2015高考物理6年高考真题分项版精解精析专题17电学实验含解析.pdf
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1、专 题 十 七 电 学实验 2 0 1 4 高考真题】1.2 0 1 4 重庆卷】某照明电路出现故障,其电路如图1 所示,该电路用标称值1 2 V 的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流5 0 V 挡检测故障。他将黑表笔接在c 点,用红表笔分别探测电路的a、b点。断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图2所示,读数为 V,说明_ _ _ _ _ _ _ _ _正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和题6图 2 相同,可 判 定 发 生 故 障 的 器 件 是 (选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)【答案】
2、1 L5 (1 1.2-1 1.8);蓄电池 小灯【解析】多用电表直流5 0 V 的量程读中间均匀部分,共 5 0 格,每 格 I V,应该估读到0.1 V,指针在1 1-1 2之间,读数为1 1.S V o 开关断开,相当于电压表并联在蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的。两表笔接b、c 之间并并闭合开关,测试得相同电压,说明a、b 之间是通路,b、c 之间是断路,故障器件是小灯。【考点定位】本题考查了万用表读数、电路故障的判断.2.1 2 0 1 4 广东卷】某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,R o 为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片。闭合电建S。用电压表测量A、B两端的电
3、压:将电压表调零,选择0-3 V 挡,示数如图2 2 (b),电压值为 V o在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P 应先置于 端。要使输出电压U变大,滑片P应向 端滑动。若电源电路中不接入R。,则在使用过程中,存在 的风险(填“断路”或“短路”)。【答案】1 3 0 V A【解析】选择d3V 挡,精确度为0.1V,读数应该为13.0X0.1V=1.30V5接通外电路后,滑动变阻器起到分压作用,接通电路前,应使愉出电压最小,故需要将滑片置于A 端,用电器上的电压为0,这样才能起到外电路的安全保证;要熠大外电路电压,需要使滑片滑向B端:如果电路中不接入保护电阻,电流过大会烧断滑动变阻器出
4、现矩路现象。【考点定位】本题考查滑动变阻器的分压式接法3.12014 天津卷】现要测量一个未知电阻&的阻值,除“外可用的器材有:多用电表(仅可使用欧姆挡);一个电池组E(电动势6V):一个滑动变阻器R(0 20。,额定电流1A):两个相同的电流表G(内阻R g=1000Q,满偏电流/g=100|_lA):两个标准电阻(&=29000Q,/?2=0.1Q):一个电键S、导线若干。为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采 用“X10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是(填字母代号)。A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆B.这个电阻
5、阻值很大,估计有儿干欧姆C.如需进一步测量可换“X I”挡,调零后测量D.如需进一步测量可换“X 1k”挡,调零后测量根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在元件的符号旁。【答案】AC;(2)见解析;【解析】因为电表指针几乎满偏,故可知所测电阻很小,只有几欧姆,所以选项A正确、B错误;根据欧姆表的特点,若要进一步精确测量,应换用小倍率,并进行欧姆调零,所以选项C正 确、D错误;根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律,可将一个电流表串联电阻通 后测量电压,另一个电流表并联对后测量电流,题目要求能耗较小,故变阻器采用限流式,所以电路
6、设计如下图所示:【考点定位】电学实蛉:多用电表的使用、伏安法测电阻4.1 2 0 1 4 山东卷】(1 0 分)实验室购买了 捆标称长度为1 0 0 m的铜导线,某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 加加2,查得铜的电阻率为1.7 x 1 0-8。.,,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻耳,从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有:电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 C;电压表:量程3 V,内阻约9 k C:滑动变阻器R i:最大阻值5 Q;滑动变阻器生:最大阻值2 0 C;定值电阻:R o=3 Q;电源:电动势6 V,内阻可不计;开关、导线若干。回答下列问题:图
7、丙(1)实 验 中 滑 动 变 阻 器 应 选(填“R J 或 R J),闭合开关s 前应将滑片移至 端(填“。”或 b”)。(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.5 0 A 时,电压表示数如图乙所示,读数为V。(4)导线实际长度为 m(保 留 2 位有效数字)。【答案】(1)R2;a(2)(3)2.30V(2.29、2.31 均正确)(4)94(93、95 均正确)【解析】(1)根 据犬=。之,可估算待测电阻约2。,这样&+&的总电阻约为5。,滑动变阻器采用限U流式接法,阻值约等于待测电阻35倍时,测量较准确,因此
8、滑动变阻器选母,另外测量前应将滑动变压器调到最大值,以保护电路,因此触头应调到a端;(2)根据电路图连接实物图,见答案(3)电压表最小刻度是0 1 V,读数时应估读到。91V,因此读数为23OV;TT 7(4)这样测得电阻值为%+R=y =4.6 Q,而&=3 Q,可得测电阻为R=L 6 Q,根据J?=。!,代入数据,可得电阻长度1=9 4 m【考点定位】电阻定律,伏安法测电阻5.12014 浙江卷】(10分)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。(1)图 1 是部分连接好的实物电路图,清用电流表外接法完成接线并在图1 中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一
9、段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-/图上,如 图 2 所示。在图中,由 电 流 表 外 接 法 得 到 的 数 据 点 是 用(填“。”或 X”)表示的。(3)请你选择一组数据点,在 图 2 上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为 Q。L3C;用“O”连线求得电阻约为1.51.7。)试题分析:(2)因用电流表的外接法,电压的测量值偏小,同一电流值,电压值较小,由图知得到的数据点是用“X”表示的;(3)电流表的外接法测量数据为用“X”表示的,可求其连线直线的斜率约为1 L 3 C;用“O”连线求得电阻约为L5L7Q。【考点定位】连实物图、电流表的内外接法、电阻的计算6.2
10、014 新课标全国卷H】在伏安法测电阻的实验中,待测电阻&约 为200Q,电压表V的内阻约为2kQ,电流表A的内阻约为10Q,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或 图(b)所示,计算结果由R、.=”计算得出,式 中U与/分别为电压表和电流表的读数;若将图(a)x I和 图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rxl和8 2,则(填“R x J或&2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R”(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值R。(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。【答案】L i 大于 小于【解析】R 2000 R 200因为一工=-=10,而_ 三=20,故可认为R1 RA,故应采
11、用图3电路测量更准4 200 RA 10确,即更接近待测电阻的真实值;因为Rxi=g,R真=”,UUR,I=IR,则五1 r 4,IIR即测蚩值大于真实值;因为&X 2=J,丑 真=5,U=UR,I1R,则4 2飞,即测量值1I R3 小于真实值;【考点定位】伏安法测电阻。7.12014四川卷】如图是测量阻值约几十欧的未知电阻&的原理图,图中色是保护电阻(10Q),R i是电阻箱(099.9Q),R是滑动变阻器,A1和A?是电流表,E是 电 源(电动势1 0 V,内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:RxR(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;(i
12、i)闭合S,从最大值开始调节电阻箱%,先调%为适当值,再调滑动变阻器R,使A】示数/i=0.15A,记下此时电阻箱的阻值&和A2示数匕。(iii)重复步骤(ii),再侧量6组&和%;(iv)将实验洲得的7 组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题:现有四只供选用的电流表:A.电 流 表(03m A,内阻为2.0C)B.电 流 表(03m A,内阻未知)C.电 流 表(00.3A,内阻为5.0。D.电 流 表(00.3A,内阻未知)Ai应选用,A?应选用。测 得 一 组 色和 值后,调整电阻箱比,使其阻值变小,要使Ai示数/i=0.15A,应让滑动变阻器R接 入 电 路 的 阳 值 (选 填“
13、不变”、“变大”或“变小”)。在坐标纸上画出也与“的关系图。o W fl.io 0.1S 0.20 0.25 oSo*,0 A根据以上实验得出Rx=Q【答案】DC变大 关 系 图 象 如 图 所 示 3144)o U.O S 0.20 o.is oStf*.G/A【解析】由于R x的电阻为几十欧姆,R o=lO Q,R 1是(K 9 9.9 Q)故通过A 1、%的电流本睦不多,而与&串联的电流表阻值需要已知,故A?选择电流表C,%选择电流表D;电阻箱K减小,则外电路总电阻减小,总电流变大,故滑动变阻器处分压升高,测电阻部分电由欧姆定律/1(凡+凡+&1)=/2(段+&2),解 得 舄=A +/
14、一 (N+&J,由图象 的 斜 率 可 求,即k=%+勺?)带 入 数 据 36 _10_=R、+%解 得/,(0.2 5-0.1 0)/,R x=3 1 C(R x=3 0 Q 3 2 c 均合理)【考点定位】欧姆定律测电阻的实验8.1 2 0 1 4 江苏卷】(8分)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧题1 0-1图 所 示 的 部 件 (选 填 A”、B”、C”或 D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为 m m。图1图2(2)题1 0-2图所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。合上开关,将
15、滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断:电路中(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了(选填“短 路 或 断 路”)。(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.2 3 V和3 8 m A,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为5 8.7 C。为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议。【答案】B,0.4 1 0;(2)7、9,断路;(3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值。【解析】(1)为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应
16、先转动锁紧手柄部件B,合金丝的直径为0.0 m m+0.4 1 m m 4-O.O O O m m=0.4 1 0 m m(2)合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化,说明电压表被串联在电路中,致使电流表读数很小,电压表读数接近电压电动势,因此电路中连接合金属丝的接线柱7、9之间部分应发生了断路(3)由于拓,因此应采用电流表的内接法,减小因电表内阻引起的系统误差,另外可采用多次测量求平均值的方法,可以减小偶然误差;【考点定位】本题主要考查了基本仪器的使用、电路故障分析、实蛤误差分析等问题,属于中档题。9.【2 0 1 4 北 京卷】利
17、用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(2)现有电流表(0-0.6A),开关和导线若干,以及以下器材:A.电压 表(015V)B.电 压 表(0-3V)C.滑动变阻器(0-50Q)D.滑动变阻器(0-500Q)实 验 中 电 压 表 应 选 用,滑 动 变 阻 器 应 选 用 (选填相应器材前的字母)。(3)某同学记录的6 组数据如下表所示,其中5 组数据的对应点已经标在图2 的坐标纸上,请标出余下-组数据的对应点,并画出图线。序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流/(A)0.0600.1200.2400.2600.36
18、00.480(4)根 据(3)中所画图线可得出干电池的电动势=V,内电阻r=Q(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U以及干电池的输出功率P 都会发生变化,图 3 的各示意图中正确反映P-U关系的是一图3【答案】(1)甲图(2)B、C(3)如 图 所 示(4)1.5 0.83(5)C【解析】(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流,所以选甲图电路。(注意:两种实蛉电路都存在系统误差,题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻,而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和(2)一节干电池的电动势为L 5V,依据精确测量的原则,
19、电压表应该选用B,电源的内阻较小,为了调节方便,滑动变阻器应该选C。(3)画线时第4个点的误差较大,将其舍去,其他点连成直线,就得到电源的U-I图线。(4)在(3)中图线中,U轴上的截距为该电源的电动势1.5V,图线的斜率为该电源的内阻(5)当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时,电源的输出功率最大,即电源的输出功率随着U先变大再变小,A、B错误;输出功率与路端电压的关系可以表示为:/=(一 )”,由数学知识可得C正确,D错误。【考点定位】考查了电源电动势和内阻的测量1 0.12014 新课标全国卷I】利用如图所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:RL-=1-J TI待测电源 3图
20、(a)待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Q),电阻R。(阻值为3.0。),电阻心(阻值为3.0Q),电流表包(量程为200m A,内阻为RA=6.0C),开关S。实验步骤如下:将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S:多次调节电阻箱,记下电流表的示数/和电阻箱对应的阻值R;以1为纵坐标,R为横坐标,作图线(用直线拟合);II求出直线的斜率k和在纵轴上的截距bo回答下列问题(。分别用 和,表示电源的电动势和内阻,则工与R的关系式为。I(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Q时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答:,R/a1.02.03.04.05.06.07.0I/A0
21、.1430.1250.1000.0910.0840.0776.998.0010.011.011.913.0图(b)-/A(3)在 图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率上=A-1 Q-1,截距匕=A4o(4)根据图线求得电源电动势E=V,内阻,=Q。【答案】(D -=15+3r+(2)0.1 1 0 9 8(3)图 线 如 下 上=与 =1,b =6.0 I E E 7【解析】(1)电流表和电阻R 1并联构成大量程电流表,电流表读数为/,根据RA=6Q,H =3 Q可得电路的总电流为31,大量程电流表电阻为,双,电路总电阻为?X*+R+&+/,R,+R RA+R电流rr
22、,&XK 门 n、l 3、J 3,&乂舄 _ _ .15+3,3R+&+&+r)=E,所 以=(L +j?+JRo+r)=_+K/+K 1 A K4+K 也 也(2)根据图(b)可得电流表示数为110M=0.110K,所以:=9.09(3)描点作图见答案,为一条倾斜的直线,根 据 图 线 可 得 斜 率 无=岁 =1,截距6=607(,4八)4根.a4据D 一1=-1-5-+-3-r H-3-R-可_,.得ZB-1-5-+-3-r=6,=,6,3=上.=1,解An得/a E=3,v,r=lDI E E E E【考点定位】测量电源电动势和内阻实险探究1L【2 0 1 4 全国大纲卷】(1 2 分
23、)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有:电流表,内 阻 为 1.0 0 Q:电压表酚;阻值未知的定值电阻、&、R3、&、鱼;开关5:一端连有鳄鱼夹P 的导线1,其他导线若干。某同学设计的测量电路如图(a)所示。(1)按 图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1 和其P 端。图(a)图(b)(2)测量时,改变鳄鱼夹P 所夹的位置,使 小、/?2、色、Rc色依次串入电路,记录对应的电压表的示数。和电流表的示数/。数据如下表所示。根据表中数据,在 图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-/图线。/(m A)1 9 31 5 31 1 16 93 0U(V)2.5 12.5
24、92.6 82.7 62.8 4强曲靴腾翻睥一矗通盛幽S S H盛i i麻霸国m s p x:J:J:“:“:“商盟瞿一ffgi鹭盟邀牌q s 3H n 需器:SB a n B.90mHSui运:r:;:一:一一i君坦笆一M m K n:=:=:!-g1io2.10一国照2H o2J Jo图(c)(3)根据图线求出电源的电动势己=V,内阻r=Q【答案】略,见解;(2)略,见解析;2.90(2.89-2.91之间均可),102(0.93-1.13之间均可【解析】(1)根据题图(a)所示,按照电流流向,其实物连线如下图所示。(2)显然,坐标图中缺少了第3、5组数据对应的点,补上点后,按照描点作图的
25、原则,作出其U-I图线如下图所示。iiiii盗SS:事噩:=国廖事富!需:-:斯;暹“器=羁:;葩=:器XUUE/X:一器器Mn需sssinsUSHHnBS mjnE(3)改变鳄鱼夹P所夹的位置,使、R2、R3、R,、Rs依次串入电路,相对于将滑动变阻器采用限流式接法接入电路,改变滑片位置,因此,将电流表和电源看作等效电源,电压表的读数即为路端电压,根据闭合电路欧姆定律有:U=E I C+RA),所以U-I图象的纵截距即表示了电源的电动势,有:E =2.90V(2.892.91V之间均可),图线斜率的绝对值即表示了电源的内阻与电流表内阻之和,有:r=-:X103O-1.000=1.020(0.
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- 2015 高考 物理 年高 考真题分项版精解精析 专题 17 电学 实验 解析
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