接時(shí)，流過(guò)多用電表的電流為。 解法三：由圖（b），多用電表半偏時(shí)流過(guò)電表的電流為51.0mA，故滿(mǎn)偏時(shí)流過(guò)電表的電流為Im=102mA，多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)。 5.（9分）某物理小組欲利用如圖所示的電路同時(shí)測(cè)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(qiáng)度之間

6、的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)室能提供的實(shí)驗(yàn)器材有：學(xué)生電源（輸出電壓為，內(nèi)阻不計(jì)）、電阻箱（最大阻值9 999.9 Ω）、單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干。 6．（9分）超高亮LED燈與傳統(tǒng)的照明燈相比，有壽命長(zhǎng)、低耗、彩色鮮艷、點(diǎn)亮速度快等特點(diǎn)。被廣泛地應(yīng)用于商場(chǎng)照明、舞臺(tái)燈光控制、汽車(chē)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(xiàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示。 序號(hào) 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

7、 30.24 （1）實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇的電路圖為 ；并根據(jù)你選擇的電路圖，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物圖1中的連線(xiàn)補(bǔ)充完整。 圖1 圖2 （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，在如圖2所示的坐標(biāo)紙上描繪出該發(fā)光二極管（LED燈）的伏安特性曲線(xiàn)； （3）采用（1）中所選的電路，發(fā)光二極管（LED燈）電阻的測(cè)量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。 （4）若實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端相接，還需要串聯(lián)一個(gè)阻值R=_________Ω的電阻，才能使

8、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(xiàn)（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(xiàng)；實(shí)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(xiàn)。 7.(2017·益陽(yáng)檢測(cè))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(kāi)關(guān)S后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)片，A、B燈都不亮。

9、 圖9 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。 ①選擇開(kāi)關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號(hào)表示)； A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ②測(cè)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(kāi) B.B燈絲斷開(kāi) C.d、e間連線(xiàn)斷開(kāi) D.B燈被短路 (2)接著練習(xí)使用歐姆表的“×1”擋測(cè)電阻，歐姆表經(jīng)過(guò)“歐姆調(diào)零”， ①測(cè)試前，一定要將電路中的開(kāi)關(guān)S________； ②測(cè)c、d間和e、f間電阻時(shí)，某次測(cè)試結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______Ω，此時(shí)測(cè)量的是________間電阻。根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為_(kāi)_______Ω。 【名師解析】　(1)①由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動(dòng)勢(shì)為6 V，電壓表量程應(yīng)選10 V，選項(xiàng)B正確。 ②燈泡不亮，說(shuō)明電路斷路或短路，電壓表接c、d端時(shí)有示數(shù)且接近電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明有電流通過(guò)電壓表，c、d間以外其他部分電路接通，電壓表接e、f時(shí)無(wú)示數(shù)，說(shuō)明c、d間燈泡斷路，選項(xiàng)A正確。