物理电学实验高考真题总汇编(含问题详解)

1、实用文档电学实验1 .12017 天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻门=1.0 k 皿阻R=9.0 k，汕了方便读数和作图， 给电池串联一个 的=3.0 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，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量、a间电压，若读数不为零，则一定是 导线断开；若读数为零，则一定是 导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组11、I2数据，作出图象如右图。由I

2、1 T2图象得到电池的电动势 E=V,【答案】 aa bb 1.41 （1.361.44 均可） 0.5 （ 0.40.6 均可）【解析】用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计原电路有断路，回路中无电流,将电压表接 在防'间后有示机 说明电路被接通即间有断路故障.再测量山间电压，电压表读孰不为李，说明 断路故障的范围被缩月里因,间，则一定是因'导线断开；若读獭为零，则说明电路仍未襁接通，断路颉障 的范围被确定在她r间中根据闭合电路的欧妈定律；后:1式号+F1H0+右，工产及，上式可简化为E二人（A M）+ 1式凡*玲，读出两点坐标；（皿0,12）和C2孙9 0S）,代入方程

3、解得：电动势r=L41V,样目f 5 Qq【考点定位】实验一一用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义一一纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。2.12017 新课标I卷】（10分）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3.8 V,额定电流0.32A）;电压表dV V （量程3 V,内阻3 k。；电流表dA （量程0.5 A,内阻0.5 R固定电阻R0 （阻值1 000 3滑动变阻器F（m值09.0月电源E（电动势5 V,内阻不计）；开关S;导线若干。（1）实验要求能够实现在 03.8 V的范围内对小灯泡

4、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 墙大"不变”或 藏小”）。（3）用另一电源E0 （电动势4 V,内阻1.00 R和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器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 Wo （结果均保留2位小数）标准【答案】（1）如图所示(2)增大 增大 (3) 0.39 1.17【解析】（1）要求能够实现在 03.8 V的范围内对小灯泡的电压进

5、行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；（2）由I-U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律R 上知，电阻率增大；S（3）当滑动变阻器的阻值为9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小， 此时E=U+I （r+R）得U= - 10I+4,在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V, I=225 mA, Pi=UI=0.391 EW;整理得：IU 工，当直线的斜率最大时，与灯泡的 I- U曲线的交点坐R r R r标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值 R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.

6、67 V, I=0.32 A,如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻一一外接法，电压从0开始测量一一分压式接法。 然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合 电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。3.12017 新课标H卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100小,内阻大约为2 500通的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R、R2 （其中一个阻 值为20 Q

7、另一个阻值为2 000电阻箱RZ （最大阻值为99 999.9 ） R电源E （电动势约 为1.5 V）;单刀开关&和S2。C、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）完成下列填空:Ri的阻值为Q (填为了保护微安表，开始时将（填左”或右”）对应的位置;国“2政 ”2 000)”。Ri的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的将 R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Q,接通Si。将Ri的滑片置于适当位置，再反复调节 R2 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 金接通前B与D 所在位置的

8、电势 （填 相等”或不相等”）。将电阻箱Rz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2 601.0 财，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。 待测微安表的内阻为 鼠结果保留到个位）。（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（2）20左 相等 2 550 （3）调节R1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 Ri要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 泄滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将Ri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Rz的阻值置于2 500.0 ,Q接通Si;将Ri的滑

9、片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置；最终使得接通 &前后，微安表的示数保持不变，这说明S2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R21和R22,因B与D所在位置的电势相等,可知;R21RaR22同理当Rz和微安表对调后，仍有:RaR21Rz2 ；联立两式解得:R22Ra ，RziRz2 J2 500 26012 550。（3）为了提高测量精度，调节 Ri上的分压，尽可能使微安表接近满量程。【考点定位】电阻的测量【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等， 即可轻易解出待

10、测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。4.12017 新课标出卷】（9分）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；Ri、电、R3、R和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头（G的满偏电流为250小,内阻为480 Q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2.5 mA挡，欧姆X 100挡。表头（1）图（a）中的A端与 （填 红”或 黑”）色表笔相连接。（2）关于R6的使用，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。A.在使用多用电表之前，调整 R6使电表指针指

11、在表盘左端电流“0&置B.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“前置C.使用电流挡时，调整 R6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 Ri+R2= Q R4= Q(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时 B端是与“1相连的，则多用电表读数为 ;若此时B端是与“3fi连的，则读数为 ;若此时B端是与“5”相连的，则读数为 。(结果均保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2) B (3) 160 880(4) 1.47 mA (或 1.48 mA)1 100 Q 2.95V【解析】(力与多用电表内电源正极相连的是黑表笔中(

12、2)风是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整风使电表指针指在1 及(3)£端与3唯连时，是量程较小的电流表，所以K+& = 7 = 1600月端与F*连时，是量程4一较4的电压表,所以&二(4)若此时E端与七避瑾|多用电表是量程为25 mA的电流表1则读数为147mAj若此时£端与*才瞳，多用电表是欧姆xlOOQ挡，贝I读数为1100若此时3端与映可雎，多用电表是量程为5 V的电压表，则读数为2.95 Vo【考点定位】多用电表的使用、电表的改装【名师点睛】会规范使用多用电表， 能正确读出多用电表的示数， 是解决本题的关键。在平

13、时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法， 多用电表的读数，重点是分 清测量的物理量不同，读数方法不同。5.12017 江苏卷】(10分)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R与温度t的关系如下表所示i/r35。40.05殖。60. 070.080.0凡公199.5145.41耽】8L862.949. 1(1)提供的实验器材有：电源E1 (3 V,内阻不计)、电源 E2 (6

14、V,内阻不计)、滑动变阻器R1 (0200 Q)、滑动变阻器 R2 (0500 Q)、热敏电阻 R,继电器、电阻箱(0999.9Q)、开关S、导线若干.为使该装置实现对 3080之之间任一温度的控制， 电源E应选用(选填 自"或 邑”)，滑动变阻器R应选用 （选填Ri"或R2"）LI-图）（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，则 应将如图11 2图所示的选择开关旋至 （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，若只有b、c间断路， 则应发现表

15、笔接入 a、b时指针（选填 偏转”或不偏转”），接入a、c时指针（选 填懦转”或不偏转”）.（题II-?图）C时被吸合，下列操作步骤正确顺序（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50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108.1 Q（4）热敏电阻阻值为199.5 Q,继电器的阻合上开关，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【答案】（1） E2 R2 （2） C （3）不偏转 偏转【解析】（1）由表格数据知，当温度为 30 c时,值Ro=2O Q,当电流为15 mA时，E=I （R+氐）=3.3 V,所以电

16、源选 E, 80 C时，热敏电 阻阻值Rt=49.1 Q,则E2=I （R+R0+R）,此时变阻器阻值 R=330.9 Q,所以变阻器选择 R2; （2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入 a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4） 50 C时，热敏电阻阻值为108.1 Q,所以应将电阻箱阻值调至 108.1 Q,调节变阻器，使衔铁吸合，再将 电阻箱换成热敏电阻，故顺序为.【考点定位】多用电表的使用闭合电路的欧姆定律 传感器【名师点睛】 结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值， 选择电源和滑

17、动变 阻器.明确实验的目的是实现对 3080之之间任一温度白控制，其中 3080 C就是提示的 信息，结合表格数据，可知电阻值的取值.23. （11分）2010全国I卷用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻Rt,在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将Rt和两个适当的固定电阻 R1、R2连成图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 Rl的阻值随Rt所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。 为了验证这个设计， 他采用伏安法测量在不 同温度下Rl的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大。Rl的测量结果如表所示。温度t（Q30.040.050.060.070.

18、080.090.0Rl阻值（Q）54.351.047.544.341.037.934.7回答下列问题：（1）根据图所示的电路，在实物图上连线。Kd放在控温装置中图2（2）为了检验Rl与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL-t关系图线。iniraa:(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。电流表的读数为 电压表的读数为 。此时等效电阻 Rl的阻值为 ,热敏电阻所处环境的温 度约为。解析：由部分电路欧姆定律得：R=U =舟0V；=43.5 ，对照图找出相应的温度为64.0 CoI 0.115A考点：电阻率与温度的关系、传感器 。22. (5分)2011全国I卷为了测量一微

19、安表头 A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，Ao是标准电流表，Ro和Rn分别是滑动变阻器和电阻箱，S和Si分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1,接通S1,调节,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 的读数I;(2)然后将S拨向接点2,调节 ,使,记下此时 Rn的读 数；(3)多次重复上述过程，计算Rn读数的,此即为待测微安表头内阻的测量值。解：(1)Ro; Ao; (2)Rn; Ao的读数仍为I; (3)平均值点评：测量微安表头的内阻、替代法。23. (10分)2012全国I卷图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通

20、过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的 U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；®为电流表；S为开关。此外还有细 沙、天平、米尺和若干轻质导线。(1)在图中画线连接成实验电路图。(2)完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线。保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。光.滑粒滑轮n电流表r ；r 心山轻绳闭合开关 S,调节 R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D;然后读出 ，并用天平称出 。 用米尺测量。用测得的物理量

21、和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B(4)判定磁感应强度方向的方法是：若 ,磁感应强度方向垂直纸面向外；反 之，磁感应强度方向垂直纸面向里。解：(1)连线如图所示(2)重新处于平衡状态；电流表的示数 I;此时细沙的质量 m2；D 的底边长度 l (3) - 11mlig(4)m2>m123. （8分）2013全国I卷某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电 动势和电阻“Xlk当内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V,内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5k Q导线若干。回答下列问题：（i）将多用电表挡位调到电阻“x橙；再将红表笔和黑表笔 ,

22、调零点。（2）图（a）中多用电表的红表笔和 （填“债“2）”端相连，黑表笔连接另一端。（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为 kQ和 V。（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分 别为12.0k 和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为 kQo（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻 串联而成的电路，如图（d）所示。根据前面的实验数据计算可得，茁此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“XI挡'内部电路的总电阻为 k

23、Qo 解：(1)短接;(2)1; (3)15.0, 3.60; (4)12.0; (5)9.00, 15.0。解析：(1)欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。(2)电流流过多用电表原则：“红进黑出”。(3)多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“X 1k第一排，读数为15.0X1k=15.0k Q;直流电压5V,最小分度为0.1V,估读到分度值下一位，读数为 3.60V。(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。(5)由第(3)步：E= 3.6 3+ 3.

24、6 3* 153 103，即:E= 3.6 3r+4.5。()()12X 10312X 10312X 103,_,4一由第(4)步：E=12>< 103r+ 4。解彳导:E=9.00V, r=15.0 k a23. (9分)2014全国I卷利用如图(a)所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱 R (最大阻值999.9 ),电阻R0 (阻值为3.0 Q,电阻R1 (阻值为3.0 0,电流表(A (量程为200mA,内阻为Ra=6.0 Q,开关S。实验步骤如下： 将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S; 多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值 R

25、;_11，一" 以为纵坐标，R为横坐标，作R图线(用直线拟合)求出直线的斜率k和在纵轴上的截距 bo回答下列问题：1 .(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻， 则,与R的关系式为 (2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R=3.0 时电流表的示数如图(b)所示,读出数据，完成下表。答：，。R/ Q1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I 1/A 已知毫安表表头的内阻为100 Q满偏电流为lmA ; Ri和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱，电表量程为10m

26、A。由题给条件和数据，可以求出Ri =Q, R2 =Qo6.998.0010.011.011.913.0k =(3)在答题卡图(c)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 A-1Q-1,截距 b=A-1。(4)根据图线求得电源电动势E=V,内阻r =Qo解：(1) ；=3r+1空* 现用一量程为3mA、内阻为l50 的标准电流表 A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为 1.5V,内阻忽 略不计；定值电阻 Ro有两种规格，阻值分别为300 和1000 滑动变阻器 R有两种 规格，最大阻值分别为 75

27、0和3000QO则Ro应选用阻值为 的电阻，R 应选用最大阻值为的滑动变阻器。，； (2)如图，0.110, 9.09; (3)1, 6.0; (4)3, 1.0解析:k= =1715+3rE-6。四周一，豆圜iai三LH 1147- - wn- - ra 一 nai - Ban _ liaa, 且4用23. (9分)2015全国I卷图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。(1)(2)（3）若电阻Ri和e中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻。图（b）中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路。则图中的d点

28、应和接线柱（填“b”或“c ”相连。判断依据 是：。解：（1）15, 35; （2）300, 3000; （3）c,毫安表有示数，则 Ri断路，无示数，则 R2断路。1一解析：（1）连ab：Ri、R2与量安表RmA中电流之比为2:1,Ri+R2 = -RmA,Ri + R2=50,连,，一、-1，r-Ri= 15 Q,bc：Ri与R2、RmA中电流之比为9:1,Ri=9（R2+RmA）, 9Ri-R2=100,解得:R2= 35 Qo（2）校准刻度0.5mA到3mA,所以总电阻最小值为:1.5V0.003A= 500 ，总电阻最大值为:1.5V0.0005A= 30000。若定值电阻选择10005 无法校准3mA刻度，所以定值电阻选择500Q;若滑动变阻器选择750Q,则总电阻达不到 3000Q ,就无法校准0.5毫安刻度，故选 3000QO 只有一个电阻断路（损坏），则“d”与“c”相连，若毫安表无示数，则说明R2断路，若量安表有小数，则说明 Ri断路。23.