高考物理真題電學(xué)實驗

1、專題17 電學(xué)實驗1. 2021全國卷I某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L 額定電壓V,額定電流A；電壓表V V 量程3 V,內(nèi)阻3 k Q;電流表A 量程A，內(nèi)阻Q； 固定電阻R阻值1 000 Q;滑動變阻器 R 阻值0 Q;電源E 電動勢5 V,內(nèi)阻不 計;開關(guān)S;導(dǎo)線假設(shè)干.1實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在 0V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實驗電路原理圖 .2 實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖a所示.由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻 填“增大“不變或“減小，燈絲的電阻率 填“增大“不變或“減小3用另一電源 E 電動勢4 V,內(nèi)阻Q和題給器材連接成圖b所示的電路，調(diào)

2、節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為 W 最大功率為 W.結(jié)果均保存 2位小數(shù)2增大增大 3解析：此題主要考查研究小燈泡的伏安特性實驗，利用伏安特性曲線計算實際功率及其相關(guān) 的知識點1要實現(xiàn)在0V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，那么滑動變阻器需要設(shè)計成分壓接法；電壓表應(yīng)與固定電阻 R串聯(lián)，將量程改為4 V.由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為12 Q,所以需將電流表外接.2由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大.| 3當(dāng)滑動變阻器的阻值為9 Q時，電路電流最小，燈泡實際功率最小，此時E=U+I

3、r+R得U=- 101 +4,在圖中作出該直線如左圖所示，交點坐標(biāo)約為 U= V, I =225 mA Pi=UI=1EW整理得：IU，當(dāng)直線的斜率最大時，與燈泡的I - U曲線的交點坐標(biāo)R r R r最大，即燈泡消耗的功率最大 當(dāng)滑動變阻器電阻值 F=0時，燈泡消耗的功率最大，此時交點坐標(biāo)為U= V， I = A，如右圖所示，最大的功率為P2=UI= W.wioo鈾OQ50WJ0 ;3 別1-一 2 11 f二： I ! I I -I 1- - 'Ik - -> a «!- " - - » - - 護(hù)身:一二號黑!:國 點自目BB4昌 SSB巒W世

4、- 'rx'c. M- 絳騎磐g| _±2. 2021全國卷H某同學(xué)利用如圖a所示的電路測量一微安表量程為 100卩A，內(nèi) 阻大約為2 500 Q的內(nèi)阻.可使用的器材有：兩個滑動變阻器 F、R 其中一個阻值為 20 Q，另一個阻值為 2 000 Q;電阻箱FZ 最大阻值為99 Q;電源E 電動勢約為 V;單刀開關(guān)S1和、D分別為兩個滑動變阻器的滑片1按原理圖a將圖b中的實物連線2 完成以下填空： R的阻值為Q 填“ 20或“ 2 000 為了保護(hù)微安表，開始時將 R的滑片C滑到接近圖a中的滑動變阻器的 端填“左或“右對應(yīng)的位置；將F2的滑片D置于中間位置附近 將電阻箱

5、R的阻值置于2 Q,接通S.將F的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)F2的滑片D的位置.最終使得接通 S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 填“相等或“不相等 將電阻箱 R和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將R的阻值置于2 Q時，在接通&前后，微安表的示數(shù)也保持不變.待測微安表的內(nèi)阻為Q 結(jié)果保存到個位.3 寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議： .答案：1連線見解析220左 相等 2 550 3調(diào)節(jié)R上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程解析：1實物連線如圖：2滑動變阻器 R要接成分壓電路，那么要選擇阻值較小的20 Q的滑動變阻器;為了保護(hù)微安表，開始時將

6、R的滑片C滑到接近圖a中滑動變阻器的左端對應(yīng)的位置;將電阻箱R的阻值置于2 Q,接通S;將R的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)片D的位置；最終使得接通 S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S接通前后在BD中無電流流過，可知 B與D所在位置的電勢相等;設(shè)滑片P兩側(cè)電阻分別為 艮i和R22,因B與D所在位置的電勢相等，可知;R21Ra ;R22同理當(dāng)艮和微安表對調(diào)后，仍有:電理；聯(lián)立兩式解得:R21 R22RA . Rz1RZ22 500 26012 5503為了提高測量精度，調(diào)節(jié) R上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程3. 2021全國卷川圖a為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R

7、、FU R、R4和艮是固定電阻，艮是可變電阻；表頭d 的滿偏電流為250卩A,內(nèi)阻為480Q .虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和mA擋，歐姆X 100 Q擋.B逐(a)1 圖a中的A端與填“紅或“黑色表筆相連接2關(guān)于F6的使用，以下說法正確的選項是填正確答案標(biāo)號A.在使用多用電表之前，調(diào)整民使電表指針指在表盤左端電流“ 0位置B.使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整F6使電表指針指在表盤右端電阻“ 0位置C.使用電流擋時，調(diào)整 F6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置3根據(jù)題給條件可得R+R=

8、Q,Ri=Q.(4) 某次測量時該多用電表指針位置如圖 (b)所示.假設(shè)此時B端是與“ 1相連的，那么多用 電表讀數(shù)為 ;假設(shè)此時B端是與“3相連的，那么讀數(shù)為 ;假設(shè)此時B端是與“5相連的，那么讀數(shù)為.(結(jié)果均保存3位有效數(shù)字)答案：(1)黑(2) B (3) 160 880(4) mA (或 mA) 1 100 Q解析：(1)與多用電表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆(2) R6是可變電阻，它的作用是歐姆表調(diào)零，使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“ 0位置I gRa(3) B端與“2相連時，是量程較小的電流表，所以R R2 160； B端與II IgU1IgRg“4相

9、連時，是量程較小的電壓表，所以R4- g g 880 .I1(4) 假設(shè)此時B端與“ 1相連，多用電表是量程為 mA的電流表，那么讀數(shù)為 mA;假設(shè)此時B 端與“3相連，多用電表是歐姆X 100 Q 擋，那么讀數(shù)為1 100 Q;假設(shè)此時B端與“5相 連，多用電表是量程為 5 V的電壓表，那么讀數(shù)為 V.4. ( 2021江蘇卷)某同學(xué)通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖11 - 1圖所示，繼電器與熱敏電阻R、滑動變阻器 R串聯(lián)接在電源 E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控.繼電器的電阻約為20 Q,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所

10、示i/T30.040.050.060.070.080.0199. 5)45.4IOS. 181.862.9491(1) 提供的實驗器材有：電源E1 (3 V,內(nèi)阻不計)、電源 E2 ( 6 V，內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R (0200 Q)、滑動變阻器 R2 (0500 Q)、熱敏電阻 R，繼電器、電阻箱(0 Q)、 開關(guān)S、導(dǎo)線假設(shè)干為使該裝置實現(xiàn)對3080 C之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用(選填“ E或“ E'),滑動變阻器 R應(yīng)選用 (選填“ R或“ R).-Li-1 raj(2) 實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作某同學(xué)為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，那么應(yīng)將如圖11 - 2圖所示

11、的選擇開關(guān)旋至 (選填“A'、“ B'、“ C'或“D').(3) 合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查，在題11- 1圖中，假設(shè)只有b、c間斷路，那么應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入 a、b時指針 (選填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn))，接入a、c時指針(選填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn)).(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 C時被吸合，以下操作步驟正確順序是(填寫各步驟前的序號) 將熱敏電阻接入電路 觀察到繼電器的銜鐵被吸合 斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除 合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值 斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至Q答案：(1) £ R (2) C (3)不偏轉(zhuǎn) 偏

12、轉(zhuǎn)(4)解析：此題考查研究溫控裝置的實驗 (1)如果電源用 E，那么在t=30 C時電路中的最大電流I mA 13. 67 mA 15 mA，故不能實現(xiàn)對此溫度的控制，因此電源應(yīng)m 199.5+20選用巳；為了在t=80 C時實現(xiàn)對溫度的控制，設(shè)滑動變阻器阻值的最大值至少為R'，貝U6V0. 015 A ，解得R= Q,因此滑動變阻器應(yīng)選用FL(2)要用多用R 2049. 1電表的直流電壓擋檢測故障，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至C(3)如果只有b、c間斷路，說明b點與電源的負(fù)極間沒有形成通路，a、b間的電壓為零，表筆接在 a、b間時，指針不偏轉(zhuǎn)；c點與電源的負(fù)極間形成通路，a與電源的正極相通，a、

13、c間有電壓，因此兩表筆接入a、c間時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 C時被吸合，應(yīng)先斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，并將阻值調(diào)至Q,合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，直至觀察到繼電器的銜鐵被吸合，這時斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路因此操作步驟的正確順序是5. ( 2021天津卷)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如下圖的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻其中電流表Ai的內(nèi)阻ri= k Q,電阻R= k Q,為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R)= Q的電阻.按圖示電路進(jìn)行連接后，發(fā)現(xiàn) aa、bb和cc三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線 . 為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的

14、，將電建S閉合，用多用電表的電壓擋先測量 a、b間電導(dǎo)線斷開；假設(shè)讀壓，讀數(shù)不為零，再測量 a、a間電壓，假設(shè)讀數(shù)不為零，那么一定是數(shù)為零，那么心曰 定是導(dǎo)線斷開排除故障后,該小組順利完成實驗通過屢次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表Ai和A的多組li、I 1 - I 2圖象得到電池的電動勢E=12數(shù)據(jù)，作出圖象如右圖由答案：(3)aa bb 笑(均可)(均可)解析：此題考查用多用電表檢查電路故障以及伏安法測量電源的電動勢和內(nèi)阻根據(jù)U=IR,導(dǎo)線電阻R等于零，所以良好的同一根導(dǎo)線上任何兩點都不會存在電勢差，假設(shè)一根導(dǎo)線兩端有電勢差，那么導(dǎo)線斷開，據(jù)此可推斷出導(dǎo)線是完整的還是斷開的將電流表Ai和

15、R串聯(lián)當(dāng)成電壓表使用，電壓測量值U=li(ri+R),根據(jù)閉合電路歐姆定律有Erri(ri+R)=E-l2(r+R0),整理得J I 2,由題圖可知，縱軸截距ri R riR0.1410 3?AEri R333，所以電動勢 E=x 10- x (1 x 10 +9X 10 ) V= V ,斜率的 絕對值表示260-&，解得r- Q.1 R6. 2021海南卷某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值現(xiàn)有器材為：待測電阻R 阻值約為5Q電源電動勢3V滑動變阻器阻值范圍 010Q電流表量程，3A電壓表量程3V, 15V開關(guān)，導(dǎo)線假設(shè)干.實驗要求在測量電路中將電流表外接，滑動變阻器起限流作用答復(fù)以下問

16、題:1按照實驗要求在圖a中畫出實物連線圖.H (a)2 假設(shè)已按實驗要求接線，閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終約為 3V,電流表的示數(shù)始終接近 0 寫出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個原因： 3在連線正確后，閉合開關(guān)電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖b和圖c所示由圖可知，電壓表讀數(shù)為 V,電流表讀數(shù)為 A.由此可得待測電阻的阻值為 Q結(jié)果保存3位有效數(shù)字.答案：1如下圖，2待測電阻R斷路，3,解析：1因為電源電動勢為 3V,那么電壓表的量程選用 3V,根據(jù)歐姆定律知，電流的最大 值大約，那么電流表量程選擇，根據(jù)實物圖進(jìn)行連線.2 閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終約為3V,電流表的示

17、數(shù)始終接近0,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是待測電阻R斷路，由于電壓表內(nèi)阻非常大，導(dǎo)致電流表電流接近0,電壓表電壓測得是電源電壓.3由圖可知，電壓表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，根據(jù)歐姆定律得，待測電阻°世 2. 20I 0. 487. 2021浙江卷小明用電學(xué)方法測量電線的長度，首先小明測得電線銅芯的直徑為，估8計其長度不超過50m 銅的電阻率為1.75 10 Q ?m ,現(xiàn)有如下實驗器材：量程為3V、內(nèi)阻約為3KQ的電壓表；量程為、 內(nèi)阻約為Q的電流表；阻值為 0-2 Q的滑動變 阻器；內(nèi)阻可忽略，輸出電壓為3V的電源；阻值為 R=Q的定值電阻，開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干小明采用伏安法測量電線電阻，正確

18、連接電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表的示數(shù)從0開始增加，當(dāng)是數(shù)為時，電壓表示數(shù)如圖1所示讀數(shù)為V ,根據(jù)小明測量的信息，圖2中P點應(yīng)該選填“接a、“接b、 “接c或“不接q點應(yīng)該 選填“接a、“接b、“接c或“不接，小明測得的電線長度為m.答案： 接b 接a解析：由圖可得電壓表量程為 3V,最小精度，有效數(shù)字應(yīng)該保存到，示數(shù)應(yīng)為；被測量電阻 屬于小電阻，電流表應(yīng)該外接，P點接b,題中要求電流表能從 0開始變化，所以采取分壓接法，Q點應(yīng)接a，根據(jù)電阻定律 R=p L/S，代入數(shù)據(jù)可得長度為8. 2021浙江卷1為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實驗，必須 要選用的是 多項選擇.A.有閉合鐵芯的原副線圈B.無鐵芯的原副線圈C.交流電源D.直流電源E.多用電表