高考物理 命题猜想与仿真押题 专题14 电学实验命题猜想（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、电学实验命题猜想【考向解读】 高考对物理实验的考查，是在考试说明规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查【命题热点突破一】电学常用仪器的读数及使用1电流表和电压表量程精确度读数规则电流表03 A0.1 A与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可 电压表

2、03 V 0.1 V电流表00.6 A0.02 A估读位与最小刻度在同一位，采用估读电压表015 V,0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用估读2.多用电表的读数及使用(1)电流的流向电流从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，即“红进、黑出”(2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮(3)欧姆表刻度不均匀的原因当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig，此时中值电阻R中RgR0r，当两表笔接入电阻Rx时，I，

3、电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀例1.(2018高考全国卷)某同学组装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900 )；电阻箱R1(阻值范围0999.9 )；电阻箱R2(阻值范围099 999.9 )；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱(2)电阻箱的阻值应取R1_，R2_.(保留到个位)解析：(2)接a时改装成量程

4、为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1，解得R1100 ，接b时改装成量程为3 V的电压表，有UIgRgIR2，解得R22 910 .答案：(1)如图所示(2)1002 910【变式探究】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示(1)若使用的是03 V量程的电压表，读数为_ V若使用的是015 V量程的电压表，读数为_ V.(2)若使用的是00.6 A量程的电流表，读数为_ A若使用的是03 A量程的电流表，读数为_ A.答案：(1)1.68(1.671.69均正确)8.4(8.3亦可)(2)0.462.30(2.292.31均正确)【变式探究】如图所示为多用电

5、表的刻度盘，若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_.如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.答案：(1)1.51031 k(2)30.8(30.730.9都正确)154(3)6.2【命题热点突破二】以测电阻为核心的实验1电流表内接法与外接法的选择比较项目电流

6、表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果R测RARxRx电阻的测量值大于真实值R测Rx”“”或“见解析【举一反三】在测定金属丝电阻率的实验中：(1)已知金属丝的电阻约为10 ，用伏安法测量其电阻，提供的器材有：A量程为300 mA，内阻约为0.5 的电流表B量程为3 A，内阻约为0.1 的电流表C量程为3 V，内阻约为3 k的电压表D量程为15 V，内阻约为30 k的电压表E阻值是05 ，额定电流是2 A的滑动变阻器F电动势为6 V，电阻约为0.1 的电池G开关一个，导线若干要求测量时，两电表指针的偏转均超出其

7、量程的一半，电流表应选用_，电压表应选用_(用序号表示)(2)在下图所示的虚线框内画出测电阻丝电阻的电路图(3)实验中已测得金属丝直径d0.300 mm，长度l25.0 cm，如图所示，选择正确的量程后，根据图中两电表示数可以求出该金属丝的电阻率_.【思路点拨】(1)根据估算通过待测电阻的最大电流选择电流表根据电源的电动势选择电压表(2)根据实验要求确定滑动变阻器与电流表接法，作出实验电路图变阻器的总电阻小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法将待测电阻的大约值与两电表的内阻比较，确定电流表的接法由图读出两电表的读数，由欧姆定律求出金属丝的电阻，再由电阻定律求解电阻率本题要掌握器材选取的原则：精

8、确、安全，方便，知道如何确定电流表的内外接明确实验的测量原理 (3)电压表的示数为U2.40 V，电流表的示数为I0.220 A则金属丝的电阻为R 10.9 根据电阻定律，得R，得2.83106 m【答案】(1)AC(2)电路图如图所示(3)2.83106 m【命题热点突破三】以测电动势为核心的实验1电源电动势和内电阻的测量方法方案伏安法伏阻法安阻法原理EUIrEUrEIRIr电路图关系式UEIr图象纵轴截距：E斜率：r纵轴截距：斜率：纵轴截距：斜率：2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.(

9、2)利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解例3、（2018年江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.5

10、3.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_【答案】（1）开关未断开 (2). 电阻箱阻值为零 (3). （2）图像如图所示： (4). 1.4（1.301.44都算对） (5). 1.2（1.01.4都算对） (6). （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） (7). 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力。（1）连接电路

11、时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.37V，截距绝对值表示r=0.43.0=1.20；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I(R+RA+r)，得，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的截距表示（RA+r），所以内阻精确值为r=（1.20-0.20）=1.00。【变式探究】【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

12、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。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）【变式

13、探究】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：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；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；以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)；求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.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(

14、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的接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱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接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势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)AC(2)C(3)kakR2【变式探究】某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A，内阻为2 500

15、 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_ .(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画

16、IRI图线根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_ .【答案】(1)并联5.0(2)倾斜直线(略)1.532.0【变式探究】某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的1/U1/R关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.(1)由图线a可知电池a的电动势Ea_ V，内阻r0_ .(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa_Pb(填“大于”“等于”或“小于”)，两电池的效

17、率a_b(填“大于”“等于”或“小于”)【答案】见解析【举一反三】某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示实验次数12345R()4.010.016.022.028.0(A1)1.02.02.94.05.0(1)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像；(2)由图像可知，该电池的电动势E_ V，内阻r_ .(结果保留两位有效数字)【思路点拨】(1)本题由安阻法测量电动势和内电阻；由闭合电路欧姆定律可得出有关电流和电阻的关系式；由数学知识可知哪种图像更科学；由公式及表中的数据利用描点法可画出正确

18、的图像；(2)由图像交点及斜率的意义可得出有关电动势和内电阻的表达式，则可求得电动势和内电阻；本题要注意利用闭合电路欧姆定律得出正确的表达式，再结合图像即可得出正确结论；【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知：I，则Rr.若画RI图，则图像为曲线，不易得出结论；而画出R图像为直线，故容易得出结论，故应该画出R图像；利用图中的R、描点，再用直线将各点相连，如图所示；(2)由公式及数学知识，可得图像中的kE6.0 V(5.86.2都给分)br2.0 【答案】(1)坐标选取R与1/I(见解析图)(2)6.0(5.86.2)2.0(1.82.2)【方法技巧】滑动变阻器两种接入电路方法的选择滑动变阻器以何

19、种方式接入电路，应遵循安全性、精确性、方便性、节能性原则综合考虑，灵活选取1滑动变阻器的限流式接法，如图所示2滑动变阻器的分压式接法，如图所示(1)题目中要求被测电阻两端电压可以从零开始调节，必须选择分压式接法(2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电压表(或电流表)额定值或用电器的额定值时，只能采用分压接法(3)当被测电阻的阻值RxR，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法，如果被测电阻比较大，均匀调节滑动变阻器会使得输出电压比较均匀，方便调节，只是耗电多一些(4)当被测电阻的阻值RxR时，随着滑片从左向右调节输出电压基本不变，直到接近最右

20、端时输出电压才会有明显变化，因此不方便调节，不适合采用分压式接法二、电压表、电流表的选择1实验一般要求测量结果尽可能精确2电压表、电流表均能在表盘中央区域内读数3可以通过调节电压表测多组数据并通过描点连线并作图的方法处理数据4电压表给出其内阻(如：“内阻等于”“内阻为”)，可以当成电流表，电流表给出内阻可当成电压表，经过转换后使得量程比较合适，能够在中央区域读数【高考真题】1（2018年全国卷）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在2580范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25时的阻值）为900.0 ：电源E（6V，内阻可忽略）：电

21、压表 （量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 ），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 ）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 ）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0C，实验得到的R2-t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R

22、2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_填“a”或“b”）端；（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线：_（3）由图（b）可得到R1，在25-80C范围内的温度特性，当t=44.0时，可得R1=_；（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为_，则手心温度为_。【答案】 (1). （1）b (2). （2）如图所示 (3). （3）450 (4). （4）620.0 (5). 33.0（3）根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于对应的热敏电阻

23、RT的电阻值。由画出的R2t图象可知，当t=44.0时，对应的RT=460。（4）由画出的R2t图象可知，当RT=620.0，则手心温度t=33.0。2.（2018年全国II卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100内阻900）；电阻箱R1 （阻值范围0999.9）；电阻箱R2 （阻值范围099 999.9）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接

24、线柱_。（2）电阻箱的阻值 _;R2=_ （保留到个位）【答案】 (1). （1）如图所示 (2). （2）100 (3). 2 910【解析】（1）R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示； 改装电流表需要并联一个电阻，要改装1mA的电流表需要并联的电阻，所以选用与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为 要改装3V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为 3.（2018年全国卷）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻（R0=20.0 ）；可视为理想电压表。S1为单刀开

25、关，S2位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：（1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线_；（2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；（4）待测电阻阻值的表达式Rx=_（用R0、U1、U2表示）；（5）重复步骤（3），得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39（6）利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx=_。（保留

26、1位小数）【答案】 (1). 如图所示： (2). (3). 48.24.（2018年天津卷）某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10 k），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表（量程01 V，内阻约10 k）B电压表（量程010 V，内阻约100 k）C电流表（量程01 mA，内阻约30 ）D电流表（量程00.6 A，内阻约0.05 ）E电源（电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计）F电源（电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计）G滑动变阻器R0（阻值范围010 ，额定电流2 A）为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_。（均填器材的字母代号

27、）；画出测量Rx阻值的实验电路图_。该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是_。【答案】 (1). B (2). C (3). F (4). (5). 大于 (6). 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可）因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10，若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，由于，所以采用电流表内接法，电路图如图所示，由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据可知测量值偏大；5.（2018年江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示

28、是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_【答案】

29、 (1). （1）开关未断开 (2). 电阻箱阻值为零 (3). （2）图像如图所示： (4). 1.4（1.301.44都算对） (5). 1.2（1.01.4都算对） (6). （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） (7). 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力。（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.

30、37V，截距绝对值表示r=0.43.0=1.20；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I(R+RA+r)，得，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的截距表示（RA+r），所以内阻精确值为r=（1.20-0.20）=1.00。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

31、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。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）2【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