专题：电学实验-决胜2017年高考之全国名校试题物理分项解析

第1页共21页专题电学实验决胜2017年高考之全国名校试题物理分项解析1【2016安徽师大附中最后一卷】小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。（1）小王所测电源的内电阻R1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为20的定值电阻R0，所用电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据。为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是_。（2）小李同学所测电源的电动势E2约为9V，内阻R2为3555，允许通过的最大电流为50MA。小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R的阻值范围为09999。第2页共21页电路中R0为保护电阻。实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用_。A20，125MAB50，20MAC150，60MAD1500，5MA实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出图线，图线的纵轴截距为A，图01U线的斜率为B，则电源的电动势E2_，内阻R2_。【答案】（1）（2）CRAB第3页共21页考点测量电源电动势和内阻实验【名师点睛】本题考查测电源电动势和内阻的基础知识，仪器的选择首先考虑的是安全性，实物图与电路图的对应是关键，图象问题处理时一定要看清坐标轴的物理量、单位、纵坐标的初始值等难度适中，但易出错2【2016济南市5月模拟（最后一卷）】为测定某旧干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材A旧干电池2节（假设两节电池完全一样）B电压表（视为理想电压表，量程03V）C电阻箱R（09999）D定值电阻R010E多用电表F开关、导线若干（1）同学甲直接使用多用电表的直流25V档测量一节电池的电动势，读数如图所示，则该同学测得的电动势E_，此测量值比旧干电池电动势的真实值_（填“偏大”或者“偏小”）。第4页共21页（2）同学乙将两节干电池串联接入如图所示的电路，规范操作得到如图所示的图像。该同学所描绘的图像中，横坐标是_A1（RR0）BRC1R（3）按照（2）问中所选的横坐标，已知图像的斜率为K，纵坐标的截距为B，则一节干电池的电动势E_，内阻R_（用K、B、R0表示）。【答案】（1）145V，偏小（2）B（3），012ER【解析】（1）电压表读数为145V，这个过程中由于电压表相当于一个仪器，测量为路端电压，小于考点考查了测量电源电动势和内阻实验【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及UI图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查3【2016苏北三市（徐州市、连云港市、宿迁市）最后一卷联考】（10分）某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下第5页共21页A待测电压表V1量程3V，内阻约3KB电压表V2量程15V，内阻约20KC电流表A量程3A，内阻约01D定值电阻R090KE滑动变阻器R10200F滑动变阻器R202KG电源E电动势约为12V，内阻忽略不计H开关、导线若干（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“100”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为（2）为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路，你认为（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整R0图甲V2V1R0图乙V2V1V2R0V1（3）该实验中滑动变阻器应该选用（选填“R1”或“R2”）（4）用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1【答案】（1）3400；（2）乙；连图如图；（3）R1；（4）021U【解析】（1）用多用电表测得的电压表的内阻为341003400；（2）甲图中，因为电压表V2的电阻与R0阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R0的第6页共21页考点测量电压表的内阻【名师点睛】此题使用电压表及定值电阻测定电压表的内阻；关键是要搞清实验的原理，认真分析实验可能带来的系统误差，结合部分电路的欧姆定律来处理实验的结果；此题是伏安法测电阻的改进实验，立意较新颖，是一道考查学生实验能力的好题4（9分）【2016郑州市5月质检（最后一卷）】目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。A待测电瓶，电动势约为3V，内阻约几欧姆B直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3KC定值电阻R0未知D滑动变阻器R，最大阻值RME导线和开关（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。第7页共21页（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值RM，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10，U20，则R0_（用U10、U20、RM表示）。来源学_科_网（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1一U2图象如图丙所示，图中直线斜率为K，与横轴的截距为A，则电瓶的电动势E_，内阻R_（用K、A、R0表示）。【答案】（1）如图所示（3分）；（2）（2分）（3）MU1020（2分）KA（2分）10RR【解析】（1）滑动变阻器和定值电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器电压，电压表V2测路端电压，第8页共21页结合图像可得，从而可得内阻，电动势01RKR0EB01RRK1KAE考点测量电动势和内阻的实验探究【名师点睛】串联电路电压比等于电阻比。图像中斜率和截距，此类问题的解决就是通过串并联电路电压电流关系把纵坐标和横坐标两个变量的关系用函数关系式表示出来，找出斜率的表达式和截距的表达式，代入即可计算结果。5【2016开封市5月质检（最后一卷）】某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线A、B所示（1）将如图丙所示实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；第9页共21页（2）通过分析可知，图乙中直线_（填A或B）表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系；（3）根据UI图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E_，内电阻R_【答案】（1）如图所示（2）A（3），121UIE12URI考点测定电源的电动势和内阻【名师点睛】当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，来判断两个电压表的示数对应的图线；图线A反映路端电压与电流的关系，其斜率大小等于电源的内阻，由数学知识求出电源的内阻再闭合电路欧姆定律求出电源的电动势。6【2016淮安市5月最后一卷】在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供下列实验器材A两节旧干电池，每节电动势约15VB直流电压表VL、V2，量程均为03V，内阻约3KC电流表，量程006A，内阻小于1第10页共21页D定值电阻R0，阻值2E滑动变阻器R，最大阻值15F导线和开关若干（1）请根据连接的实物图甲，在图乙虚线框中画出对应的电路图；（2）根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出UI图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是。（3）实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录VL和V2的值如下表所示，用测出的数据在图丁中绘出U1U2图线。组数123456电压U1/V080125153172187198电压U2/V160187204215224231（4）由图线可得被测电池组的电动势EV，内阻R（结果保留两位有效数字）【答案】（1）如图甲（2）电压表分流（3）如图乙（4）第11页共21页E2830V，R2931【解析】（1）如图所示（2）电流表不是流过干路电路，原因是电压表的分流造成的；考点“测定电源电动势和内阻”的实验第12页共21页【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及UI图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查7【2016淄博市、莱芜市5月二模（最后一卷）】（6分）如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻磁感应强度特性曲线，其中RB表示有磁场时磁敏电阻的阻值，R0表示无磁场时磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。（1）请在图乙中添加连线，将电源（电动势3V，内阻不计）、磁敏电阻（无磁场时阻值）、滑动变阻器（全电阻约）电流表（量程25MA，内阻约025R10）、电压表（量程3V，内阻约）、电键连接成测量磁敏电阻阻值的实验33K电路。（2）将该磁敏电阻置入待测匀强磁场中。不考虑磁场对电路其它部分的影响。闭合电键后，测得如下表所示的数据根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB_，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B_T。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）电路连接如图；（2）；0803150【解析】（1）采用伏安法测量电阻，由于待测电阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器采用分压式第13页共21页考点描绘电阻的特性曲线【名师点睛】本题关键是用伏安法测量出磁敏电阻的阻值，然后根据某磁敏电阻在室温下的电阻磁感应强度特性曲线查出磁感应强度，同时要能读懂各个图象的物理意义，变化规律。8【2016浙江五校5月联考（最后一卷）】兴趣小组的同学将一个光伏电池（俗称太阳能电池）在正常光照环境下给标有“”的小灯泡供电，发现灯泡并不发光，AV20,51检查灯泡、线路均没有故障。甲、乙同学对此现象的原因进行了猜想与分析后，均认为电池内阻可能太大。为了验证猜想，甲同学用欧姆表直接连接电池的两极，欧姆表的示数为；乙同学则先将灵敏电流表（内电阻可忽略）单独连接电池的两极，测30得电流为，后将电压表（内电阻约数十）单独连接电池的两极，测得电压MA74K为，再计算V813310274081IUR（1）根据甲、乙两同学的测量所得数值判断，此光伏电池的内阻大小应（GR）A略大于BC略小于DE小于K2K2K23030（2）你若是兴趣小组中的一员，为测定光伏电池的电动势和内阻，在上述甲、乙两同学测量结果的基础上，请设计一个合理且具备操作性的实验电路图。提供的实验第14页共21页器材有A电流表（量程为，内电阻）1A601B灵敏电流表（量程为，内电阻）2M0C灵敏电流表（量程为，内电阻）352D滑动变阻器（最大阻值约）1R1E滑动变阻器（最大阻值约）2KF电阻箱（）G导线若干、开关390在下面虚线框中画出实验电路图，所需的相应器件是。（3）作图法是常用的实验数据处理手段，在直角坐标系中对数轴赋予适当的物理量，就有可能拟合成直线形式的实验图线。在（2）小题你所设计的方案中，若能拟合出直线状的实验图线，轴应赋予的物理量是，轴应赋予的物理量是YX；物理量“内电阻”将直接出现在直线的上（填“斜率”或“数轴R截距”或“斜率和数轴截距”）【答案】（1）A（2）电路如图；B、F、G（3）电流表读数的倒数（或电阻箱电阻I1）电阻箱电阻（或电流表读数的倒数）数轴截距XRXI1故选A；（2）电路如图；第15页共21页考点测定电源的电动势及内阻9【2016揭阳市5月二模（最后一卷）】（9分）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材A待测的干电池（电动势约为15V，内电阻小于10）B电流表A1（量程03MA，内阻RG110）C电流表A2（量程006A，内阻RG201）D滑动变阻器R1（020，10A）E滑动变阻器R2（0200，1A）F定值电阻R0（990）G开关和导线若干（1）某同学设计了如图甲所示的（A）、（B）两个实验电路，其中合理的是_图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_（填写器材名称前的字母序号），这是因为若选另一个变阻器，_（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），为了简化计算，该同学认为I1远远第16页共21页小于I2，则由图线可得电动势E_V，内阻R_。（结果保留2位有效数字）【答案】（1）B；D；在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A2读数太小，电流表A1读数变化不明显；（2）146V149V均给分；081087均给分。【解析】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改考点测量电源的电动势及内阻【名师点睛】在测量电源电动势和内阻时，要注意根据画出的UI图象分析出电动势及内阻；根据欧姆定律和串联的知识求出I1和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻。10【2016商丘市5月三模】（10分）现有一废旧电池，无法从标签上看清其电动势等数据。现进行如下实验操作（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况如图所示，由此可知其电动势约为_V。是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测电源内阻答_（选填“可以”或“不可以”）（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻。实验室备有下列器材A电流表A（量程06A，内阻为3）B电压表VL（量程3V，内阻为RVL3K）C电压表V2（量程30V，内阻为RV230K）第17页共21页D定值电阻R1500E定值电阻R25000F滑动变阻器R（阻值范围030）G开关及导线该实验中电压表应选_定值电阻应选_。（均选填选项前的字母序号）在方框中画出实验电路图将实物连线图补充完整若将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的表达式为（要求无系统误差）_。【答案】（1）71或72（1分）不可以（1分）（2）B（1分）E（1分）电路图，（2分）连线图（2分，有任何错误都不给分）来源学_科_网（2分）RRUIRUEVV121【解析】（1）10V的电压表的精确位为02V，精确位为02的电表估读到同位，故此时示数为72V；第18页共21页由闭合电路欧姆定律知RRUIRUEVV121考点电表的改装、测电源电动势与内阻。【名师点睛】电源的电动势和内阻测量方法1安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为EI1（R1R），EI2（R2R），由此可求出E和R，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大2伏阻法用一个电压表和电阻箱测量，电路如图755乙所示，测量原理为EU1R，EU2R，由此可求出R和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小U1R1U2R23粗测法用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时UE，需满足RVRERVRVR4双伏法用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示测量方法为断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2R，RV为V1的内阻；再闭U1RV合S，V1的示数为U1，此时EU1R，解方程组可求得E和RU1RV11【2016哈尔滨师范大学附属中学第三次模拟】某同学利用如图甲所示的电路测定一节电池的电动势与内阻。第19页共21页（1）用笔画线代替导