高考电学实验(真题).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高考电学实验(真题).精品文档.电学实验汇总 一、仪器的读数问题1多用表的读数问题、电路故障判断【例1】（重庆卷）某照明电路出现故障，其电路如题6图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。断开开关，红表笔接a点时多用表指示如题6图2所示，读数为 V，说明 正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）。红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和题6图2相同，可判断发生故障的器件是 。（选填：蓄电池、保险丝

2、、开关、小灯）【解析】 多用电表直流50V的量程读中间均匀部分，共50格，每格1V，应该估读到0.1V，指针在1112之间，读数为11.5V。开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。两表笔接b、c之间，闭合开关，测试电压相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯。【答案】11.5（11.211.8）；蓄电池 小灯【点评】本题考查了万用表读数，读数时应注意估读；考查了利用万用表进行电路故障判断的问题。2螺旋测微器、游标卡问题（海南卷）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直

3、径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。（1）由上图读得圆柱体的直径为 mm，长度为 cm。（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为= 。【解析】螺旋测微器读数：1.5mm34.50.01mm=1.845mm，游标卡尺读数：42mm80.05mm=42.40mm。（2）根据电阻定律公式得，代入相关测量物理量可得。【答案】（1） 1.844 （在1.8421.846范围内的均可）；4.240；（2）2电压表的读数问题、滑动变阻器的分压式接法【例3】（广东卷）某同学

4、设计的可调电源电路如图（a）所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。用电压表测量A、B两端的电压：将电压表调零，选择03V，档，示数如图（b），电压值为 V。在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于 端。要使输出电压U变大，滑片P应向 端滑动。若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在 的风险（填“断路”或“短路”）。【解析】：根据十分之一估读法，应该为1.30V；接通电路前，应该使滑片置于A端，用电器上的电压为0，这样才能起到保护外电路安全的作用；要增大外电路电压，需要使滑片滑向B端；如果电路中没有接入保护电阻R0，则当滑片滑至B端时，电路就会短路，电流过大，

5、电源可能会被烧毁。电路中不接入保护电阻，烧断电路出现断路。【答案】：1.30 A B 短路二、伏安法测电阻【例4】（天津卷）现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用的电表（仅可使用欧姆挡）；一个电池组E（电动势6V）；一个滑动变阻器R（020，额定电流1A）；两个相同的电流表G（内阻Rg=1000，满偏电流Ig=100A）；两个标准电阻（R1=29000，R2=0.1）；一个电键S、导线若干。为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常大，最后几乎紧挨满编刻度停下来，下列判断和做法正确的是 （填字母代号）。A这个电阻阻值很

6、小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D如需进一步测量可换“1k”挡，调零后测量根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。【解析】欧姆表的指针偏转非常大（几乎满编），说明被测电阻的阻值很小，需要换较小的挡位，因为此时已经选用了10的挡，所以应该换用1的欧姆挡，A、C项正确；此实验器材中提供的电流表都不能直接使用，所以需要对其进行改装，因此需要串联一个较大的电阻R1改装成电压表，并联一个较小的电阻R2改装成较大量程的电流表；又因为被测电阻较小，所以电流表的分压作用

7、显著，因此需要采用电流表的外接，题目中要求能耗较小，故变阻器采用限流式，所以实验电路设计如下图所示：【答案】（3）AC 见解析【例5】（山东卷）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得铜导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.710-8m，再利用图甲所示的电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R0=3；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1） 实验中

8、滑动变阻器应选 （填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至 端（填“a”或“b”）。（2） 在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。（4） 导线实际长度为 m（保留2位有效数字）。【解析】（1）由（3）中电流表的读数为0.50A时，电压表的读数为2.30V可知，Rx和R0的总阻值约为4.60欧姆，滑动变阻器采用限流式接法，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6伏特，电流表的量程只有0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2。另外测量前应将滑动变阻器调到最大值，以保护电路，

9、因此触头应调到a端。（2）根据电路图连接实物图，如图所示：（3）电压表最小刻度是0.1V，读数时应估读到0.01V，因此读数为2.30V。（4）这样测得的电阻值为，而R0=3，可得所测电阻Rx的阻值为1.60欧姆，由公式，可知电阻长度。【答案】（1）R2；a（2）见解析所示（3）2.30（2.29、2.31均正确）（4）94（93、95均正确）【例6】 （浙江卷）小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。（1）图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出。（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-

10、I图上，如图2所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_（填“”或“”）表示的。图2（3）请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_。【解析】（1）由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V，电流表采用外接法。（2）外接法由于电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“”表示的（3）用“”数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R（1.11.3），用“”数据点连直线，同理得R（1.51.7）.【答案】（1）如图第22题图1所示；（2）“”；（3）作图见第22题图2用“”连线R（1.11.3）

11、 ；用“”连线R（1.51.7） 【例7】（新课标全国卷）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200，电压表V的内阻的为2k，电流表A的内阻约为10，测量电路中电流表的连接表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路图测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2_（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。【解析】由于，可认为是大电阻，采取电流表内接法测量更准确，即图a电路测量，Rx1更接近待测电

12、阻真实值；图a电路测量由于电流表的分压使测量值大于真实值；图b电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。【答案】 Rx1 大于 小于【例8】（四川卷）如图所示是测量阻值约为几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10），R1是电阻箱（099.9），R是滑动变阻器。A1和A2是电流表，E是电源（电动势10V，内阻很小）在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，实验具体步骤如下：（i）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；（ii）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1=0.15A，记下这时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；（iii

13、）重复步骤（ii），再测量6组R1和I2值；（iv）将实验测得的7组数据在坐标纸上描点；根据实验回答以下问题：现有四组供选用的电流表：A电流表（03mA，内阻为2.0）B电流表（03mA，内阻未知）C电流表（00.3A，内阻为5.0D电流表（00.3A，内阻未知）A1应选用 ，A2应选用 。 测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1=0.15A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。在坐标纸上画出R1与I2的关系图。根据以上实验得出Rx= 。【解析】由于Rx的电阻为几十欧姆，R0=10，R1是（099.9），故通过A1、A2的电流相

14、差不多，而与R2串联的电流表阻值需要已知，故A2选择电流表C，A1选择电流表D；电阻箱R1减小，则外电路总电阻减小，总电流变大，故滑动变阻器处分压升高，测电阻部分电压减小，为I1使不变需要增大R1电阻；关系图像如图由欧姆定律，解得，由图像的斜率可求，即带入数据，解得Rx=31（Rx=3032均合理）。【答案】：D C；变大；如解析图所示；31【例9】（安徽卷）某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验：（1）他先用多用电表进行了正确的测量，测量时指针位置上图所示，得出电压表内阻为3.00103，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为

15、1.5V，则电压表的示数应为 V（结果保留两位有效数字）。（2）为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了下图所示的电路图，实验步骤如下：A断开开关S，按图2连接好电路；B把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C将电阻箱R0的阻值调到零；D闭合开关S；E移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V位置；F保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表的指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G断开开关S。实验中可供选择的实验器材有：a待测电压表b滑动变阻器：最大阻值2000c滑动变阻器：最大阻值10d电阻箱：最大阻值9999.9

16、，阻值最小改变量为0.1e电阻箱：最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1f电池组：电动势约6V，内阻可忽略g开关，导线若干按照这位同学设计的实验方案，回答下列问题：要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用 （填“b”或“c”），电阻箱中选用 （填“d”或“e”）。电压表的内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测 R真（填“”或“R真。RV越大，测量支路电阻越大，测量支路的电压越接近3.0 V，电阻箱的电压越接近1.5V，因此R测越接近R真，故相对误差（）越小。【答案】（1）1.0 （2）c d 小【点评】本题考查多用电表的欧姆挡的原理、电路与

17、使用方法等知识点，考查对半偏法测电压表内阻实验的理解能力、仪器选择能力与系统误差的分析能力。三、电阻率的测定【例10】（江苏卷）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题图所示的部件 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。（2）题图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中 （选填图中表示接线柱的数字）之间出现了 （选填“短路”或“断路”）。（3

18、）在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。【解析】（1）螺旋测微器在使用前先拧紧部件B，使固定住被测量的物体；螺旋测微器的分度值为0.01mm，所以测量的合金丝的直径为：0mm41.00.01mm0.410mm；（2）电压表读数很大说明电压表两端与电源之间是通路，电流表示数为零，说明在电路7、9之间出现了断路现象；（3）根据同学的计算结果可知，该电阻的阻值不是很大，所以要想精确测量其阻值，应减少电压

19、表的分流作用，采用电流表的外接；或者采用多次测量利用图像的斜率求出金属丝的电阻。【答案】（1）B 0.410 （2）7、9 断路 （3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值（或多测几组电流值和电压值，用图像法求电阻值）四、测定电池的电动势和内电阻【例11】（北京卷）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图1中的 （选项“甲”或“乙”）。（2）现有电流表（00.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：A.电压表（015V）B.电压表（03V）C.滑动变阻器（050）D.滑动变阻器（0500）实验中电压表应选用 ；滑动变

20、阻器应选用 ；（选填相应器材前的字母）（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。序号123456电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I（ A ）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化。下图的各示意图中正确反映P-U关系的是 。【解析】（1）电流表的内阻较小，与电源的内阻相差不多，分压效果明显，所以采用图

21、甲的实验电路；（2）因为电池的电压在1.5V左右，所以电压表选用3V量程的，故选B；为了便于调节，滑动变阻器选用便于调节的C；（3）由于第三组数据误差较大，所以要舍去第三组数据；（4）根据图像可知，图线的斜率表示内阻，纵截距表示电源的电动势，所以电动势为1.50 V,内阻。（5）电压表测量的是滑动变阻器的分压，当滑动变阻器的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。故C正确。图2【答案】（1）甲（2）B C（3）第三个点为数据误差，连线时略过（4）1.50 0.83（5）D【例12】（新课标全国卷）利用如图（a）所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻

22、值999.90），电阻R0（阻值为3.0），电阻R1（阻值为3.0），电流表A（量程为200mA，内阻为RA = 6.0），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；以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线线拟合）；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：（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/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.100

23、0.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.913.0（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k= A-1-1，截距b= A-1。（4）根据图线求得电源电动势E= V，内阻r= 。【解析】（1）由于电流表A与电阻R1并联，且RA=6.0，R1=3.0，当电流表示数为I时，电路总电流应为3I。根据闭合电路欧姆定律有：E=3I（+R0+R+r），代入数据整理得：（2）根据图（b）可得电流表示数为110mA=0.110A；所以1/I=9.09（3）见图（c）答（4）根据和图像可得：，解得：E=3V，r=1.0【答案】：（1）（1）E

24、=I总（R+R0+r）+IRA，I总=I+I1，I1R1= IRA，三式联立得=R+（R0+r）+（2） 0.110 ， 9.09 。（3）见答图c；1.0（0.96-1.04之间）；6.0（5.9-6.1之间）（4）3.0（2.7-3.3之间）；1.0（0.6-1.4之间）【例13】（2014全国大纲卷）现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表，内阻为1.00；电压表；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图（a）所示。（1）按图（a）在实物图（b）中画出连线，并标出导线1和其P端。（2）测量时，改变

25、鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。 数据如下表所示。根据表中数据，在图（c）中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I图线。（3）根据U-I图线求出电源的电动势E V，内阻r 。【解析】（1）电流表的内阻已知，所以对实验数据的测量没有误差，可以将其看作电源的内阻；用固定电阻代替滑动变阻器，可以知道外电路的电阻，根据闭合电路欧姆定律可以测量出电源的电动势和内阻，实物连接如下图：（2）根据给出的数据进行描点，用直线连接即可：（3）根据,图线的斜率表示电源的内阻和电流表的内阻之和，由图像可知斜率为： ，纵截距表示电源的电动势

26、，即E2.90V。【答案】（1）连线图见解析（2）U-I图线见解析（3）2.90 1.03【例14】（福建卷）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100A、内阻rg=2.0k，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只 （保留一位小数）的定值电阻R1；根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；某次实验的数据如下表所示：该小组借鉴“研究匀变速直线运动”试验中计算加速度的方法（逐

27、差法），计算出电池组的内阻r= （保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是 。该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是 。（填选项前的字母）A电压表内阻的影响 B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小 DR0的实际阻值比标称值偏大测量次数12345678电压表V读U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A读数I/mA20

28、406080100120140160【解析】（1）改装电流表扩大量程，=1.0（2）对照电路图，逐个回路连接即可，如图所示（3）=1.66这样做的优点可以利用每一组数据（4）由于电压表的分流作用会导致测量值偏小，A项错误；滑动变阻器的作用是调节电路中的总电阻的变化，不会对实验测量带来误差，B项错误；R实际值偏小，计算值偏大，会导致计算电流时电流值偏小，从图像的角度考虑，斜率偏大，内阻偏大，项正确；真实的R0偏大，减去一个较小的值，导致内阻偏大，项正确。【答案】（2） 1.0 如解析图所示 1.66 充分利用已测得数据 CD【例15】（上海卷）在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中（1）将待

29、测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a）所示。图中未接导线的A端应接在 点（选填： “B”、“C”、“D”或“E”）。（2）实验得到的U-I关系如图（b）中的直线1所示，则电池组的电动势为 V，内电阻阻值为 。（3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 点（选填： “B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U-I关系如图（b）中的直线所示，则定值电阻的阻值为 。【解析】（1）根据实验电路可知电流传感器串联在了电路中，另一个是电压传感器应该并联在电路中测量电路的路端电压，所以A端应该连接在C处；（2）根据闭合电路的欧姆定律：

30、，图线的斜率表示内阻：，截距表示电动势，即E2.8V；（3）为了测量定值电阻的阻值，应将定值电阻等效为电源的内阻，电压传感器应该并联在滑动变阻器两端，所以A端应接在D端；定值电阻的阻值为：。【答案】（1） C （2） 2.8； 2 （3） D；3【例16】（海南卷）用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：电压表V1（量程5V）；电压表V2（量程10V）；电流表A1（量程50mA）；电压表A2（量程100mA）；滑动变阻器R（最大电阻300）；定值电阻R1（阻值为200，额定功率为1/8W）；定值电阻R2（阻值为

31、220，额定功率为1W）；开关S；导线若干。测量数据如坐标纸上U-I图线所示。（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是 。（3）由U-I图线求得待测电池的内阻为 。（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是 。【解析】（1）电路原理图如图（a）所示。（5分，给出图（b）也给分。原理正确2分，仪器，选择正确3分）（2）定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/8W, R2的功率满足实验要求（1分）（3）51.0（2分。在49.0-53.0范围内的均给分）（4）忽略了电压表的分流（此答案对应于图（a）或：忽略了电流表的分压（此答案对应于图（b）（2分，其他合理答案也给分）人教网