(2017-2019)高考物理真题分类汇编专题19电学实验(教师版).pdf
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1、专题 19电学实验1(2019新课标全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200,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16.0 mA 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)A18 MaB21 mAC25mAD28 mA(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
2、误,实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 CR 值计算错误,接入的电阻偏小DR 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 R 的电阻即可,其中=。【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:n=16mA=100倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:250103100 25mA,-316010 mA故本
3、小题选 C;Rg(3)根据IgRgI IgR,得:I 1RIg,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Rg真实值,大于1200;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 25 mA,故满足IgRg 25 IgR;要想达到预期目 的,即 将 微 安 表 改 装 为 量 程 为 2 0m A 电 流 表,应 满 足IgRg 20 IgkR,其 中Ig 250 A 0.25mA,联立解得:k 1.25或k 99。792(2019新课标全国卷)某小组利用图(a)所示的电路,
4、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 100);S为开关,E 为电。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 50.0A 时得到的某硅二极管UI 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50.0A,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“
5、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|U|=103V/(保留 2 位有效数字)。t【答案】(1)5.00变小增大B(2)2.8106A=5103V=5 mV 由R【解析】(1)U1=IR0=100 50U,I 不变,温度升高,U 减小,故 RI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,U=2.8103V/t3(2019新课标全国卷)某同学欲将内阻为98.5、量程为100
6、A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15 刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14),滑动变阻器R1(最大阻值1 500),滑动变阻器R2(最大阻值500),电阻箱(099 999.9),干电池(E=1.5 V,r=1.5),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_: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)
7、校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向_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_。【答案】(1)900R1(2)455(3)035 000.0【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Ig则滑动变阻器选择R1;(2)在a处,E,解得R=900;为了滑动变阻器的安全,r R0 R1EIg,解得Ra=45;4r R0 R Rxa3EI 在b处,则,解得Rb=5;g4r R0 R Rxb(3)校准:红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表
8、指针指到 0 处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:R=35 000.0。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Rx约为100,画出实验电路图,并标明器材代号。电E(电动势10 V,内阻约为10)电流表A1(量程0 250 mA,内阻R1 5)电流表A2(量程0 300 mA,内阻约为5)滑动变阻器R(最大阻值10,额定电流2 A)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A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的
9、计算式Rx_。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)I1R1(3)相等I2 I1【解析】(1)根据螺旋测微器的读数法则可知读数为0.0120 mm0.000 mm 0.200 mm。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电流为I2 I1,电阻两端的电压为I1R1,因此电阻Rx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。I1R1I2 I15(2019江苏卷)某同学测量一段长度已知的
10、电阻丝的电阻率实验操作如下:(1)螺旋测微器如题 111 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。(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 112 甲图中 R,为待测电阻丝请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题112 乙图实物电路中的正确位置的(题111图)(题112甲图)(题112乙图)(4)为测量 R,利用题 112 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 U1I1关系图
11、象如题 113 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/VI2/mA0.5020.01.0240.01.5460.02.0580.02.55100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2I2图象(5)由此,可求得电阻丝的R=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(23.024.0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
12、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Rx,R0的电压之和,当电压表接在a、b 间时,电压表测的电压为R0的电压,由图可得:Rx R01.962.04 49,R0 25.5,所以Rx 23.5。0.040.086(2019浙江选考)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻R,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”)R的真实值。(
13、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“”或“”),并由图线求出电阻 R=_。(保留两位有效数字)【答案】(1)a 点小于(2)7.5【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R U可得电阻测量值偏小;I(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,故图线正确;图像的斜率表示电阻,故Rx3.0 7.5;0.47(2018江苏卷)一
14、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,以及计算的根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R势为_V;内阻为_。R/I/A8.00.156.77.00.176.01数据见下表:I1关系图象_。由图象可计算出该干电池的电动I6.00.195.35.00.224.54.00.263.811/AI(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 100 mV 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0.33 A
15、 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_。【答案】(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)图象如图所示:1.4(1.301.44 都算对)1.2(1.01.4 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。(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R E1r,所以I图线的斜率表示电电动势E 81.26.70V=1.37 V,截距绝对值表示 r=0.43.0=1.20
16、;用电压表UV66.0103 0.20,考虑电表内阻对实验的影响,与电流表并联,可测得电流表的内阻RA3IA3310则 E=I(R+RA+r),得R E1RAr,所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为 1.37V,I图线的截距表示(RA+r),所以内阻精确值为r=(1.200.20)=1.00。【名师点睛】本题考查应用电流表和电阻箱测量电电动势和内电阻实验,本题创新之处在于用一个电压表并联在电流表的两端测出电流表的电阻,从而提高测量电内阻的精确度。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100A,内阻900);电阻箱 R1(阻值范围 0 999
17、.9);电阻箱 R2(阻值范围 0 99 999.9);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA 的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA 和电压 3 V 两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和 R2,其中*为公共接线柱,a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱_。(2)电阻箱的阻值R1_;R2=_(保留到个位)【答案】(1)如图所示(2)1002 910【解析】(1)R1的电阻比较小,所以R1与表头并联构成大量程的的电流表,R2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示;改 装
18、 电 流 表 需 要 并 联 一 个 电 阻,要 改 装1m A的 电 流 表 需 要 并 联 的 电 阻,R并=IgRgI Ig0.1900100,所以选用与变阻箱 R1并联,并联后的总电阻为R 90,要改装 310.1U UA30.09 2910。3I110V 电压表需要串联电阻,串联电阻的阻值为R串=9(2018天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻R 的阻值(约为10),除了R,开关S、导线外,还有下列器材供选用:A电压表(量程 01 V,内阻约为 10)B电压表(量程 010 V,内阻约为 100)C电流表(01 mA 内阻约为 30)D电流表(00.6 A,内阻约为 0.05)E电(电
19、动势 1.5 V,额定电流 0.5 A,内阻不计)F电(电动势 12 V,额定电流 2 A,内阻不计)G滑动变阻器 R0(阻值范围 010,额定电流 2 A)为使测量尽量准确,电压表选用_,电流表选用_,电选用_。(均填器材的字母代号);画出测量 R 阻值的实验电路图_。该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会 _其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_。【答案】BCF大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)【解析】由于本题的被测电阻达到 10,所以电要选择电动势大的,然后根据电路电流选择电流表,RV电压表;若采用限流接法,则电路中电
20、流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,根据和RxRx的关系分析电流表的接法;根据电流表的接法判断实验误差所在;RA若选用电 1.5 V,由于被测电阻很大,电路中电流非常小,不利于实验,即电选用12 V 的,即F;则电压表就应该选取 B;电路中的最大电流为I 121.2 mA,故选用电流表 C;10 000因为给的滑动变阻器的最大阻值只有 10,若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故RVRx采用滑动变阻器的分压接法,由于,所以采用电流表内接法,电路图如图所示,RxRA由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流准确,根据RxU可知测量值偏大;I10(2018新课标全国 III
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