高考物理真题电学实验

1、专题17 电学实验1. 2021全国卷I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V,额定电流A；电压表V V 量程3 V,内阻3 k Q;电流表A 量程A，内阻Q； 固定电阻R阻值1 000 Q;滑动变阻器 R 阻值0 Q;电源E 电动势5 V,内阻不 计;开关S;导线假设干.1实验要求能够实现在 0V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图 .2 实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图a所示.由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 填“增大“不变或“减小，灯丝的电阻率 填“增大“不变或“减小3用另一电源 E 电动势4 V,内阻Q和题给器材连接成图b所示的电路，调

2、节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率闭合开关S,在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 W 最大功率为 W.结果均保存 2位小数2增大增大 3解析：此题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关 的知识点1要实现在0V的范围内对小灯泡的电压进行测量，那么滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻 R串联，将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Q,所以需将电流表外接.2由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.| 3当滑动变阻器的阻值为9 Q时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I

3、r+R得U=- 101 +4,在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为 U= V, I =225 mA Pi=UI=1EW整理得：IU，当直线的斜率最大时，与灯泡的I - U曲线的交点坐标R r R r最大，即灯泡消耗的功率最大 当滑动变阻器电阻值 F=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U= V， I = A，如右图所示，最大的功率为P2=UI= W.wioo铀OQ50WJ0 ;3 别1-一 2 11 f二： I ! I I -I 1- - 'Ik - -> a «!- " - - » - - 护身:一二号黑!:国 点自目BB4昌 SSB巒W世

4、- 'rx'c. M- 絳騎磐g| _±2. 2021全国卷H某同学利用如图a所示的电路测量一微安表量程为 100卩A，内 阻大约为2 500 Q的内阻.可使用的器材有：两个滑动变阻器 F、R 其中一个阻值为 20 Q，另一个阻值为 2 000 Q;电阻箱FZ 最大阻值为99 Q;电源E 电动势约为 V;单刀开关S1和、D分别为两个滑动变阻器的滑片1按原理图a将图b中的实物连线2 完成以下填空： R的阻值为Q 填“ 20或“ 2 000 为了保护微安表，开始时将 R的滑片C滑到接近图a中的滑动变阻器的 端填“左或“右对应的位置；将F2的滑片D置于中间位置附近 将电阻箱

5、R的阻值置于2 Q,接通S.将F的滑片置于适当位置，再反复调节F2的滑片D的位置.最终使得接通 S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势 填“相等或“不相等 将电阻箱 R和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R的阻值置于2 Q时，在接通&前后，微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为Q 结果保存到个位.3 写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： .答案：1连线见解析220左 相等 2 550 3调节R上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析：1实物连线如图：2滑动变阻器 R要接成分压电路，那么要选择阻值较小的20 Q的滑动变阻器;为了保护微安表，开始时将

6、R的滑片C滑到接近图a中滑动变阻器的左端对应的位置;将电阻箱R的阻值置于2 Q,接通S;将R的滑片置于适当位置，再反复调节片D的位置；最终使得接通 S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S接通前后在BD中无电流流过，可知 B与D所在位置的电势相等;设滑片P两侧电阻分别为 艮i和R22,因B与D所在位置的电势相等，可知;R21Ra ;R22同理当艮和微安表对调后，仍有:电理；联立两式解得:R21 R22RA . Rz1RZ22 500 26012 5503为了提高测量精度，调节 R上的分压，尽可能使微安表接近满量程3. 2021全国卷川图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R

7、、FU R、R4和艮是固定电阻，艮是可变电阻；表头d 的满偏电流为250卩A,内阻为480Q .虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和mA挡，欧姆X 100 Q挡.B逐(a)1 图a中的A端与填“红或“黑色表笔相连接2关于F6的使用，以下说法正确的选项是填正确答案标号A.在使用多用电表之前，调整民使电表指针指在表盘左端电流“ 0位置B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整F6使电表指针指在表盘右端电阻“ 0位置C.使用电流挡时，调整 F6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置3根据题给条件可得R+R=

8、Q,Ri=Q.(4) 某次测量时该多用电表指针位置如图 (b)所示.假设此时B端是与“ 1相连的，那么多用 电表读数为 ;假设此时B端是与“3相连的，那么读数为 ;假设此时B端是与“5相连的，那么读数为.(结果均保存3位有效数字)答案：(1)黑(2) B (3) 160 880(4) mA (或 mA) 1 100 Q解析：(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔(2) R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“ 0位置I gRa(3) B端与“2相连时，是量程较小的电流表，所以R R2 160； B端与II IgU1IgRg“4相

9、连时，是量程较小的电压表，所以R4- g g 880 .I1(4) 假设此时B端与“ 1相连，多用电表是量程为 mA的电流表，那么读数为 mA;假设此时B 端与“3相连，多用电表是欧姆X 100 Q 挡，那么读数为1 100 Q;假设此时B端与“5相 连，多用电表是量程为 5 V的电压表，那么读数为 V.4. ( 2021江苏卷)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11 - 1图所示，继电器与热敏电阻R、滑动变阻器 R串联接在电源 E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控.继电器的电阻约为20 Q,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所

10、示i/T30.040.050.060.070.080.0199. 5)45.4IOS. 181.862.9491(1) 提供的实验器材有：电源E1 (3 V,内阻不计)、电源 E2 ( 6 V，内阻不计)、滑动变阻器R (0200 Q)、滑动变阻器 R2 (0500 Q)、热敏电阻 R，继电器、电阻箱(0 Q)、 开关S、导线假设干为使该装置实现对3080 C之间任一温度的控制，电源E应选用(选填“ E或“ E'),滑动变阻器 R应选用 (选填“ R或“ R).-Li-1 raj(2) 实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，那么应将如图11 - 2图所示

11、的选择开关旋至 (选填“A'、“ B'、“ C'或“D').(3) 合上开关S,用调节好的多用电表进行排查，在题11- 1图中，假设只有b、c间断路，那么应发现表笔接入 a、b时指针 (选填“偏转或“不偏转)，接入a、c时指针(选填“偏转或“不偏转).(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 C时被吸合，以下操作步骤正确顺序是(填写各步骤前的序号) 将热敏电阻接入电路 观察到继电器的衔铁被吸合 断开开关，将电阻箱从电路中移除 合上开关，调节滑动变阻器的阻值 断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至Q答案：(1) £ R (2) C (3)不偏转 偏

12、转(4)解析：此题考查研究温控装置的实验 (1)如果电源用 E，那么在t=30 C时电路中的最大电流I mA 13. 67 mA 15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应m 199.5+20选用巳；为了在t=80 C时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R'，贝U6V0. 015 A ，解得R= Q,因此滑动变阻器应选用FL(2)要用多用R 2049. 1电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在 a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、

13、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转.(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 C时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至Q,合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路因此操作步骤的正确顺序是5. ( 2021天津卷)某探究性学习小组利用如下图的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表Ai的内阻ri= k Q,电阻R= k Q,为了方便读数和作图，给电池串联一个R)= Q的电阻.按图示电路进行连接后，发现 aa、bb和cc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

14、，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、b间电导线断开；假设读压，读数不为零，再测量 a、a间电压，假设读数不为零，那么一定是数为零，那么心曰 定是导线断开排除故障后,该小组顺利完成实验通过屡次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表Ai和A的多组li、I 1 - I 2图象得到电池的电动势E=12数据，作出图象如右图由答案：(3)aa bb 笑(均可)(均可)解析：此题考查用多用电表检查电路故障以及伏安法测量电源的电动势和内阻根据U=IR,导线电阻R等于零，所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，假设一根导线两端有电势差，那么导线断开，据此可推断出导线是完整的还是断开的将电流表Ai和

15、R串联当成电压表使用，电压测量值U=li(ri+R),根据闭合电路欧姆定律有Erri(ri+R)=E-l2(r+R0),整理得J I 2,由题图可知，纵轴截距ri R riR0.1410 3?AEri R333，所以电动势 E=x 10- x (1 x 10 +9X 10 ) V= V ,斜率的 绝对值表示260-&，解得r- Q.1 R6. 2021海南卷某同学用伏安法测量待测电阻的阻值现有器材为：待测电阻R 阻值约为5Q电源电动势3V滑动变阻器阻值范围 010Q电流表量程，3A电压表量程3V, 15V开关，导线假设干.实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用答复以下问

16、题:1按照实验要求在图a中画出实物连线图.H (a)2 假设已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为 3V,电流表的示数始终接近 0 写出产生这种现象的一个原因： 3在连线正确后，闭合开关电压表和电流表的示数分别如图b和图c所示由图可知，电压表读数为 V,电流表读数为 A.由此可得待测电阻的阻值为 Q结果保存3位有效数字.答案：1如下图，2待测电阻R断路，3,解析：1因为电源电动势为 3V,那么电压表的量程选用 3V,根据欧姆定律知，电流的最大 值大约，那么电流表量程选择，根据实物图进行连线.2 闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V,电流表的示

17、数始终接近0,产生这种现象的原因是待测电阻R断路，由于电压表内阻非常大，导致电流表电流接近0,电压表电压测得是电源电压.3由图可知，电压表的读数为，电流表的读数为，根据欧姆定律得，待测电阻°世 2. 20I 0. 487. 2021浙江卷小明用电学方法测量电线的长度，首先小明测得电线铜芯的直径为，估8计其长度不超过50m 铜的电阻率为1.75 10 Q ?m ,现有如下实验器材：量程为3V、内阻约为3KQ的电压表；量程为、 内阻约为Q的电流表；阻值为 0-2 Q的滑动变 阻器；内阻可忽略，输出电压为3V的电源；阻值为 R=Q的定值电阻，开关和导线假设干小明采用伏安法测量电线电阻，正确

18、连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当是数为时，电压表示数如图1所示读数为V ,根据小明测量的信息，图2中P点应该选填“接a、“接b、 “接c或“不接q点应该 选填“接a、“接b、“接c或“不接，小明测得的电线长度为m.答案： 接b 接a解析：由图可得电压表量程为 3V,最小精度，有效数字应该保存到，示数应为；被测量电阻 属于小电阻，电流表应该外接，P点接b,题中要求电流表能从 0开始变化，所以采取分压接法，Q点应接a，根据电阻定律 R=p L/S，代入数据可得长度为8. 2021浙江卷1为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验，必须 要选用的是 多项选择.A.有闭合铁芯的原副线圈B.无铁芯的原副线圈C.交流电源D.直流电源E.多用电表