电学实验——2022年高考物理真题模拟试题专项解析.pdf

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1、（17）电学实验2022年高考物理真题模拟试题专项汇编1.【2022年全国甲卷】某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势1.5 V,内阻很小），电流表（量 程1 0 m A,内阻约10C）,微安 表 （量程lO O p A,内阻Rg待测,约Ik H）,滑动变阻器R（最大阻值10C）,定值电 阻 凡（阻值10C）,开关S,导线若干。（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；（2）某次测量中，微安表的示数为90.0 NA,电流表的示数为9.00 m A,由此计算出微安表内阻Rg=c。2.【2022年全国乙卷】一同学探究阻值约为550。的待测电阻R、在05 m

2、A范围内的伏安特性。可用器材有：电 压 表 （量程为3 V,内阻很大），电流表（量程为1 m A,内阻为300 C）,电源E（电动势约为4 V,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选10。或1.5 kC）,定值电阻%（阻值可选75。或150。），开关S,导线若干。：R。&；I I I I：-：；R:：-/|i-；1s E ti _图（a）（1）要求通过人的电流可在05 m A范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；（2）实验时，图（a）中的R应 选 最 大 阻 值 为 （填“10C”或“1.5kC”）的滑动变阻器，凡应选阻值为（填“75 C”或“150 C

3、”）的定值电阻；（3）测量多组数据可得凡 的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和 图（c）所示，则此时凡两端的电压为 V,流过凡的电流为 m A,此组数据得到的人的阻值为 C （保留3位有效数字）。3.【2 0 2 2年湖南卷】小梦同学自制了一个两挡位（“x l”“x l 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&,“），氏、&、4为 定 值 电 阻+电 流 计 的内阻为（=用）。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（I）短接，将单刀双掷开关S与?接通，电 流 计 示 数 为/“,；保持电阻凡滑片位置不变，将单刀双掷开关s与 接 通，

4、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 l”或“x i o”）；（3）若从“x l”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。的定值电阻飞，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的!;取走,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=4.【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

5、电池E （电动势1.5V,当阻未知）；电流表A1（量 程10mA,内阻为9 0。）；电流表A2（量程3 0 mA,内阻为300）；定值电阻&（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R,；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“AJ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 o3（2）断开开关，保持滑片的位置不变，用 人 替换此，闭合开关后，电流表指针指在满刻度

6、的处,则尺 的测量值为 Q。（3）本实验中未考虑电池内阻，对 尺 的 测 量 值 （填“有”或“无”）影响。5.【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：（1）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。(a)(b)51.0051.20 51.40 51.6051.80 52.00L/cm(c)（2）导电绳拉伸后的长度L 及其电阻尺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

7、伸后的长度心将滑动变阻器R 的滑片滑到最右端。断开开关邑，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U和/一闭合工，电压表的示数（选填“变大”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 凡=（用，、4 和 U 表示）。断开M，增大导电绳拉伸量，测量并记录4 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-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

8、凡为1.3 3 k Q,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为c m,即为机械臂弯曲后的长度。6.【2022年浙江卷】（1）探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P 从 4 移到 8 的过程中，负载电阻R 两端的电压变化。图2 为实验器材部分连线图，还需要（选填“4”“好”“用”“九或“eg”）连 线（多选）。图3 所示电压表的示数为 Vo图4已知滑动变阻器的最大阻值q=10Q 额定电流/=LO A。选择负载电阻R=IO Q,以R两端电压 U为纵轴，：为 横 轴（X为 的 长度，4 为 4 5 的长度），得 到 分 压 特 性 曲 线 为 图 4 中的 I ；当R=1 0 0 Q,

9、分压特性曲线对应图4 中的（选填“11”或HI”）；则滑动变阻器最大阻 值 的 选 择 依 据 是.（2）两个相同的电流表G,和G?如图5 所示连接，晃动G1表，当指针向左偏转时，静止的G2表的指针也向左偏转，原因是（多选）。A.两表都是“发电机”B.G1表是“发电机”，G?表是“电动机”C.G,表和G,表之间存在互感现象D.G1表产生的电流流入Gz表，产生的安培力使G,表指针偏转7.【2 0 2 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所示。选用的器材有：限温开关 （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

10、）；保温开关S?（当锅内温度高于8 0时自动断开，温度低于7 0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&,（阻值均为Ik C）;指 示 灯 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。图2（1）按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是（多选）。图1A.按下S-二和12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?自动在闭合、断开状态之间交替切换D.当锅内温度低于7 0时，S?自动闭合，L发光，L?熄灭（2）简易电饭煲制作完成后，试

11、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“x 1 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图4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）8.【2 02 2年辽宁卷】某同学要将一小量程电流表（满偏

12、电流为2 5 0g A,内阻为1.2 k Q）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=4 0C,&=3 6 0C。（1）当开关S接4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尺 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.甲乙（图b）答案以及解析1.答案：（1）如图所示（2）9 9 0解析：（1）题中给出的滑动变阻器的最大阻值只有1 0。，滑动变阻器采用分压接法，为了

13、精确得到微安表两端的电压，可将微安表与定值电阻并联，通过电流关系得到电压。（2）由并联电路规律可得/G4=（/-/G）K，解得=9 9 0。2.答案：（1）如图所示（2）1 0 C；7 5 Q（3）2.3 0；4.2 0；5 4 8解析：（1）该实验探究待测电阻4 在 0 5 mA范围内的伏安特性，因此滑动变阻器采用分压式连接，电压表的内阻很大，故可看成理想电压表，故采用电流表外接法，由于题目中给的电流表量程太小，故应与电流表并联一定值电阻扩大其量程。（2）滑动变阻器R 选最大阻值为1 0 C的，方便调节；又因电流表的量程为1 mA,内阻为3 0 0 C,通过测量电阻的最大电流为5 mA,因此

14、电流表量程应扩大为原来的5 倍，因此分流电阻阻值应为该电流表内阻的四分之一，故电流表并联的电阻的阻值为4=7 5。（3）与 两端电压即为电压表读数2.3 0 V；因电流表并联凡，量程扩大，通过待测电阻的电流为2 3 0电流表读数的5 倍，即通过尺的电流为5 x 0.8 4 m A =4.2 0 m A,故-Q=548Q。4.2 0 x 1 03.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“，所以开关拨向m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/可 知(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

15、待测电阻的阻值也更大,所以开关拨S 向时对应欧姆表的挡位倍率较大，I I J x l O ：(3)从“x l”挡位换成“x l O”挡位，即开关S 从?拨向小全电路电阻增大，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，所以需要将品的滑片向上调节；(4)在“X 1 0”挡位，电路图结构简化如图 _E=)-凡 下第一次，当短接，全电路的总电阻为R=R+(q.+&I.)/?10 n1;通过干路的电流为/=G电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知-=0/-%KG+%上E第二次，之间接入N =i o o c,全电路总电阻为R+K，通过干路的电流为4=A +A

16、)电 流 表 偏 转 了 量 程 的 则3：3 I苦 心凡+仆 上结合第一次和第二次解得R=2 4=2 0 0。第三次，之间接入,全电路总电阻为w+4，通过干路的电流为电流表偏转了量程的：，则：=D 3 /_ 1 7 勺+)上*3 G结合第二次和第三次，解 得&=R +2 K=4 0 0 C4.答案：(1)A1；6 0(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)在电源两端只接时，电路中的电流最大为4”=丁 =A =10 m A,故选用电流表A-使f G 1 D U电流表指针指在满刻度的g处，根据闭合电路的欧姆定律有 =今(穴+&+&|),解得R =6 0 C。(2

17、)用 R,替换小，闭合开关后，根据闭合电路的欧姆定律有E =3 g(R+R、.+8 3 解得R,=1(X)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)+&+&J,E =申(/?+r)+R、+RM,联立计算出的R、相同，因此测量值不受电源内阻的影响。_ U5.答案：(2)变小；-，2 一(3)无(4)5 1.8 0解析：本题考查伏安法测电阻的原理。(2)闭合S”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，仍为乙，通过导电绳的电流

18、为4-/,根据欧姆定律可知，叫=7 1。，2 (3)考虑电压表内阻时有,/|=U +丁U/T=/U +丁U +/U，联立解得段c=丁U)n，&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 用=1.3 3 kC时，对应的长度为5 1.8 0 c m。6.答案：(1)小 孙 ce；1.5 0 土 0。2；H；R“R(2)B D解析：本题考查探究滑动变阻器的分压特性。(1)由题图1 可知，电压表应并联在电阻箱两端，由于电源是两节干电池，电动势约为3 V,因此电压表量程应选择0 3 V,即连接4;由于滑动变阻器采用分压接法，因此滑动变阻器的接线

19、柱c 与开关的接线柱e相连，即连接“；电阻箱的接线柱/应连接在滑动变阻器上侧的一个接线柱上，即 连 接 沙；电压表量程为0 3 V,最小刻度为0.1 V,需要估读到下一位，所以电压表的读数为1.5 0 V：当R =1 0 0 C,相同的转段的滑动变阻器与1 0 0 C并联后的电阻比与1 0 C并联后的电阻大，因此负载上的分压更大，所以分压特性曲线应为题图4中的H,为使得负载两端的电压随A P 段的距离变化明显，滑动变阻器最大阻值应小于待测电阻，即(2)两个相同的电流表G 1 和G?如题图5 所示连接，晃动G 1 表，当指针向左偏转时，静止的G?表的指针也向左偏转，这是因为晃动G 1表时，切割磁感线产生感应电流，感应电流流过G?表，通电导线在磁场中受到力的作用，G?表的指针也向左偏转，此 时 表 是“发电机”，G?表是“电动机”，B、D项正确，A项错误；G 1表和G?表之间不存在互感现象，C项错误。7.答案：(1)C D(2)C A B D E；L,；/?,8.答案：(1)1(2)大(3)乙