2019年高考物理母题题源系列专题18电学实验含.doc
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1、专题18 电学实验【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国卷)【母题原题】某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 ,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是_。(填正确答案标号)A18 MaB21 mAC25mAD28 mA(3)产生上述问
2、题的原因可能是_。(填正确答案标号)A微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 CR值计算错误,接入的电阻偏小DR值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=_。【答案】(1) (2)C (3)AC (4)【解析】(1)电表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:(2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为:倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:,故本小题选C;(3)根据,
3、得:,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻真实值,大于1200;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC;(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25 mA,故满足;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20 mA电流表,应满足,其中,联立解得:或。【母题来源二】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国卷)【母题原题】某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 );S为开关,E为电源。实验中二
4、极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0A时得到的某硅二极管UI关系曲线。回答下列问题:(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0A,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1=_mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_(填“变大”或“变小”),电压表V1示数_(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向_(填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为=_103V/(保留2位有效数字)。【答案】(1)5.0
5、0 变小 增大 B (2)2.8【解析】(1)U1=IR0=100 50106 A=5103 V=5 mV由,I不变,温度升高,U减小,故R减小;由于R变小,总电阻减小,电流增大;R0两端电压增大,即V1表示数变大,只有增大电阻才能使电流减小,故华东变阻器向右调节,即向B短调节。(2)由图可知,=2.8103V/【母题来源三】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国卷)【母题原题】某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k),滑动变阻器R1
6、(最大阻值1 500 ),滑动变阻器R2(最大阻值500 ),电阻箱(099 999.9 ),干电池(E=1.5 V,r=1.5 ),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为_:滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向_k处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据
7、测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_。【答案】(1) 900 R1 (2)45 5 (3)0 35 000.0【解析】(1)连线如图:根据欧姆表的改装原理,当电流计满偏时,则,解得R=900;为了滑动变阻器的安全,则滑动变阻器选择R1;(2)在a处,解得Rxa=45k;在b处,则,解得Rxb=5k;(3)校准:红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指到0 k处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:R=35 000.0 。【母题来源四】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(天津卷)【母题原题】现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的
8、结果如图所示,其读数是_。(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻约为,画出实验电路图,并标明器材代号。电源(电动势,内阻约为)电流表(量程,内阻)电流表(量程,内阻约为)滑动变阻器(最大阻值,额定电流)开关及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表的读数为,电流表的读数为,则这段金属丝电阻的计算式_。从设计原理看,其测量值与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。【答案】(1)(均可) (2) (3) 相等【解析】(1)根据螺旋测微器的读数法则可知读数为。因该实验没有电压表,电流表A1的内阻已知,故用A1表当电压表使用,为了调节范围大,
9、应用分压式滑动变阻器的接法,则点如图如图由电路图可知流过电流为,电阻两端的电压为,因此电阻该实验的电流为真实电流,电压也为真实电压,因此测得值和真实值相等。【命题意图】考查电流表量程的改装关键是电压相等,各支路电流之和等于总量程。若量程扩大N倍,则并联一个阻值为的电阻。描绘小灯泡的伏安特性曲线实验,涉及电路原理图的绘制、电表的读数和数据的处理,意在考查考生对电路基础知识、电表读数的掌握情况及简单的推理能力。做此类实验,一定要注意实验原理,根据实验要求,选择合适的器材,在读取电表数据时,一定要注意选取的量程和分度值。本题要求考生根据四个表盘来判断电表的类别及彼此的对应关系,考查了考生简单的推理能
10、力。【考试方向】与电阻测量有关的电学实验仍是高考命题的热点,同进伴随对基本仪器的读数能力的考查,命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等;重视对实验操作能力的考查;实验器材的选择,包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择。【得分要点】1、多用电表测电阻使用“五步”法(1)选档:选倍率,一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率,如估计值为200 就应该选10的倍率;(2)调零:进行欧姆调零;(3)测量:将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量;(4)读数:将指针示数乘以倍率,得测量值;(5)整理:测量结束后,将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。特别注意:用欧姆挡测电阻时,
11、如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新调零后再测量。2、控制电路的设计技巧(1)滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种,下列几种情况必须选用分压式接法:要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如:测绘导体的伏安特性曲线等实验);被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时;实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时;若采用限流式接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时。(2)若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,
12、只是小范围内测量,且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0,则应该采用限流式接法。测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法。3、电学仪器的选择(1)电源的选择:一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大,一般应使指针能达到半偏以上,以减小读数的偶然误差,提高精确度。4、实物图连接注意(1)一般先从电源正极开始,须看电流的方向,将干路元件依次连线;(2)最后并接电压表;(3)连线时要注意电表的正、
13、负接线柱,要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出。5、器材选择的一般步骤是:(1)找出唯一性的器材;(2)草画电路图(暂不把电表接入);(3)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值);(4)考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上,且不超过电表的量程。1(2019天津高考模拟)某实验小组要研究小灯泡在不同电压下的工作特点,进行了如下的实验。(1)首先测量某电源的电动势和内阻。由于担心电源内阻过小,因此给电源串联了一个定值电阻R0,然后进行实验。电路如图(a)所示,缺失的导线应该是_和_相连(填“a”、“b”或“c”)。电路补充完整后,多次测量记录数据,并做出如图(b)所示的UI图像,由图
14、像可得该电源电动势为E=_V。(结果保留两位有效数字)(2)小灯泡规格为“3.0 V,0.6 A”,测得其伏安特性曲线如图(c)所示。取三个这种小灯泡,与(1)中电源按如图(d)所示电路连接,A灯恰好正常发光。由此,可求得电源内阻r=_,(1)中定值电阻R0=_。(结果保留两位有效数字)【答案】(1)a c 4.8 (2)1 3.8【解析】(1)由于电源的内阻较小,为了减小测量误差,所以电流表应内接,即a、c相连;图象与纵轴交点即为电动势,所以电动势为4.8 V;(2)由A灯恰好正常发光可知,B、C灯泡中的电流为0.3 A,由图(c)可知,B、C灯泡两灯电压为1.2 V,所以电源内阻上的电压为
15、:,流过电源的电流与A灯中的电流相同即为0.6 A,所以电源的内阻,由图(b)可知,短路电流为1 A,即有:,解得:。2(2019重庆南开中学高考模拟)某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻实验室提供了如下器材:A电流表(量程,内阻为)B电流表(量程,内阻为)C电压表(量程,内阻很大)D滑动变阻器(阻值范围,额定电流)E滑动变阻器(阻值范围,额定电流)F定值电阻G定值电阻以及待测干电池,开关、导线若干。同学们根据提供的器材,设计了如图的实验电路图。(1)请根据电路图,将实物图中连线补充完整。(2)为了尽量减小误差且方便操作,图中电流表应选择_(填或),滑动变阻器应选择_(填或),定值电
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- 2019 年高 物理 母题题源 系列 专题 18 电学 实验
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