2022年高考物理真题和模拟题分类汇编专题19电磁学实验含解析.doc
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1、专题19 电磁学实验1.(2021浙江卷)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数,电流表的示数如图2所示,其读数_A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表_(填“内”或“外”)接法。(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图_;先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的
2、示数如图3所示。则待测电阻_。此方法_(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是_。答案:(1).0.34 (2).见解析 (3).外 (4).5 (5).有 (6).电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)解析:(1)1由电流表的表盘可知电流大小为0.34A2电压表的百分比变化为电流表的百分比变化为因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法(2)3电路图如图4两次实验中电路电流相同,因此可有可得读数可得56电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4,则实验只能测得其为,误差较大。2.(2021
3、全国乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量电池的电动势E(约)和内阻r(小于)。图中电压表量程为,内阻:定值电阻;电阻箱R,最大阻值为;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选_(填“5.0”或“15.0”);(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;(3)根据图(a)所示电路,用R、E和r表示,得_;(4)利用测量数据,做图线,如图(b)所示:(5)通过图(b)可得_V(保留2位小数),_(保留1位小数);(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为,由此产生的误差为_%。答案: (1)
4、.15.0 (2). (3).1.55 (4).1.0 (5).5解析:(1)1为了避免电压表被烧坏,接通电路时电压表两端电压不能比电表满偏电压大,则由并联电路分压可得代入数据解得因此选。(3)2由闭合回路的欧姆定律可得化简可得(5)34由上面公式可得,由图象计算可得,代入可得,(6)5如果电压表为理想电压表,则可有则此时因此误差为3.(2021全国甲卷)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A) 电压表(量程300mV,内阻300)电流表(量程300mA,内阻0.27) 定值电阻R0滑动变阻器R1(阻值0-20) 电阻箱R2(最大阻
5、值9999.9)电源E(电动势6V,内阻不计) 开关S、导线若干。完成下列填空:(1)有3个阻值分别为10、20、30的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在0300mA的U-I曲线,R0应选取阻值为_的定值电阻;(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_(填“a”或“b”)端;(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、I,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为_(保留1位有效数字);(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为_。然后调节滑动
6、变阻器R1,测得数据如下表所示:U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0I/mA140.0160.0180.02000220.0240.0260.02800300.0(5)由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻_(填“增大”“减小”或“不变”);(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,可得此时小灯泡电功率W1=_W(保留2位有效数字);当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡的电功率为W2,则=_(保留至整数)。答案:(1).10 (2).a (3).0.7 (4).2700 (5).增大 (6)
7、.0.074 10解析:(1) 因为小灯泡额定电压2.5V,电动势6V,则滑动滑动变阻器时,为了保证电路安全,需要定值电阻分担的电压则有则需要描绘小灯泡在0300mA的伏安特性曲线,即R0应选取阻值为10;(2) 为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端;(3) 由图可知当流过电流表的电流为10mA时,电压为7mV,则小灯泡的电阻为(4) 由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时,有解得(5) 由图(b)和表格可知流过小灯泡电流增加,图像中变大,则灯丝的电阻增大;(6) 根据表格可知当电流为160mA时,电压表的示数为46mA,根据(4)的分析可知此时小灯泡两端电压为0.46
8、A,则此时小灯泡电功率W1=0.46V0.16A0.074W同理可知当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡两端电压为2.5V,此时小灯泡电功率W2=2.5V0.3A=0.75W故有4.(2021湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为)、一个电流表(内阻为)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:(1)将器材如图(a)连接:(2)开关闭合
9、前,金属夹应夹在电阻丝的_端(填“a”或“b”);(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数,得到多组数据;(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为,与纵轴截距为,设单位角度对应电阻丝的阻值为,该电池电动势和内阻可表示为_,_(用、表示)(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验,在图(c)方框中画出实验电路图_(电阻丝用滑动变阻器符号表示);(6)利用测出的,可得该电池的电动势和内阻。答案:(1). (2). (3). (4).解析:1开关闭合前,为了保护电路中的元件,应将电阻丝的最大
10、阻值接入电路,根据电阻定律可知电阻丝接入越长,接入电阻越大,金属夹应夹在电阻丝的端。2设圆心角为时,电阻丝接入电路中的电阻为,根据闭合电路欧姆定律可知整理得结合图象的斜率和截距满足,解得电源电动势和内阻为3实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关,考虑使用等效法测量电阻丝电阻,如图原理的简单说明: 将开关置于位置,读出电流表示数; 将开关置于电阻丝处,调节电阻丝的角度,直到电流表示数为,读出此时角度 ; 此时,即可求得数值。5.(2021河北卷)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(,),直流电源(),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1所示。(1
11、)根据图1,完成图2中的实物连线_;(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是_(单项选择,填正确答案标号);A.电流表短路B.滑动变阻器的滑片接触不良C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到图像,其中一部分如图3所示,根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为_(保留三位有效数字)。答案:(1). (2).C (3).解析:(1)1电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接,如图(2)2开关闭合,小灯泡闪亮一下后灯丝烧断,说明通过小灯泡的电流过大。A.电流表内阻非常小,短路几乎不影响通过小灯
12、泡的电流,与灯丝烧断无关,A错误;B.滑动变阻器滑片接触不良,无电流通过小灯泡,B错误;C.滑动变阻器的滑片开始时置于端,小灯泡部分分压达到最大,通过电流最大,可能会烧断小灯泡灯丝,C正确;故选C。(3)根据小灯泡的伏安特性曲线可知在点时的电压和电流分别为,根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为6.(2021春浙江卷) (1)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,用如图所示的电路图测量,得到的一条实验数据拟合线如图所示,则该电池的电动势E=_V(保留3位有效数字);内阻r=_(保留2位有效数字);现有如图所示的实验器材,照片中电阻箱阻值可调范围为09999,滑动变阻器阻值变化范围为010,电流表G的量程
13、为03mA、内阻为200,电压表的量程有03V和015V。请在图3中选择合适的器材,在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。_(2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量,铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于_。A.平面abcd B.平面abfe C.平面abgh D.平面aehd【答案】(1).1.46(1.451.47均可) (2).0.64(0.630.67均可) (3). (4).D【解析】(1)1根据闭合电路欧姆定律可得将题干中得图线延长与横纵轴分别相交,如图可知图像与纵轴交点即为电动势
14、,即2图像斜率的绝对值为电源内阻,即3电流表量程太小,使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量,电路图如图根据闭合电路欧姆定律变形得绘制图像,可知图像斜率为,与纵轴截距为,从而求解电动势和内阻;也可以通过电阻箱改装电流表,扩大电流表得量程,实现电流得测量,电路图如图根据闭合电路欧姆定律可以绘制图像求解电动势和内阻。(2)4变压器的正视图如图所以硅钢片应平行于平面aehd,即选D。7.(2021广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔_,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边
15、“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而_。(2)再按图连接好电路进行测量。闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片滑到_端(选填“a”或“b”)。将温控室的温度设置为T,电阻箱调为某一阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S。反复调节和,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。实验中记录的阻值_(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值_。答案:
16、(1).短接 (2).减小 (3).b (4).大于 (5).解析:(1)12选择倍率适当的欧姆档,将两表笔短接;欧姆表指针向右偏转角度越大,则阻值越小,可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。(2)3闭合开关S前,应将滑动变阻器R1的阻值调到最大,即将滑片滑到b端;45因两次电压表和电流表的示数相同,因为即可知R01大于R02。8.(2021北京通州一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。(1)下列实验器材必须要用的有_(选填字母代号)A.干电池组 B.学生电源C.多用电表 D.直流电压表 E.滑动电阻器 F.条形磁铁G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)(2
17、)下列说法正确的是_(选填字母代号)A.为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数C.测量电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量D.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据,表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数,U1、U2分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析可以得到的实验结论是:_。实验次数n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.
18、92【答案】(1)BCG;(2)BC;(3)。【解析】(1)在探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验中,需要用交流电源,故干电池、直流电压表都不能用,需要用学生电源、多用电表,和可拆式变压器,滑动变阻器是改变电流的,因为学生电源可以改变原线圈的电压,所以也可以不用它,条形磁铁也没有什么用途,故选项BCG是必须要用到的;(2)为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数,这样得到的电压才会较小,才可能安全,选项A错误;要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,选项B正确;测量电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,选项C
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- 2022 年高 物理 模拟 分类 汇编 专题 19 电磁学 实验 解析
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