高考物理试题分项版解析专题18电学实验.doc
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1、1 / 34【2019【2019 最新最新】精选高考物理试题分项版解析专题精选高考物理试题分项版解析专题 1818 电学实验电学实验1【2017天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1 的内阻 r1=1.0 k,电阻 R1=9.0 k,为了方便读数和作图,给电池串联一个 R0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建 S 闭合,用多用电表的电压挡先测量 a、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是_导线断开;若读数为零,则一定是_导线断开。aa bbcc
2、a排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表 A1 和 A2 的多组 I1、I2 数据,作出图象如右图。由I1I2 图象得到电池的电动势 E=_V,内阻 r=_。【答案】1.41(1.361.44 均可) 0.5(0.40.6 均可)aa bb【考点定位】实验用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么,闭合电路的欧姆定律是核心。2 / 342 【2016北京卷】热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1 为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值 R 随温度 t 化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温
3、度上升时导电能力_(选填“增强”或“减弱” ) ;相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的影响更_(选填“敏感”或“不敏感” ) 。【答案】增强敏感3 【2016上海卷】 (6 分)在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1) (多选题)用多用表测电流或电阻的过程中(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡,其读数为;若选择开关处于“10”挡,其读数为 200 (选填:“
4、大于” , “等于”或“小于” ) 。【答案】 (1)AD (2)5.4;小于【解析】 (1)多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项 A 正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项 B 错误;在测量未知电阻时,必须先用电压表测试电阻内是否带有电源,再大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项 C 错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行试测,避免电表烧坏,故选项 D 正确。 (2)若选择开关处于“10 V”挡,则电3 / 34表的最小刻度为 0.2 V,此时读数为 5.4 V;若选择开关处于“10”挡,欧姆表的中央刻度为 15,此时指针指示未知但
5、小于 15,所以读数应该小于 150 ,故小于 200 。【考点定位】多用电表的使用【方法技巧】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键,在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和正确使用。4 【2017新课标卷】 (10 分)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡 L(额定电压3.8 V,额定电流 0.32 A) ;电压表 V(量程 3 V,内阻 3 k) ;电流表(量程 0.5 A,内阻 0.5 ) ;固定电阻 R0(阻值 1 000 ) ;滑动变阻器 R(阻值 09.0 ) ;电源 E(电动势 5 V,内阻不计) ;开关S;导线若干。VAAA(1)实验要求
6、能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小” ) ,灯丝的电阻率_(填“增大” “不变”或“减小” ) 。(3)用另一电源 E0(电动势 4 V,内阻 1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器 R 的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关 S,在 R 的变化范围内,小灯泡的最小功率为_W,最大功率为_W。 (结果均保留 2 位小数)【答案】 (1)如图所示(2)增大增大(3)0.39 1.174 / 34(3)当滑
7、动变阻器的阻值为 9 时,电路电流最小,灯泡实际功率最小,此时 E=U+I(r+R)得 U=10I+4,在图中作出该直线如左图所示,交点坐标约为 U=1.75V,I=225mA,P1=UI=0.39W;整理得:,当直线的斜率最大时,与灯泡的 IU 曲线的交点坐标最大,即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值 R=0 时,灯泡消耗的功率最大,此时交点坐标为 U=3.67V,I=0.32A,如右图所示,最大的功率为P2=UI=1.17W。1EIURrRr 【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻外接法,电压从 0 开始测量分压式接法。
8、然后由伏安特性曲线分析阻值的变化,注意纵轴是电流。第(3)问求小灯泡消耗的实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。5 【2017新课标卷】 (9 分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 A,内阻大约为 2 500 )的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器 R1、R2(其中一个阻值为 20 ,另一个阻值为 2 000 ) ;电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 ) ;电源E(电动势约为 1.5 V) ;单刀开关 S1 和 S2。C、D 分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
9、5 / 34(2)完成下列填空:R1 的阻值为 (填“20”或“2 000” ) 。为了保护微安表,开始时将 R1 的滑片 C 滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将 R2 的滑片 D 置于中间位置附近。将电阻箱 Rz 的阻值置于 2 500.0 ,接通 S1。将 R1 的滑片置于适当位置,再反复调节 R2 的滑片 D 的位置。最终使得接通 S2 前后,微安表的示数保持不变,这说明 S2 接通前 B 与 D 所在位置的电势(填“相等”或“不相等” ) 。将电阻箱 Rz 和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将 Rz 的阻值置于 2 601.0 时,在接通 S2
10、前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 (结果保留到个位) 。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:。【答案】 (1)连线见解析(2)20 左相等2550(3)调节 R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程【解析】 (1)实物连线如图:设滑片 P 两侧电阻分别为 R21 和 R22,因 B 与 D 所在位置的电势相等,可知;同理当 Rz 和微安表对调后,仍有:;联立两式解得:。z12122ARR RRz22122ARR RRz1225002 6012550AZRR R 6 / 34(3)为了提高测量精度,调节 R1 上的分压,尽可能使微安表接近满量程。【考点定位】电阻的测量【名师
11、点睛】此题考查电阻测量的方法;实质上这种方法是一种“电桥电路” ,搞清电桥平衡的条件:对角线电阻乘积相等,即可轻易解出待测电阻值;知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。6【2017新课标卷】(9 分)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池;R1、R2、R3、R4 和 R5 是固定电阻,R6 是可变电阻;表头的满偏电流为 250 A,内阻为 480 。虚线方框内为换挡开关,A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5个挡位,5 个挡位为:直流电压 1 V 挡和 5 V 挡,直流电流 1 mA 挡和2.5 mA 挡,欧姆100 挡。GA(1)图(a
12、)中的 A 端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于 R6 的使用,下列说法正确的是_(填正确答案标号)。A在使用多用电表之前,调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时,调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得 R1+R2=_,R4=_。7 / 34(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时 B 端是与“1”相连的,则多用电表读数为_;若此时 B 端是与“3”相连的,则读数为_;若此时 B 端是与“5”相连的,则读数为_。(结果均保留
13、3 位有效数字)【答案】(1)黑(2)B (3)160880(4)1.47mA(或 1.48 mA)11002.95V(4)若此时 B 端与“1”相连,多用电表是量程为 2.5 mA 的电流表,则读数为 1.47mA;若此时 B 端与“3”相连,多用电表是欧姆100 挡,则读数为 1100;若此时 B 端与“5”相连,多用电表是量程为 5 V 的电压表,则读数为 2.95V。【考点定位】多用电表的使用、电表的改装【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数
14、方法不同。7【2017江苏卷】(10 分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图 111 图所示,继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端,当继电器的电流超过 15 mA 时,衔铁8 / 34被吸合,加热器停止加热,实现温控继电器的电阻约为 20 ,热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示(1)提供的实验器材有:电源 E1(3 V,内阻不计)、电源 E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器 R1(0200)、滑动变阻器R2(0500)、热敏电阻 Rt,继电器、电阻箱(0999.9 )、开关S、导线若干为使该装置实现对 3080之间任一温度的控制,电
15、源 E 应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器 R 应选用(选填“R1”或“R2”)(2)实验发现电路不工作某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图 112 图所示的选择开关旋至(选填“A”、“B”、“C”或“D”)(3)合上开关 S,用调节好的多用电表进行排查,在题 111 图中,若只有 b、c 间断路,则应发现表笔接入 a、b 时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入 a、c 时指针(选填“偏转”或“不偏转”)(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为 50时被吸合,下列操作步骤正确顺序是(填写各步骤前的序号)将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关,将电
16、阻箱从电路中移除合上开关,调节滑动变阻器的阻值断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至 108.1【答案】(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)9 / 34【考点定位】多用电表的使用闭合电路的欧姆定律传感器【名师点睛】结合表格中数据,利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值,选择电源和滑动变阻器明确实验的目的是实现对 3080之间任一温度的控制,其中 3080就是提示的信息,结合表格数据,可知电阻值的取值8 【2016上海卷】 (7 分) “用 DIS 描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。(1) (单选题)该实验描绘的是(A)两个等量同种电荷周围的等势线(B)两个等量异种电荷周围的等
17、势线(C)两个不等量同种电荷周围的等势线(D)两个不等量异种电荷周围的等势线(2) (单选题)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放(A)导电纸、复写纸、白纸(B)白纸、导电纸、复写纸(C)导电纸、白纸、复写纸(D)白纸、复写纸、导电纸(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中 d、f 两点(f、d 连线与 A、B 连线垂直)时,示数小于零。为使示数为零,应保持红色探针10 / 34与 d 点接触,而将黑色探针(选填:“向左”或“向右” )移动。【答案】 (1)B (2)D (3)向右【考点定位】等势线的描绘【方法技巧】掌握如何模拟等量异种电荷,会正确操作该实验,知道导电纸、复写纸和白纸的放置顺
18、序,理解如何判断两个位置电势相等的方法,是解决本题的关键。9 【2016四川卷】 (11 分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约 3 V,内阻约 2 ) ,保护电阻 R1(阻值 10 )和 R2(阻值 5 ) ,滑动变阻器 R,电流表 A,电压表 V,开关 S,导线若干。实验主要步骤:(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I;(iii)以 U 为纵坐标,I 为横坐标,作 UI 图线(U、I 都用国际单位) ;(iv)求出 UI 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距
19、 a。11 / 34回答下列问题:(1)电压表最好选用_;电流表最好选用_。A电压表(03 V,内阻约 15 k) B电压表(03 V,内阻约 3 k)C电流表(0200 mA,内阻约 2 ) D电流表(030 mA,内阻约 2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端的接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端的接线柱(3)选用 k、a、R1 和 R2 表示待测电源的
20、电动势 E 和内阻 r 的表达式E=_,r=_,代入数值可得 E 和 r 的测量值。【答案】 (1)A、C (2)C (3)ka;2kR考点:测量电源的电动势和内阻【名师点睛】此实验是课本上的测量电源的电动势和内阻实验的改进12 / 34实验;与课本实验不同的地方就是加了两个保护电阻;仪器的选择要考虑实验的误差因素,比如此实验产生误差的是电压表的分流作用,故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表.10 【2016天津卷】某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了开关、导线外,还有:电压表 V1(量程 0
21、3 V,内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V,内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA,内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A,内阻等于 0.1 )滑动变阻器 R1(010 ,额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k,额定电流 0.5 A)定值电阻 R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻值等于 10 )定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E=6 V,内阻不计)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。该同学描绘出的 IU 图象应是下图中的_。【答案】电路如图 B小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的 IU 图线13 /
22、34应该是 B。【考点定位】探究小灯泡的伏安特性曲线实验、电表改装、器材选取、电路设计【名师点睛】此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验;此题的难点在于题中所给的电表量程都不适合,所以不管是电流表还是电压表都需要改装,所以要知道电表的改装方法;改装成电压表要串联分压电阻;改装成电流表要并联分流电阻;其他部分基本和课本实验一样。11 【2016浙江卷】 (10 分)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 的电流表。采用分压电路接线,图 1 是实物的部分连线图,待测电阻为图 2 中的 R1,其阻值约为 5 。(1)测 R
23、1 阻值的最优连接方式为导线连接_(填 a 或 b) 、导线连接_(填 c 或 d) 。(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得 R1 的阻值为_。U/A0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图 2 中 R2 与 R1 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2 的边长是 R1 的,若测 R2 的阻值,则最优的连线应选_(填选项) 。1 10A连接 a,连接 c B连接 a,连接 dC连接 b,连接 c D连接 b,连接 d【答案】 (1)ad(2)作图如图所示 4.44.7 (3)B 14 / 34【考点定位
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