电学实验——2023届高考物理一轮复习高考原题.pdf

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1、（14）电学实验2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】1.【2 0 2 2年 湖 南 卷】小梦同学自制了一个两挡位（“X I”“X 1 0”）的欧姆表，其内部结构如图所示，凡为调零电阻（最大阻值为凡.），氏、&.、R,为定值电阻（尺+4,“%尺,），电流计Q的内阻为此（0=%）。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接，将单刀双掷开关S与，接 通，电 流 计 示 数 为 乙；保持电阻段滑片位置不变,将单刀双掷开关S与“接通，电 流 计 示 数 变 为/“，则/,/“（填”大于”或“小于“）；（2）将单刀双掷开关S与接通，此 时 欧 姆 表 的 挡 位 为 （填“X I

2、”或“X 1 0”）；（3）若 从“X I”挡位换成“X 1 0”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计 满偏刻度处）时,调零电阻凡的滑片应该 调 节（填“向上”或“向下”）；（4）在“X 1 0”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为1 0 0。的定值电阻与，稳定后电流计 的指针偏转到满偏刻度的g;取走飞，在间接入待测电阻段,稳定后电流计 的指针偏转到满偏刻度的：，则 凡=2.2 0 2 2年 山 东 卷】某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:干电池E（电动势1.5 V,当阻未知）：电流表A 1 （量 程1 0 m A,内阻为9 0。）；电流表A2（量程3 0 mA,内

3、阻为3 0 Q）；定 值 电 阻 凡（阻值为1 5 0 C）；滑动变阻器R （最大阻值为1 0 0。）；待测电阻号；开关S,导线若干。测量电路如图所示。（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到值最大一端。将定值电阻凡接入电路;闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的;处。该 同 学 选 到 电 流 表 为 （填“A J或“A）；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为 Q。（2）断开开关，保持滑片的位置不变，用 凡 替 换 凡，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的2处,则（的测量值为 Q。（3）本实验中未考虑电池内阻，对段的测量值_ _ _ _ _ _ （填“有”或

4、“无”）影响。3.【2 0 2 2年 广 东 卷】弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：（I）装置安装和电路连接如 图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹4 8的导线接入 如 图（b）所示的电路中。（2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录4 3间的距离，即为导电绳拉伸后的长度心将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S 2,闭合 开 关 调 节 R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数。和 6。闭合工，电压表的示数（选 填“变大”

5、或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数4，则此时导电绳的电阻4=（用/|、八和 U表示）。断开S 1,增大导电绳拉伸量，测量并记录A、8 间的距离，重复步骤和。（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（选 填“有”或“无”）影响。（4）图（c）是根据部分实验数据描绘的段-L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻R,为1.3 3 k。，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲后的长度。4.【2 02 2 年 河 北 卷】某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图 1 所

6、示。选用的器材有：限温开关注 （手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于1 03 时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S z （当锅内温度高于80时自动断开，温度低于70时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2 所示）。自备元件有：加热电阻丝R （阻值为6 0 C,用于加热煮饭）；限流电阻凡和R2,（阻值均为I k C）;指示灯L和 L?（2.5 V,0.6 W,当电流低于3 0 m A 时可视为熄灭）：保险丝T。A.按下J和 L?均发光B.当锅内温度高于1 03 时，&自动断开，L和 L,均发光C.保温过程中，S 2 自动在闭合、断开状态之间交替切换D.当锅内温度低于70时，S,自动

7、闭合，L发光，J 熄灭（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下 列 操 作 步 骤 的 正 确 顺 序 是 （填写各步骤前的字母）。A.将选择开关旋转到%00”位置B.将两支表笔直接接触，调节”欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C.调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D.测量指示灯L两端的阻值E.将选择开关置于O F F位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L两端接触，若指针如图3所示，可判断是 断路损坏；若指针如图4所示，可判断是 断路损坏。（用电路中的元件符号表示）5.【2 0 2 2

8、年 辽 宁 卷】某同学要将一小量程电流表（满偏电流为2 5 0 g A,内阻为1.2 kQ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻凡=4 0。，&=3 6 0 C。（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0m A;（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时（填“大”或“小”）（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻凡的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。叱!R乙（二）考情分析以测量电阻为核心的电学实验一直是高考考查的热点。此类题目灵活多变，涉及电表

9、的读数，电压表、电流表的选择，实验电路的设计，实物图的连接，实验数据的分析等。主要考查考生的实验设计能力、实验数据处理和误差分析能力，要求能够正确选择实验仪器、能够正确使用仪器，能够正确连接电路，会进行数据处理和图像分析。测定电源的电动势和内阻实验是高考的考查热点，主要考查对该实验原理的理解，即用伏安法、伏阻法、安阻法等测电源的电动势和内阻。涉及实验步骤和误差分析的考查，即学会用图像处理实验数据，求出电源电动势E和内阻r.会分析电表内阻对实验结果产生的影响。（三）变式训练6.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。图I图 2（1）多用电表未接入电路时，指针如图1所示，需要调节部件（选 填“A”

10、“B”或“C”），使指针停在电流挡“0”刻度线位置。（2）调节好后，将选择开关拨至“50 V”直流电压挡测量电压，指针如图2所示，则读数为_ Vo（3）下列四幅图选择开关均已旋转到合适挡位，下列操作正确的是A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流C.丙图是用多用电表欧姆挡测量小灯泡的电阻D.丁图是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻7.为了测量电源的电动势E 和内阻r,实验器材有：待测电源，定值电阻=10.5。，电流表A（量程为0 0.6 A,内阻不计），电阻箱R（0 999.9C）,开关S,导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图中完成

11、实物图的连接。（2）某实验小组正确连接好电路图后，闭合S,多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电流表示数/，如表数据：请根据图中给定的坐标系并结合以上数据描点作图。利用图像求出该电源的电动势E=V,内阻/=Qo（保留两位有效数字）组数12345电阻R/。03.06.012.018.0电流/A0.500.400.330.250.20y/A-16.05.04.03.02.01.005.0 10.0 15.0 20.0 25.0K/Q8.如图所示，一热敏电阻勺 放在控温容器M 内，A 为毫安表，量程为6mA,内阻为数十欧姆，E 为直流电源，电动势约为3 V,内阻很小；R 为电阻箱，最大阻值

12、为999.9Q；S 为开关。已知 在9 5 P 时的阻值为1 5 0 Q,在 20时的阻值约为5 5 0 Q,现要求在降温过程中测量在95。（：520之间的多个温度下七 的阻值。（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图。（2）完成下列实验步骤中的填空：a.依照实验原理电路图连线；b.调节控温容器M 内的温度，使得弓 的温度为95C;c.把电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；d.闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数/。，并记录；e.将%的温度降为1（207；95）;调节电阻箱，使 得 电 流 表 的 读 数,记录;温度为工时热敏电阻的电阻值;g.逐步降低7；的数值，直至20为止；在每一温度下

13、重复步骤e、f。9.LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5 V 的 LED灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为500夏，其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：A.电流表A1（量程为060m A,内 阻 约 为 1。，读数记为L）B.电流表A 2（量程为0 3 m A,内阻R g=20。，读数记为A）C.电压表V（量程015 V,内阻R、,=lk。，读数记为U）D.定值电阻4=980。E.定值电阻&=1980 CF.滑动变阻器R （0-20 Q）G.蓄电池E （电动势为24 V,内阻很小）H.开关S,导线若干（1）部分电路原理图如图所

14、示，请选择合适的器材，则电表1为,电表2为,定值电阻为（填写器材前的字母编号）。（2）将电路图补充完整。（3）写出测量L E D灯正常工作时的电阻表达式段=（用已知量和测量量表示）。调节滑动变阻器滑片的位置，当表达式中的（填字母）达到,记下另一电表的读数代入表达式，其结果即为L E D灯正常工作时的电阻。答案以及解析1.答 案：（1）大于（2）x l O（3）向上（4）4 0 0解析：（1）根据题意可知R,Rn,所以开关拨向，”时电路的总电阻小于开关拨向n时电路的总,E电阻，电源电动势E不变，根据/=封 可 知R总（2）当开关拨S向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也

15、更大,所以开关拨S向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即x lO ；（3）从“x l”挡位换成“x 1 0”挡位，即开关S从?拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计G所在支路的电流，所以需要将号的滑片向上调节；（4）在“x lO”挡位，电路图结构简化如图-|H-=H-1=1凡下第一次，当短接，全电路的总电阻为R =R“+(a,0+”卜)，下4 +%”F通过干路的电流为/=qA电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知3-=”/-%KG +5 上E第二次，之间接入N =1 0 0。，全电路总电阻为R +N，通过干路的电流为乙=一K+%电 流 表 偏

16、转 了 量 程 的 则 3=73 5+%上结合第一次和第二次解得R =2 N =2 0 0。E第三次，之间接入此，全电路总电阻为4 +为，通过干路的电流为电流表偏转了量程的2，则 丁：=”3/_ _ L /(4 +%上结合第二次和第三次，解 得&=R +2 K =40 0。2.答案：(1)A 1；60(2)1 0 0(3)无解析：本题考查测量电阻阻值的实验。E 1 5(1)在电源两端只接凡时 电路中的电流最大为。=瓦=而 A =10m A,故 选 用 电 流 表 使i)1 JU电流表指针指在满刻度的3 处，根据闭合电路的欧姆定律有E =9(R+&+Rj,解得R =60 O.3/(2)用 4 替

17、换几，闭合开关后，根据闭合电路的欧姆定律有七=宅(/?+4 +4 3 解得R、=1 0 0。(3)若考虑电源内阻，两次分别根据闭合电路的欧姆定律有E =g (R +r)+&+&，E=(R +r)+Rx+RM,联立计算出的尺相同，因此测量值不受电源内阻的影响。3.答案：(2)变小；7一(3)无(4)51.80解析：本题考查伏安法测电阻的原理。(2)闭合，导电绳与定值电阻并联，总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中总电流增大，电流表的内阻与滑动变阻器的分压变大，所以电压表的示数变小。由于电压表的示数仍为U,所以通过定值电阻的电流不变，仍为，通过导电绳的电流为人一/,根据欧姆定律可知，4=不 与,U

18、U ,U U U U(3)考虑电压表内阻时有乙=丁+二，/2=+/+丁，联立解得凡=；凡测量值的表达式与不考虑电压表内阻时相同，因此电压表的内阻对导电绳电阻的测量无影响。(4)由题图可知，当R、=1.33kn时，对应的长度为51.80 c m。4.答 案:(1)C D(2)C A B D E；L,；&解析：5.答案：(1)1(2)大(3)乙解析：6.答案：(1)A(2)2 1.0(3)B解析：(1)多用电表未接入电路时，指针如图1所示，需要调节部件A (指针定位螺丝)，使指针停在电流挡“0”刻度线位置。(2)调节好后，将选择开关拨至“50 V”直流电压挡测量电压，指针如图2所示，则读数为2 1

19、.0Vo(3)使用多用电表时电流方向是“红进黑出”，甲图中红表笔应该接小灯泡的左端，A错误；乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，红表笔接外部电源正极，B正确；丙图是用多用电表欧姆挡测量小灯泡的电阻，应该把小灯泡与电源断开，C错误；丁图是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻，红表笔应该接二极管的正极(左侧)，D错误。故选B。6.0；1.5解析：（2）先对题表中的数据换算，如表数据:然后在给定的坐标系上由数据描点作图；电流/A0.500.400.330.250.20-/A-112.02.53.04.05.0由闭合电路欧姆定律可得：=R +X，可知图线是一条倾斜的直线，图像的斜率/E E=_

20、 1 _ =5 1）-2 1）v.1；解得 =6.0 V,图像在纵轴上的截距b =2.0 A-=4 p,解得/-L5Q。E 1 8.0E8 .答案：（1）实验原理电路图如答图所示,w,U J L-i（2）电阻箱的读数%;仍为/0;电阻箱的读数K-&+1 5 0 0解析：（1）电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联。（2）本实验原理是当电路的电流相等时，外电路的总电阻相等，所以9 5 和7；时电路的总电阻相等，有 1 5 0。+&=&|+4，即&=）-+1 5 0。9 .答案：（1）C；B；E（2）见解析I述式电+&2)U-1述 丫I2；2.5 mA解析：本题考

21、查LED灯工作电阻的测量和电表的改装。(1)要精确测定额定电压为5 V 的 LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A?与定值电阻串联改装为电压表测量LED灯两端电压，改装电压表的内阻为R=a=A2的内阻为20C，则定值电阻应选E；LED灯正常工作时的电流1 A?约为/=W皿 =U A =().()lA=l()m A,电流表A1的量程较大不能精确测量电流，又由于电压表4,Uv 15 A y A 4内阻己知，对 应 满 偏 电 流 为 人=戈=7 寿 A=1 5 m A,故用电压表测量电流更为准确，因此电表/v 1UUU1应选用电压表C。由以上分析可知，电表1为 C,电表2 为 B,定值电阻为E。(2)因为滑动变阻器阻值与LED的电阻相比较小，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图(3)根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压。=/(/?,+&,),通过灯泡的电流人=/-/?,人，U I、R、(R 2+RA?)所以LED灯正常工作时的电阻&=丁=1%口底，改装后的电压表内阻为ZL U _ IRv=1980C+200=2000C,则 当=2.5 mA时，LED灯两端的电压为5 V,达到额定电压，测出来的电阻为其正常工作时的电阻。