2019-2020年高考物理 考點匯總 考點13 電學實驗.doc

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2019-2020年高考物理 考點匯總 考點13 電學實驗 1.（xx安徽理綜T21（II））如圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖,已知小燈泡額定電壓為2.5 V. (1)完成下列實驗步驟: ①閉合開關前,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,　. ②閉合開關后,逐漸移動變阻器的滑片,　. ③斷開開關，……。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線. (2)在虛線框中畫出與實物電路相應的電路圖. 【解題指南】解答本題的關鍵是理解實驗原理及數(shù)據(jù)處理的方法，明確滑動變阻器的連接方式，選擇電流表的內(nèi)接或外接法 【解析】（1）①開關閉合前應使小燈泡兩端的電壓為0，所以應使滑動變阻器的滑片滑至最左端. ②實驗中要測出多組燈泡兩端的電壓和電流值，因此閉合開關后，逐漸移動變阻器的滑片，增加小燈泡兩端的電壓，記錄電壓表和電流表的多組讀數(shù)，電壓表的讀數(shù)不應超過2.5V （2）根據(jù)實物圖畫出電路圖如下圖： 【答案】（1）使滑動變阻器的滑片滑至最左端增加小燈泡兩端的電壓，記錄電壓表和電流表的多組讀數(shù)，直至電壓表達到額定電壓 （2）見解析 2.（xx天津理綜T9（3））某同學在進行擴大電流表量程的實驗時,需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻.他設計了一個用標準電流表來校對待測電流表的滿偏電流和測定內(nèi)阻的電路,如圖所示.已知的量程略大于的量程,圖中為滑動變阻器,為電阻箱.該同學順利完成了這個實驗. ①實驗過程包含以下步驟,其合理的順序依次為　　　　(填步驟的字母代號); A.合上開關 B.分別將和的阻值調(diào)至最大 C.記下的最終讀數(shù) D.反復調(diào)節(jié)和的阻值,使的示數(shù)仍為,使的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,此時的最終讀數(shù)為r E.合上開關 F.調(diào)節(jié)使的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時的示數(shù)為,記下此時的示數(shù) ②僅從實驗設計原理上看,用上述方法得到的內(nèi)阻的測量值與真實值相比　　　(選填“偏大”、“偏小”或“相等”); ③若要將的量程擴大為I,并結(jié)合前述實驗過程中測量的結(jié)果,寫出須在上并聯(lián)的分流電阻RS的表達式,RS=　　　　. 【解題指南】本題考查半偏法測電流表的電阻及電流表的改裝問題.解答的關鍵是正確理解實驗原理，讀懂電路圖，根據(jù)串并聯(lián)電路特點，知道各元件的電流、電壓的關系 【解析】為了保護電流表，合上開關S1之前，應使R1、R2的阻值調(diào)至最大；測G2的滿偏電流時利用串聯(lián)電路電流相等的特點，在S2斷開的情況下通過讀出G1的讀數(shù)來獲得；測G2內(nèi)阻時利用串并聯(lián)電路的特點，R2與G2電流相等時電阻相同，即可通過R2的阻值求出G2的內(nèi)阻.根據(jù)以上分析可知，合理的順序應為：BEFADC 從實驗設計的原理看，由于G1的讀數(shù)等于G2的讀數(shù)加上通過R2的電流，所以當G2讀數(shù)等于G1讀數(shù)的一半時，G2的讀數(shù)一定等于通過R2的電流，此時R2的阻值一定等于G2的內(nèi)阻，即G2的內(nèi)阻為r G2與RS并聯(lián)后，當G2的指針滿偏時，通過RS的電流為（I-I1），此時RS兩端的電壓為I1r，由歐姆定律可知，RS的阻值為 【答案】BEFADC 相等 3.（xx江蘇物理T10）如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測. (1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調(diào)整圖乙中多用電表的　　　　(選填“A”、“B”或“C”). (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應　　　　(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況. (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值.測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如表.兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖乙所示. 請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路. 兩表筆接的接點 多用電表的示數(shù) a、b ________ a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 【解題指南】本題考查多用電表的使用和黑盒子問題,屬于一般性的基本常識考查,難度中等. 【解析】(l)此時應進行機械調(diào)零，要用調(diào)零定位螺絲A. (2) 為防止損壞電表，要用試觸法，故應短暫接觸. （3）每對接點間正反向電阻阻值均相等，說明內(nèi)部電路中沒有二極管，只有三個相同阻值的電阻，結(jié)合串并聯(lián)電路的特點，可以判斷a、b接點的電阻為5，可能的電路圖如下： 【答案】（1）A；（2）短暫；（3）5，電路圖見解析 4.（xx新課標全國卷T23）圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關.此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導線. （1）在圖中畫線連接成實驗電路圖. （2）完成下列主要實驗步驟中的填空： ①按圖接線. ②保持開關S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1. ③閉合開關S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內(nèi)重新加入適量細沙，使D ；然后讀出__________________，并用天平稱出 . ④用米尺測量_______________. （3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=_________. （4）判定磁感應強度方向的方法是：若____________，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里. 【解題指南】解答本題時可按以下思路分析： 分析U形金屬框的平衡 通電時托盤拉力與U形金屬框的重力和安培力合力平衡 安培力有兩個可能方向 不通電時托盤拉力與 U形金屬框重力平衡 構(gòu)成一電流可調(diào)的供電電路 【解析】分析本實驗原理可得出：通過U形金屬框在重力、繩子拉力和安培力作用下的平衡，來測量磁場的磁感應強度大小，所以必須構(gòu)成給金屬框通一可改變電流大小的供電電路，根據(jù)所給儀器即可連接成一簡單的串聯(lián)實驗電路.根據(jù)金屬框的平衡要測定金屬框的重量和安培力的大小，可通過改變托盤內(nèi)的細沙質(zhì)量來調(diào)平衡，由于磁場方向不確定所以實驗結(jié)果有兩種可能，所列平衡方程式為：，，所以.其相應的實驗步驟中的填空就能正確寫出. 【答案】（1）如圖所示 （2）③重新處于平衡狀態(tài)；電流表的示數(shù)I； 此時細沙的質(zhì)量m2. ④D的底邊長. （3） （4）m2>m1 5.(xx北京理綜T21)在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)應為　　　　mm(該值接近多次測量的平均值). (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為:電池組(電動勢3 V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關、導線若干. 某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下: 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx采用的是　　　　(選填“甲”或“乙”)圖. (3)圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖, 圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成圖丙中實物間的連線,并使閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞. (4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖丁所示,圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點.請在圖丁中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點,并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx= 　　　　Ω(保留兩位有效數(shù)字). (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為　　　(填選項前的符號). A.110-2Ωm　　　　　　B.110-3Ωm C.110-6Ωm D.110-8Ωm (6)任何實驗測量都存在誤差.本實驗所用測量儀器均已校準,下列關于誤差的說法中正確的選項是　　　　(有多個正確選項). A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi),可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D.用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 【解題指南】本題需要把握以下四點: (1)估計被測電阻的阻值. (2)分析表格數(shù)據(jù)推斷滑動變阻器的連接方式. (3)U-I圖像斜率的物理意義. (4)偶然誤差和系統(tǒng)誤差各自的特點. 【解析】⑴螺旋測微器螺旋上的50個刻度對應前進或后退0.5mm，還要注意估讀一位，保證最后結(jié)果在毫米作單位的情況下小數(shù)點后有三位數(shù). ⑵從表格數(shù)據(jù)可以估計出被測電阻大約是5Ω.因為滑動變阻器最大電阻20Ω，電源電動勢3V，若采用限流式接法，被測電阻獲得的最小電壓，可是表格第一組數(shù)據(jù)電壓只有0.1V，可見，在實驗中，滑動變阻器不是限流式接法，所以選甲 ⑶分壓式接法滑動變阻器的的三個接線端都要接入電路，其中兩個固定端與電源相連 ⑷求出U—I圖像斜率即表示電阻值. ⑸根據(jù)公式，電阻率，代入數(shù)據(jù)即可求出電阻率 ⑹偶然誤差隨機產(chǎn)生，不可預計；系統(tǒng)誤差是由一些固有的因素（如測量方法的缺陷）產(chǎn)生的，理論上說系統(tǒng)誤差總是可以通過一定的手段來消除.讀數(shù)造成的誤差屬于偶然誤差，A錯誤；表的內(nèi)阻造成的誤差屬于系統(tǒng)誤差，是可以消除的，所以B錯誤，C正確.用U—I圖像處理數(shù)據(jù)，所做的圖線對測量數(shù)據(jù)起到取平均值的作用，從而減小偶然誤差的影響，D正確. 【答案】(1)0.395~0.399均可　(2)甲 (3)如圖 (4)如圖　4.3~4.7均可 (5)C　(6)C、D 6.（xx山東理綜T21(2)）在測量金屬絲電阻率的實驗中,可供選用的器材如下: 待測電阻絲:Rx(阻值約4Ω,額定電流約0.5A); 電壓表:V(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ); 電流表:A1(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω); A2(量程3 A,內(nèi)阻約0.05 Ω); 電源:E1(電動勢3V,內(nèi)阻不計); E2(電動勢12V,內(nèi)阻不計); 滑動變阻器:R(最大阻值約20Ω); 螺旋測微器;毫米刻度尺;開關S;導線. ①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為　　　　mm. ②若滑動變阻器采用限流接法,為使測量盡量精確,電流表應選　　　　、電源應選　　　　(均填器材代號),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖. 【解題指南】解答本題應把握以下四點： （1） 螺旋測微器的讀數(shù)由兩部分組成，注意估讀. （2） 選儀器應在安全性的基礎上減小誤差. （3） 正確選擇電流表的內(nèi)外接法. （4） 正確選擇滑動變阻器分壓式還是限流式. 【解析】①螺旋測微器的固定刻度顯示為1.5mm，其可動刻度為0.273mm，二者相加就是測量值1.5mm+0.273mm=1.773mm.②待測電阻絲的額定電流為0.5A,為減小實驗誤差，應選量程為0.6A的電流表A1，待測電阻絲的電阻約為4Ω，額定電流為0.5A，故由歐姆定律得額定電壓約為2V，所以電源應選E1.由于所測電阻絲的電阻較小，故電流表應選外接法，滑動變阻器可選限流式.電路原理圖如圖所示： 【答案】①1.773(1.771~1.775均正確) ②A1　E1　電路圖如圖 7.（xx廣東理綜T34（1））某同學測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻. ①分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示，長度為_____cm，直徑為_____mm. ②按圖丙連接電路后，實驗操作如下： （a）將滑動變阻器R1的阻值置于最_____處（填“大”或“小”）；將S2撥向接點1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0； （b）將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______（填“大”或“小”）；將S2撥向接點2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2阻值為1280Ω； ③由此可知，圓柱體的電阻為_____Ω. 【解題指南】本題利用替代法來測電阻.要利用閉合電路歐姆定律進行分析和求解.同時要注意電學實驗的設計所遵循的三個原則. 【解析】①游標卡尺的讀數(shù)為=(50+0.11)mm=50.1mm=5.01cm.螺旋測微器的讀數(shù)為d=(5+31.50.01)mm=5.315mm. ②電學實驗的設計要遵循科學性原則、安全性原則和準確性原則.此電路中滑動變阻器是以限流方式接入電路中的，故在（a）步驟中合上開關前應使其接入電路中的阻值為最大，以保證電路安全.同理（b）步驟中亦將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大. （a） 步驟中，由閉合電路歐姆定律得 其中R表示圓柱體的電阻 （b） 步驟中，仍由閉合電路歐姆定律得 由等量代換可得R＝R2＝1280Ω. 【答案】①5.01 5.315 ②大 大 1280Ω 8.（xx福建理綜T19（2））某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E. ①先直接用多用電表測定該電池電動勢.在操作無誤的情況下,多用電表表盤示數(shù)如圖,其示數(shù)為　　V. ②然后,用電壓表、電阻箱R、定值電阻R0、開關S、若干導線和該電池組成電路,測定該電池電動勢. (ⅰ)根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導線,將實物圖連接成完整電路. (ⅱ)閉合開關S,調(diào)整電阻箱阻值R,讀出電壓表相應示數(shù)U.該學習小組測出大量數(shù)據(jù),分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù),并計算出相應的1/R與1/U的值.請用表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點,并作出1/R-1/U圖線. R(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1/R (10-2 Ω-1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 1/U (V-1) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35 (ⅲ)從圖線中可求得E=　　　　V. 【解題指南】解答本題時應明確以下三點： （1）多用電表的讀數(shù)應恰當選擇標尺 （2）實物連接應注意電表的內(nèi)外接問題 （3）理解圖象的意義 【解析】①選擇中間標尺，10V量程最小刻度為0.2V,因此示數(shù)為 ②(ⅰ)依電路圖連接實物圖如圖所示 (?、?據(jù)表格數(shù)據(jù)描點所作圖象如圖所示 (?、、?據(jù)閉合電路歐姆定律得,因此據(jù)圖象縱坐標讀數(shù)的倒數(shù)得E=10.0V(9.5～11.1V) 【答案】① ②(ⅰ) (?、?見解析圖 (?、、? 10 (9.5～11.1均正確) 9.（xx海南單科T13）圖示電路可用來測量電阻的阻值。其中E為電源，R為已知電阻，Rx為待測電阻，可視為理想電壓表，S0為單刀單擲開關，S1、S2為單刀雙擲開關。 （1）當S0閉合時，若S1、S2均向左閉合，電壓表讀數(shù)為U1；若S1、S2均向右閉合，電壓表讀數(shù)為U2。由此可求出Rx＝______________。 （2）若電源電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻可忽略；電壓表量程為1V，R＝100Ω。此電路可測量的Rx的最大值為__________Ω 【解題指南】利用歐姆定律和串聯(lián)電路特點解題；電阻越大，電壓表讀數(shù)越大，最大不能超過電壓表量程。 【解析】（1）由于是理想電壓表，該表接入電路后不會影響電路的電流。S1、S2向左閉合，電壓表讀數(shù)是Rx兩端電壓，由歐姆定律得U1=IRx，S1、S2向右閉合，電壓表讀數(shù)是R兩端電壓，U2=IR，由以上兩式得 （2）當S1、S2向左閉合，且電壓表的讀數(shù)為其量程1V，即Rx兩端電壓U1=1V，此時的Rx阻值為最大，R兩端電壓為U2=E-U1=0.5V，電路中電流， 【答案】（1） （2）200