专题13电学实验-2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编(解析版)Word版含解析.doc

1【2017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=1.0 k，电阻R1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 的电阻。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，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1I2图象得到电池的电动势E=_V，内阻r=_。【答案】 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可）【考点定位】实验用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。2【2017新课标卷】（10分）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3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 k）；电流表（量程0.5 A，内阻0.5 ）；固定电阻R0（阻值1 000 ）；滑动变阻器R（阻值09.0 ）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在03.8 V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4 V，内阻1.00 ）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）如图所示 （2）增大 增大 （3）0.39 1.17【解析】（1）要求能够实现在03.8 V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，如答案图所示；（2）由IU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，再由电阻定律知，电阻率增大；（3）当滑动变阻器的阻值为9 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，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=225 mA，P1=UI=0.39 W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的IU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=3.67 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。 【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻外接法，电压从0开始测量分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。3【2017新课标卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 A，内阻大约为2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 ）；电源E（电动势约为1.5 V）；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：R1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。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 端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，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”）。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2 601.0 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 （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）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：（2）滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 的滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，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接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等；设滑片P两侧电阻分别为R21和R22，因B与D所在位置的电势相等，可知；同理当Rz和微安表对调后，仍有：；联立两式解得：。（3）为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。【考点定位】电阻的测量【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。4【2017新课标卷】（9分）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250 A，内阻为480 。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1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 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=_，R4=_。（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 （2）B （3）160 880 （4）1.47 mA（或1.48 mA） 1 100 2.95V【考点定位】多用电表的使用、电表的改装【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。5【2017江苏卷】（10分）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111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15 mA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20 ，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（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0200 ）、滑动变阻器R2（0500 ）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关S、导线若干为使该装置实现对3080 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112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111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）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 【答案】（1）E2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4）【解析】（1）由表格数据知，当温度为30 时，热敏电阻阻值为199.5 ，继电器的阻值R0=20 ，当电流为15 mA时，E=I（Rt+R0）=3.3 V，所以电源选E2，80 时，热敏电阻阻值Rt=49.1 ，则E2=I（Rt+R0+R），此时变阻器阻值R=330.9 ，所以变阻器选择R2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡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；（4）50 时，热敏电阻阻值为108.1 ，所以应将电阻箱阻值调至108.1 ，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【考点定位】多用电表的使用 闭合电路的欧姆定律 传感器【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器明确实验的目的是实现对3080 之间任一温度的控制，其中3080 就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值1【2017安徽省江淮十校第三次联考】在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，某同学先用多用电表的250mA挡测量通过小灯泡的电流。（1）在图甲电路中，需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处，其中黑表笔应与_连接（填“a”或“b”）。（2）将得到的数据记录在表格中，当电源为150V时，对应的多用电表指针指示如图乙所示，其读数为_mA。（3）由于长期使用多用电表，表内电池的电动势会降低，仍按第（2）步骤测量电路中的电流，则测量示数会_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】 （1） b （2） 174（或173） （3） 不变2【2017郑州市第三次质量预测】实验小组要测力一个电池组的电动势E和内阻r，并测量保护电阻的阻值Rx。巳知电池组的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均约为几十欧。可选用的实验脸器材有：电流表A1（量程0-30mA）电流表A2（量程0-100mA）电压我V1和V2（量程均为0-6V）滑动变阻器R1（阻值0-5）汾动变阻器R2（阻位0-300）开关S一个，导线若干某同学设计的实验过程如下：实验电路图如图1所示，正确连接电路；将变阻器R接入电路的组值调到最大，闭合开关S；逐渐减小变阻器R的阻值，测量并记录多组电压表和电流表的数据U1、U2、I根据上面信息，回答下列问题：（1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。（2）如图2是根据步骤的测量数据作出的U1I图象，由图象可知，电源电动势E=_V，电源内阻r=_（结果均保留两位有效数字）（3）用U1、U2、I表示待测保护电阻的阻值为R1=_,考虑电表内阻对测量结果的影晌，实验中待测电阻的测量值与真实值相比_（填“偏小”“偏大”或“相等”）。【答案】（1）A2 R2 （2）59V 25 （3） 偏大【名师点睛】根据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值，略算对应的电流，则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器；由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻；根据电路结构，利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式可知待测电阻的测量值与真实值相比偏大。3【2017广东省惠州市4月模拟】（9分）某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3 V，内阻可忽略），电压表V1（量程为3 V，内阻很大），电压表V2（量程为3 V，内阻很大），定值电阻R1（阻值4 k），定值电阻R2（阻值2 k），电阻箱R（最大阻值9 999 ），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。实验步骤如下：A用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F断开S，整理好器材。（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d=_mm。（2）玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为：Rx=_（用R1、R2、R表示）。（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R关系图象。自来水的电阻率=_m（保留两位有效数字）。（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_（填“偏大”“不变”或“偏小”）。【答案】（1）3000 （2） （3）14 （4）偏大（1）游标卡尺的主尺读数为30cm=30mm，游标尺上第0个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为3000mm；（2）设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则此时电路电流为，总电压当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为，总电压，由于两次总电压相等，都等于电源电压E，可得，解得（3）从图丙中可知，时，此时玻璃管内水柱的电阻，水柱横截面积，由电阻定律得（4）若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路电流大于，实际总电压将大于，所以测量的将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大；4【2017河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】为了测量一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验室准备了下列器材供选用A待测干电池一节B直流电流表A1（量程006A，内阻约为01）C直流电流表A2（量程03A，内阻约为002）D直流电压表V1（量程03V，内阻约为5 k）E直流电压表V2（量程015V，内阻约为25 k）F滑动变阻器R1（阻值范围为015，允许最大电流为1A）G滑动变阻器R2（阻值范围为01000，允许最大电流为2A）H开关I导线若干 （1）实验中电匪表应选用_；电流表应选用_；滑动变阻器应选用_（填字母代号） （2）实验小组在进行实验时，初始滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上开关S后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图乙所示，则根据图像可知，电池的电动势为_ V，内阻为_【答案】 （1）V1 A1 R1 （2）15（149151） 05（048053）【解析】试题分析：干电池电动势约为15V，电压表应选V1，由于电路中电流较小，因此电流表应选A1，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1；由图可知当I1=020A时，U1=140V；当I2=040A时，U2=130A；根据U=E-Ir得：140=E-020r130=E-040r解得：E=15V r=05考点：测量电源的电动势及内阻5【2017四川省凉山州高三第三次诊断】 某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡在不同电压下的实际功率，实验电路如图甲所示： （1）实验闭合电键前，滑动变阻器的划片应在_端（填“a”或“b”）（2）实验中闭合开关，把滑动片向一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，则电路中出现故障的元件可能是_（填“A”或“B”）A小灯泡 B滑动变阻器（3）该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，可判定在图乙中小灯泡的功率与加在两端电压的平方U2的图像正确的是_（选填“1”、“2”、“3”）（4）某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端，已知电源的电动势E=3V、内阻r=2，则此时每个小灯泡的实际功率为_ （结果保留两位有效数字） 【答案】（1） a； （2）B； （3）3； （4）044（042-046均得分）（灯泡两端的电压为，流过每个灯泡的电流为，则，得）（3）由,随着小灯泡两端电压的增大,灯丝温度升高,电阻增大,P随U2的变化变缓,即图线为3;（4） 灯泡两端的电压为，流过每个灯泡的电流为，则，得,画出电源的U-I图线如图,交点坐标,所以小灯泡消耗的电功率为:。6【2017广东省揭阳市高三二模】有一约7V数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据。现要更加准确测量其电动势E和内电阻r，实验室备有下列器材：A电流表（量程06 A，内阻为3） B电压表（量程3 V，内阻为3 k）C电压表（量程30 V，内阻为30 k） D定值电阻R1=500E定值电阻R2=5000 F滑动变阻器（阻值范围030）G开关及导线（1）该实验中电压表应选_，定值电阻应选_。（均选填选项前的字母序号）（2）电路图如图所示，将实物连线图补充完整_。 （3）若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的关系式为_。【答案】 （1）B E （2）如图所示 （3） 【解析】（1）C量程太大，误差大。选择B，串联5000的定值电阻，可以测8v的电压，满足要求。（2）实物连线图如下：（3）电压表读数为U，电流表读数为I时， 路端电压为，干路电流为，根据闭合电路欧姆定律得：15