张静中学高考物理试题分类汇编：电学实验(带详细解析)

张静中学高考物理试题分类汇编——电学实验（全国卷1）23．（16分）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程mI。所用器材有：量程不准的电流表1A，内阻1r=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表2A，内阻2r=45.0，量程1.0mA；标准电阻1R，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻2R；开关S；导线。回答下列问题：（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表1A满偏；若此时电流表2A的读数为2I，则1A的量程mI=。（4）若测量时，1A未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出1A的示数1I=，2A的示数2I=；由读出的数据计算得mI=。（保留3位有效数字）（5）写出一条提高测量准确度的建议：。【答案】⑴连线如图⑵阻值最大⑶1212)(rrRIIm⑷6.05mA【解析】⑴连线如图⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有)(1221RrIrIm得1212)(rrRIIm⑷待测表未满偏有)(12211RrIrI，将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有63.310)4510(66.0)(12121rrRIIMa但图中A1的示数3.0mA量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA⑸略（全国卷2）23.(13分）如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内：○A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关。已知RT在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下RT的阻值。（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图（2）完成下列实验步骤中的填空①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95℃③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全④闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录。⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数,记录。⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=。⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥答案：（1）电路图如图：（2）d、电阻箱的读数0Re、仍为0I电阻箱的读数为1Rf、01150RR解析：（1）由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表，所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95℃和20℃的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95℃，则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150Ω加电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20℃，则电流表示数不变时，电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550Ω加电阻箱的初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻。（2）实验步骤为：a、依照实验原理电路图连线b、调节控温电容M内的温度，使得TR的温度为95℃c、将电阻箱调到适当的初值，保证仪器安全d、闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数0I，并记录电阻箱的初值0Re、将TR的温度降低为1T，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为0I，记录电阻箱的读数为1Rf、温度为1T时，热敏电阻的电阻值101150TRRRg、将TR的温度逐渐降低直到为止，在每一温度下重复步骤e-f（新课标卷）23.(11分)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻TR，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TR和两个适当的固定电阻1R、2R连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻LR的阻值随TR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LR的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大.LR的测量结果如表l所示.回答下列问题(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.(2)为了检验LR与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作LR-t关系图线(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LR的阻值为___：热敏电阻所处环境的温度约为____.答案：（1）如图所示（2）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃解析：（1）根据电路图连接实物。（2）根据数据描出点，作出直线。（3）23.0150115.030I，50.065.0060U，35.0043.5()115.010URI，对照图找出相应的温度为64.0℃。（上海物理）26.在用DIS描绘电场等势线的实验中（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_____产生____；用____探测等势点。（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（）（A）在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸（B）导电纸有导电物质的一面应该向上（C）连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘（D）连接电极a、b的电源电压为交流4~6V【解析】（1）点电荷，电场，DIS(2)BA应依次放白纸、复写纸、导电纸B应电极a、b必须与导电物质保持导电。C应连接电极a、b的电源电压为为直流4-6V（上海物理）29.（6分）某同学利用DIS，定值电阻0R、电阻箱1R等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的1/1/UR关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.（1）由图线a可知电池a的电动势aE=______V，内阻ar=____。（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率ap_______bp（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率a_____b（填“大于”、“等于”或“小于”）。解析：（1）根据UEUrR，得111rUEER，图象a，截距b=0.51()V，斜率k=0.25()V，所以电动势12EVb，内阻r=E·k=0.5Ω。（2）从图象可知：截距10.2()bbV，斜率0.13()bkV，电动势5bEV，内阻0.7br，aE＜bE，ar＜br，电池的输出功率2EpRRr，得ap小于bp；电池的效率UIREIRr，得a大于b。本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻，图像法，以及电源的输出功率及效率。难度：难。（天津卷）9.（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。答案：①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流；②测量电压表V1内阻VR的实验电路如图所示；③1221VURRUU，1U表示的1V电压，2U表示1V和2R串联的总电压。（江苏卷）10、（8分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。（1）试验时，应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值0R=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是____.（选填1或2）（3）根据实验数据描点，绘出的1RU图像是一条直线。若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=▲，内阻r=▲（用k、b和R0表示）答案：（1）最大值；（2）2；（3）001;bRkRk解析：（1）为了安全。（2）若R=300Ω，电流约90.03300A，若R=60Ω，电流约90.156010A，后者电流读数大，误差小，所以填2。(3)电流0RUI，r)RI(RE0，得00111ERrERERU，RU1图象的斜率01ERk，截距b01ERrE，所以电动势E01kR，内阻rbk－R0本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。难度：较难。（福建卷）19.（3）（6分）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。解析：（3）本小题属于难题，要准确答题就需要对实验原理（伏安法、变阻器接法）、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000Ω，滑动变阻器最大电阻为100Ω，要使电表读数发生变化，滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为993.01000xEImAAR，显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻，伏安法应使用内接法。（广东卷）34.（2）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（0R=5）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a).①在图14（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。②请完成下列主要实验步骤；A.检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图14（c）所示，读得电阻值是____________；B.将开关1s闭合，开关2s断开，电压表的示数是1.49V；C.将开关2s_______,电压表的示数是1.16V；断开开关1s。③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______（计算结果保留二位有效数字）。④由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_________(填“大”或“小”)。答案：(2)①略；②20Ω；闭合；③0.69Ω④小解析：①略，②闭合2s后电阻箱才工作；③S1闭合、S2断开时：RV很大，认为：1UEⅠS1、S2都闭合时：022RrUERUⅡ由Ⅰ、Ⅱ得69.01021RRUUr④误差分析解析一④忽略电压表电阻的影响，有RUUURr2210测ⅰ考虑电压表电阻的影响，设电压表的电阻为：RV则Ⅰ、Ⅱ两式变为：真真rRUERRUrRUERUVV022011//两式相减并整理得：VVRURRUUURr12210//真ⅱⅰ/ⅱ得：11)//(11212200UUURRRURRUURRrRrVVV真测(U1U2)r测r真测量值偏小误差分析解析二用大学学的等效电源定理（戴维南定理）：把E、R0、电压表RV组成新的电源，电动势为EERrRREVV0、内阻为00)//(RrRrRrV因而测得电动势和内阻都偏小。（山东卷）23.