高中物理-电学实验-专题(2017-2019)近三年高考真题物理分类汇编-(解析版)

专题19电学实验1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）A．18MaB．21mAC．25mAD．28mA（3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=。【答案】（1）（2）C（3）AC（4）9979【解析】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示：（2）由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为：-316mA==10016010mAn倍。故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：32501010025mA，故本小题选C；（3）根据gggIRIIR，得：1ggRIIR，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻gR真实值，大于1200Ω；或者因为定值电阻R的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC；（4）由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25mA，故满足25gggIRIR；要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20mA电流表，应满足20gggIRIkR，其中250μA0.25mAgI，联立解得：1.25k或9979k。2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U–I关系曲线。回答下列问题：（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1=mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻（填“变大”或“变小”），电压表V1示数（填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向（填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1。（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为Δ||ΔUt=×10–3V/℃（保留2位有效数字）。【答案】（1）5.00变小增大B（2）2.8【解析】（1）U1=IR0=100Ω×50×10–6A=5×10–3V=5mV由URI，I不变，温度升高，U减小，故R减小；由于R变小，总电阻减小，电流增大；R0两端电压增大，即V1表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，故华东变阻器向右调节，即向B短调节。（2）由图可知，Ut=2.8×10–3V/℃3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0~99999.9Ω），干电池（E=1.5V，r=1.5Ω），红、黑表笔和导线若干。（1）欧姆表设计将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为__________Ω：滑动变阻器选__________（填“R1”或“R2”）。（2）刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为__________、__________。（3）校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向__________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为__________Ω。【答案】（1）900R1（2）455（3）035000.0【解析】（1）连线如图：根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则0gEIrRR，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择R1；（2）在a处，014gxaEIrRRR，解得Rxa=45kΩ；在b处，则034gxbEIrRRR，解得Rxb=5kΩ；（3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35000.0Ω。4．（2019·天津卷）现测定长金属丝的电阻率。（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm。（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻xR约为100，画出实验电路图，并标明器材代号。电源E（电动势10V，内阻约为10）电流表1A（量程0~250mA，内阻15R）电流表2A（量程0~300mA，内阻约为5）滑动变阻器R（最大阻值10，额定电流2A）开关S及导线若干（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表1A的读数为1I，电流表2A的读数为2I，则这段金属丝电阻的计算式xR______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。【答案】（1）0.200（0.196~0.204均可）（2）（3）1121IRII相等【解析】（1）根据螺旋测微器的读数法则可知读数为0.0120mm0.000mm0.200mm。因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过的电流为21II，电阻两端的电压为11IR，因此电阻1121xIRRII该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等。5．（2019·江苏卷）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：（1）螺旋测微器如题11–1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。（题11–1图）（2）选择电阻丝的（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．（3）题11–2甲图中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题11–2乙图实物电路中的正确位置．（题11–2甲图）（题11–2乙图）（4）为测量R，利用题11–2甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如题11–3图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．（5）由此，可求得电阻丝的Rx=Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．【答案】（1）C（2）不同（3）（4）（5）23.5（23.0~24.0都算对）【解析】（1）在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；（2）为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；（3）按照原理图，将实物图连线如图：；（4）将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：；当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为0xRR，的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为0R的电压，由图可得：001.962.0449,25.50.040.08xRRR，所以23.5xR。6．（2019·浙江选考）为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，小明设计了如图所示的电路。（1）实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接________（选填“a点”或“b点”），按此连接测量，测量结果___________（选填“小于”、“等于”或“大于”）Rx的真实值。（2）根据实验测得的6组数据，在图2中描点，作出了2条图线。你认为正确的是_____（选填“①”或“②”），并由图线求出电阻Rx=________Ω。（保留两位有效数字）【答案】（1）a点小于（2）②7.5【解析】（1）电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本不变，说明电压表分流较小，可以忽略，故采用电流表外接法，即c接a点；电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为电阻和电压表电流表之和，即电流测量值偏大，根据URI可得电阻测量值偏小；（2）因为电压表测量的是被测电阻两端电压，所以当其两端电压为零时，电流也为零，故图线②正确；图像的斜率表示电阻，故3.07.50.4xR；7．（2018·江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；____________。（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1I数据见下表：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出1RI关系图象___________。由图象可计算出该干电池的电动势为_________V；内阻为__________Ω。R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A–16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_______V；内阻应为_____Ω。【答案】（1）①开关未断开②电阻箱阻值为零（2）图象如图所示：1.4（1.30~1.44都算对）1.2（1.0~1.4都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致）1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【解析】（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得1RErI，所以图线的斜率表示电源电动势81.26.70EV=1.37V，截距绝对值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻3366.0100.203310VAAURI，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I(R+RA+r)，得1ARERrI，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的截距表示（RA+r），所以内阻精确值为r=（1.20–0.20）Ω=1.00Ω。8．（2018·新课标全国II卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100μA，内阻900Ω）；电阻箱R1（阻值范围0999.9Ω）；电阻箱R2（阻值范围099999.9Ω）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组