2018年全国高考物理电学实验部分真题附详细解析

./〔全国卷1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3.8V,额定电流0.32A；电压表eq\o\ac<○,V>〔量程3V,内阻3kΩ；电流表eq\o\ac<○,A>〔量程0.5A,内阻0.5Ω；固定电阻R0〔阻值1000Ω；滑动变阻器R〔阻值0~9.0Ω；电源E〔电动势5V,内阻不计；开关S；导线若干。〔1实验要求能够实现在0~3.8V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E0〔电动势4V,内阻1.00Ω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___________W。〔结果均保留2位小数[答案]〔1〔2增大；增大；〔30.39w1.17w[解析]〔1要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,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,如图〔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=ρlS知,电阻率增大；〔3当滑动变阻器的阻值为9Ω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,交点坐标约为U=1.75V,I=225mA,P1=UI=0.39W；整理得：I=-1R+rU+ER+r,当直线的斜率最大时,与灯泡的I-U曲线的交点坐标最大,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=3.67V,I=0.32A,如图〔全国卷2某同学利用如图<a>所示的电路测量一微安表<量程为100μA,内阻大约为2500Ω>的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2<其中一个最大阻值为20Ω,另一个最大阻值为2000Ω>；电阻箱Rz<最大阻值为99999.9Ω>；电源E<电动势约为1.5V>；单刀开关S1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：①R1的最大阻值为________<填"20"或"2000">Ω.②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图<a>中的滑动变阻器的________<填"左"或"右">端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1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S2接通前B与D所在位置的电势________<填"相等"或"不相等">．④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,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________Ω<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>连线如图<2>①20②左③相等④2550<3>调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程[解析]<2>①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器,因此R1要选择最大阻值为20Ω的滑动变阻器．②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置,可使得微安表上的电压最小,从而保护了微安表．③接通S1前后,微安表的示数保持不变,这说明S1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．④因B与D电势相等,eq\f<Rz,R2左>＝eq\f<RA,R2右>,对调后eq\f<RA,R2左>＝eq\f<Rz′,R2右>,解得RA＝eq\r<RzRz′>＝2550Ω.〔全国卷3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；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA,内阻为480Ω。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1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡。〔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R6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R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。〔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"3"相连的,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〔2B〔3160880〔41.47mA〔或1.48mA1100Ω2.95V[解析]试题分析：〔1与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。〔2R6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。〔3B端与"2"相连时,是量程较小的电流表,所以；B端与"4"相连时,是量程较小的电压表,所以。〔4若此时B端与"1"相连,多用电表是量程为2.5mA的电流表,则读数为1.47mA；若此时B端与"3"相连,多用电表是欧姆×100Ω挡,则读数为1100Ω；若此时B端与"5"相连,多用电表是量程为5V的电压表,则读数为2.95V。考点：多用电表的使用、电表的改装〔XX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Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15mA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20Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示〔1提供的实验器材有：电源E1〔3V,内阻不计、电源E2〔6V,内阻不计、滑动变阻器R1〔0~200Ω、滑动变阻器R2〔0~500Ω、热敏电阻Rt,继电器、电阻箱〔0~999.9Ω、开关S、导线若干。为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制,电源E应选用〔选填"E1"或"E2",滑动变阻器R应选用〔选填"R1"或"R2"。〔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℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是。〔填写各步骤前的序号①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1Ω[答案]〔1E2R2〔2C〔3不偏转偏转〔4⑤④②③①[解析]<1>由表格数据知,当温度为30°时,热敏电阻阻值为199.5Ω,继电器的阻值R0=20Ω,当电流为15mA时,E=I〔Rt+R0=3.3V,所以电源选E2,80°时,热敏电阻阻值Rt=49.1Ω,则E2=I<Rt+R0+R>,此时变阻器阻值R=330.9Ω,所以变阻器选择R2；〔2多用电表做电压表测量电压,旋钮旋至直流电压档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；〔450℃时,热敏电阻阻值为108.1Ω,所以应将电阻箱阻值调至108.1Ω,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⑤④②③①〔XX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5Ω,电源〔电动势3V,滑动变阻器〔阻值范围0~10Ω,电流表〔量程0.6A,3A,电压表〔量程3V,15V,开关,导线若干。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。回答下列问题：〔1按照实验要求在图〔a中画出实物连线图。〔2若已按实验要求接线,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_____Ω〔结果保留3位有效数字。[答案]〔1实物连线图见解析〔2待测电阻R出现断路〔32.2；0.48；4.58[分值]12分[解析]<1>因为待测电阻R〔阻值约为5Ω,电源〔电动势3V,则可估算电路中的最大电流为：,所以电流表选0.6A的量程；根据精确性原则,电压表选3V的量程；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,则实物连线图如下图所示：〔2由于电流表的示数始终接近0,则可知电路出现断路故障,又电压表的示数始终约为3V,根据电压表的改装原理可知,电压表与电源肯定构成了回路,则可判断出待测电阻R出现断路故障；〔3根据实验原理,由图示电压表可知,其量程为3V,分度值为0.1V,示数为2.2V；由图示电流表可知,其量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A；根据欧姆定律可知,,则待测电阻的阻值为；〔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r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。①按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,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