2019-2020年高考物理 考點(diǎn)匯總 考點(diǎn)13 電學(xué)實(shí)驗(yàn).doc

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2019-2020年高考物理 考點(diǎn)匯總 考點(diǎn)13 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.（xx安徽理綜T21（II））如圖為“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖,已知小燈泡額定電壓為2.5 V. (1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟: ①閉合開關(guān)前,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,　. ②閉合開關(guān)后,逐漸移動(dòng)變阻器的滑片,　. ③斷開開關(guān)，……。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線. (2)在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖. 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理的方法，明確滑動(dòng)變阻器的連接方式，選擇電流表的內(nèi)接或外接法 【解析】（1）①開關(guān)閉合前應(yīng)使小燈泡兩端的電壓為0，所以應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最左端. ②實(shí)驗(yàn)中要測(cè)出多組燈泡兩端的電壓和電流值，因此閉合開關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，增加小燈泡兩端的電壓，記錄電壓表和電流表的多組讀數(shù)，電壓表的讀數(shù)不應(yīng)超過2.5V （2）根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖如下圖： 【答案】（1）使滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最左端增加小燈泡兩端的電壓，記錄電壓表和電流表的多組讀數(shù)，直至電壓表達(dá)到額定電壓 （2）見解析 2.（xx天津理綜T9（3））某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻.他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表來(lái)校對(duì)待測(cè)電流表的滿偏電流和測(cè)定內(nèi)阻的電路,如圖所示.已知的量程略大于的量程,圖中為滑動(dòng)變阻器,為電阻箱.該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn). ①實(shí)驗(yàn)過程包含以下步驟,其合理的順序依次為　　　　(填步驟的字母代號(hào)); A.合上開關(guān) B.分別將和的阻值調(diào)至最大 C.記下的最終讀數(shù) D.反復(fù)調(diào)節(jié)和的阻值,使的示數(shù)仍為,使的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,此時(shí)的最終讀數(shù)為r E.合上開關(guān) F.調(diào)節(jié)使的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時(shí)的示數(shù)為,記下此時(shí)的示數(shù) ②僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看,用上述方法得到的內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比　　　(選填“偏大”、“偏小”或“相等”); ③若要將的量程擴(kuò)大為I,并結(jié)合前述實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)量的結(jié)果,寫出須在上并聯(lián)的分流電阻RS的表達(dá)式,RS=　　　　. 【解題指南】本題考查半偏法測(cè)電流表的電阻及電流表的改裝問題.解答的關(guān)鍵是正確理解實(shí)驗(yàn)原理，讀懂電路圖，根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，知道各元件的電流、電壓的關(guān)系 【解析】為了保護(hù)電流表，合上開關(guān)S1之前，應(yīng)使R1、R2的阻值調(diào)至最大；測(cè)G2的滿偏電流時(shí)利用串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)，在S2斷開的情況下通過讀出G1的讀數(shù)來(lái)獲得；測(cè)G2內(nèi)阻時(shí)利用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，R2與G2電流相等時(shí)電阻相同，即可通過R2的阻值求出G2的內(nèi)阻.根據(jù)以上分析可知，合理的順序應(yīng)為：BEFADC 從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理看，由于G1的讀數(shù)等于G2的讀數(shù)加上通過R2的電流，所以當(dāng)G2讀數(shù)等于G1讀數(shù)的一半時(shí)，G2的讀數(shù)一定等于通過R2的電流，此時(shí)R2的阻值一定等于G2的內(nèi)阻，即G2的內(nèi)阻為r G2與RS并聯(lián)后，當(dāng)G2的指針滿偏時(shí)，通過RS的電流為（I-I1），此時(shí)RS兩端的電壓為I1r，由歐姆定律可知，RS的阻值為 【答案】BEFADC 相等 3.（xx江蘇物理T10）如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè). (1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的　　　　(選填“A”、“B”或“C”). (2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí),一表筆接a,另一表筆應(yīng)　　　　(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況. (3)在判定黑箱中無(wú)電源后,將選擇開關(guān)旋至“1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值.測(cè)量中發(fā)現(xiàn),每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等,測(cè)量記錄如表.兩表筆分別接a、b時(shí),多用電表的示數(shù)如圖乙所示. 請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路. 兩表筆接的接點(diǎn) 多用電表的示數(shù) a、b ________ a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 【解題指南】本題考查多用電表的使用和黑盒子問題,屬于一般性的基本常識(shí)考查,難度中等. 【解析】(l)此時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，要用調(diào)零定位螺絲A. (2) 為防止損壞電表，要用試觸法，故應(yīng)短暫接觸. （3）每對(duì)接點(diǎn)間正反向電阻阻值均相等，說明內(nèi)部電路中沒有二極管，只有三個(gè)相同阻值的電阻，結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可以判斷a、b接點(diǎn)的電阻為5，可能的電路圖如下： 【答案】（1）A；（2）短暫；（3）5，電路圖見解析 4.（xx新課標(biāo)全國(guó)卷T23）圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關(guān).此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線. （1）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖. （2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①按圖接線. ②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1. ③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D ；然后讀出__________________，并用天平稱出 . ④用米尺測(cè)量_______________. （3）用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=_________. （4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里. 【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 分析U形金屬框的平衡 通電時(shí)托盤拉力與U形金屬框的重力和安培力合力平衡 安培力有兩個(gè)可能方向 不通電時(shí)托盤拉力與 U形金屬框重力平衡 構(gòu)成一電流可調(diào)的供電電路 【解析】分析本實(shí)驗(yàn)原理可得出：通過U形金屬框在重力、繩子拉力和安培力作用下的平衡，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，所以必須構(gòu)成給金屬框通一可改變電流大小的供電電路，根據(jù)所給儀器即可連接成一簡(jiǎn)單的串聯(lián)實(shí)驗(yàn)電路.根據(jù)金屬框的平衡要測(cè)定金屬框的重量和安培力的大小，可通過改變托盤內(nèi)的細(xì)沙質(zhì)量來(lái)調(diào)平衡，由于磁場(chǎng)方向不確定所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果有兩種可能，所列平衡方程式為：，，所以.其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟中的填空就能正確寫出. 【答案】（1）如圖所示 （2）③重新處于平衡狀態(tài)；電流表的示數(shù)I； 此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2. ④D的底邊長(zhǎng). （3） （4）m2>m1 5.(xx北京理綜T21)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn).待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm. (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)應(yīng)為　　　　mm(該值接近多次測(cè)量的平均值). (2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干. 某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)如下: 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測(cè)量Rx采用的是　　　　(選填“甲”或“乙”)圖. (3)圖丙是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖, 圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖丙中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞. (4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖丁所示,圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)?jiān)趫D丁中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx= 　　　　Ω(保留兩位有效數(shù)字). (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為　　　(填選項(xiàng)前的符號(hào)). A.110-2Ωm　　　　　　B.110-3Ωm C.110-6Ωm D.110-8Ωm (6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差.本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是　　　　(有多個(gè)正確選項(xiàng)). A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差 D.用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 【解題指南】本題需要把握以下四點(diǎn): (1)估計(jì)被測(cè)電阻的阻值. (2)分析表格數(shù)據(jù)推斷滑動(dòng)變阻器的連接方式. (3)U-I圖像斜率的物理意義. (4)偶然誤差和系統(tǒng)誤差各自的特點(diǎn). 【解析】⑴螺旋測(cè)微器螺旋上的50個(gè)刻度對(duì)應(yīng)前進(jìn)或后退0.5mm，還要注意估讀一位，保證最后結(jié)果在毫米作單位的情況下小數(shù)點(diǎn)后有三位數(shù). ⑵從表格數(shù)據(jù)可以估計(jì)出被測(cè)電阻大約是5Ω.因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器最大電阻20Ω，電源電動(dòng)勢(shì)3V，若采用限流式接法，被測(cè)電阻獲得的最小電壓，可是表格第一組數(shù)據(jù)電壓只有0.1V，可見，在實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器不是限流式接法，所以選甲 ⑶分壓式接法滑動(dòng)變阻器的的三個(gè)接線端都要接入電路，其中兩個(gè)固定端與電源相連 ⑷求出U—I圖像斜率即表示電阻值. ⑸根據(jù)公式，電阻率，代入數(shù)據(jù)即可求出電阻率 ⑹偶然誤差隨機(jī)產(chǎn)生，不可預(yù)計(jì)；系統(tǒng)誤差是由一些固有的因素（如測(cè)量方法的缺陷）產(chǎn)生的，理論上說系統(tǒng)誤差總是可以通過一定的手段來(lái)消除.讀數(shù)造成的誤差屬于偶然誤差，A錯(cuò)誤；表的內(nèi)阻造成的誤差屬于系統(tǒng)誤差，是可以消除的，所以B錯(cuò)誤，C正確.用U—I圖像處理數(shù)據(jù)，所做的圖線對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)起到取平均值的作用，從而減小偶然誤差的影響，D正確. 【答案】(1)0.395~0.399均可　(2)甲 (3)如圖 (4)如圖　4.3~4.7均可 (5)C　(6)C、D 6.（xx山東理綜T21(2)）在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,可供選用的器材如下: 待測(cè)電阻絲:Rx(阻值約4Ω,額定電流約0.5A); 電壓表:V(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ); 電流表:A1(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω); A2(量程3 A,內(nèi)阻約0.05 Ω); 電源:E1(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)); E2(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻不計(jì)); 滑動(dòng)變阻器:R(最大阻值約20Ω); 螺旋測(cè)微器;毫米刻度尺;開關(guān)S;導(dǎo)線. ①用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為　　　　mm. ②若滑動(dòng)變阻器采用限流接法,為使測(cè)量盡量精確,電流表應(yīng)選　　　　、電源應(yīng)選　　　　(均填器材代號(hào)),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖. 【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下四點(diǎn)： （1） 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)由兩部分組成，注意估讀. （2） 選儀器應(yīng)在安全性的基礎(chǔ)上減小誤差. （3） 正確選擇電流表的內(nèi)外接法. （4） 正確選擇滑動(dòng)變阻器分壓式還是限流式. 【解析】①螺旋測(cè)微器的固定刻度顯示為1.5mm，其可動(dòng)刻度為0.273mm，二者相加就是測(cè)量值1.5mm+0.273mm=1.773mm.②待測(cè)電阻絲的額定電流為0.5A,為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選量程為0.6A的電流表A1，待測(cè)電阻絲的電阻約為4Ω，額定電流為0.5A，故由歐姆定律得額定電壓約為2V，所以電源應(yīng)選E1.由于所測(cè)電阻絲的電阻較小，故電流表應(yīng)選外接法，滑動(dòng)變阻器可選限流式.電路原理圖如圖所示： 【答案】①1.773(1.771~1.775均正確) ②A1　E1　電路圖如圖 7.（xx廣東理綜T34（1））某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻. ①分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示，長(zhǎng)度為_____cm，直徑為_____mm. ②按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下： （a）將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最_____處（填“大”或“小”）；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0； （b）將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______（填“大”或“小”）；將S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1280Ω； ③由此可知，圓柱體的電阻為_____Ω. 【解題指南】本題利用替代法來(lái)測(cè)電阻.要利用閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析和求解.同時(shí)要注意電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)所遵循的三個(gè)原則. 【解析】①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為=(50+0.11)mm=50.1mm=5.01cm.螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d=(5+31.50.01)mm=5.315mm. ②電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)性原則、安全性原則和準(zhǔn)確性原則.此電路中滑動(dòng)變阻器是以限流方式接入電路中的，故在（a）步驟中合上開關(guān)前應(yīng)使其接入電路中的阻值為最大，以保證電路安全.同理（b）步驟中亦將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大. （a） 步驟中，由閉合電路歐姆定律得 其中R表示圓柱體的電阻 （b） 步驟中，仍由閉合電路歐姆定律得 由等量代換可得R＝R2＝1280Ω. 【答案】①5.01 5.315 ②大 大 1280Ω 8.（xx福建理綜T19（2））某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一塊電池的電動(dòng)勢(shì)E. ①先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì).在操作無(wú)誤的情況下,多用電表表盤示數(shù)如圖,其示數(shù)為　　V. ②然后,用電壓表、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路,測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì). (ⅰ)根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接成完整電路. (ⅱ)閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱阻值R,讀出電壓表相應(yīng)示數(shù)U.該學(xué)習(xí)小組測(cè)出大量數(shù)據(jù),分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù),并計(jì)算出相應(yīng)的1/R與1/U的值.請(qǐng)用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),并作出1/R-1/U圖線. R(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1/R (10-2 Ω-1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 1/U (V-1) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35 (ⅲ)從圖線中可求得E=　　　　V. 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下三點(diǎn)： （1）多用電表的讀數(shù)應(yīng)恰當(dāng)選擇標(biāo)尺 （2）實(shí)物連接應(yīng)注意電表的內(nèi)外接問題 （3）理解圖象的意義 【解析】①選擇中間標(biāo)尺，10V量程最小刻度為0.2V,因此示數(shù)為 ②(ⅰ)依電路圖連接實(shí)物圖如圖所示 (?、?據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)所作圖象如圖所示 (ⅰ?、?據(jù)閉合電路歐姆定律得,因此據(jù)圖象縱坐標(biāo)讀數(shù)的倒數(shù)得E=10.0V(9.5～11.1V) 【答案】① ②(ⅰ) (?、?見解析圖 (ⅰ?、? 10 (9.5～11.1均正確) 9.（xx海南單科T13）圖示電路可用來(lái)測(cè)量電阻的阻值。其中E為電源，R為已知電阻，Rx為待測(cè)電阻，可視為理想電壓表，S0為單刀單擲開關(guān)，S1、S2為單刀雙擲開關(guān)。 （1）當(dāng)S0閉合時(shí)，若S1、S2均向左閉合，電壓表讀數(shù)為U1；若S1、S2均向右閉合，電壓表讀數(shù)為U2。由此可求出Rx＝______________。 （2）若電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻可忽略；電壓表量程為1V，R＝100Ω。此電路可測(cè)量的Rx的最大值為__________Ω 【解題指南】利用歐姆定律和串聯(lián)電路特點(diǎn)解題；電阻越大，電壓表讀數(shù)越大，最大不能超過電壓表量程。 【解析】（1）由于是理想電壓表，該表接入電路后不會(huì)影響電路的電流。S1、S2向左閉合，電壓表讀數(shù)是Rx兩端電壓，由歐姆定律得U1=IRx，S1、S2向右閉合，電壓表讀數(shù)是R兩端電壓，U2=IR，由以上兩式得 （2）當(dāng)S1、S2向左閉合，且電壓表的讀數(shù)為其量程1V，即Rx兩端電壓U1=1V，此時(shí)的Rx阻值為最大，R兩端電壓為U2=E-U1=0.5V，電路中電流， 【答案】（1） （2）200