2020高考物理 考前冲刺Ⅲ专题13 电学实验及其应用

2020高考物理 考前冲刺Ⅲ专题13 电学实验及其应用

‎2020考前冲刺物理Ⅲ专题13 电学实验及其应用 ‎ ‎1.【2020•安徽高考信息交流试卷】多用电表测电阻时，下列操作中正确 的是（ ）‎ A．测量前检查表针是否停在左端的“O”位置，如不在则要进行欧姆调零 B．用“×‎1”‎欧姆挡，若指针恰好在刻度30～50的正中，则待测电阻为40ΩC．用“×1K”挡，若指针偏转角度太大，应换成“×‎100”‎或“×‎10”‎或“×‎‎1”‎ D．每次换挡后都要重新欧姆调零 ‎【答案】CD ‎【解析】要区分欧姆调零与机械调零，A错误，欧姆刻度不均匀，B错误，用“×1K”挡，若指针偏转角度太大，表明被测电阻很小，应换成“×100”或“×10”或“×1” 挡，C正确；每次换挡后都要重新欧姆调零，D正确 ‎3．【2020•浙江期末】如图所示探究影响平行板电容器电容的因素的实验。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( )‎ A.保持S不变，增大d,则θ变大 B.保持S不变，增大d,则θ变小 C.保持d不变，减小S,则θ变小 D.保持d不变，减小S,则θ不变 ‎【答案】A 【解析】由知保持S不变，增大d，电容减小，电容器带电能力降低，电容器电量减小，静电计所带电量增加，θ变大；保持d不变，减小S，电容减小，θ变大。正确答案A ‎3．【2020•上海静安区一模】在 研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路,将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反;某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是( )‎ A．抽出线圈L1 B．插入软铁棒 C．使变阻器滑片P左移 D．断开开关 ‎【答案】B C ‎【解析】根据磁通量的变化得选项BC正确.‎ ‎4．【2020•四川期末】现给出两个阻值不同的电阻R1和R2，用多用电表按正确的操作程序分别测出它们的阻值，测量R1时选用“×‎100”‎欧姆挡，其阻值如下图中指针①所示，R1= Ω；测量R2时选用“×‎10”‎欧姆挡，其阻值如下图中指针②所示，R2= Ω。将某一小量程的电流表改装成大量程的电流表，其中改装后量程较大的是电流表与 （填“R‎1”‎或“R‎2”‎） 联（填“串”或“并”）的。‎ ‎【答案】（每空2分）900 300 R2 并 ‎【解析】用面板读数乘以倍率即为读数，故R1=900Ω，R2=300Ω。把小量程的电流表改装成大量程电流表，需要并联一个小电阻 流”）。‎ ‎（2）将选择开关旋转到“Ω”档的 位置。（填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”）‎ ‎（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节 ，使电表指针对准 的“0”刻线（填“电阻”或“电流”）。‎ ‎（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如下图乙所示，该电阻的阻值为 Ω。‎ ‎（5）测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。‎ ‎【答案】（除标注外，每空2分）（1）调零螺丝 电流 （2）×1 （3）调零旋钮 （1分） 电阻 （1分）（4）19.0‎ ‎ N。分析可知，拉力计的刻度是否均匀 。（填写“均匀”或“不均匀”）‎ ‎（3）为了使拉力计的量程增大应采用的措施是（只填写一条） 。‎ ‎【答案】（1）30 （2）850 不均匀 （3）更换劲度系数更大的弹簧 ‎【解析】（1）当P移动到R1的最右端时，电流表恰好满偏，则有。（2），，解得x=8.5cm，F=kx=850N；由于电流与拉力不成正比，所以刻度不均匀。（3）换劲度系数更大的弹簧，弹簧伸长相同的长度时，需要的拉力更大。‎ ‎7．【2020•广东潮州期末】)某同学用如图所示电路来测定电池的电动势和内阻。‎ ‎①实验开始时，滑片P应位于____________端。(填A或B)‎ ‎②该同学测得如下表的五组数据。根据数据在答题卷相应图中作出U-I图线，从图象可得电池的电动势E=________V，内阻r=___________Ω。(结果均保留二位小数)。‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎1.37‎ ‎1.32‎ ‎1.24‎ ‎1.10‎ ‎1.05‎ I/A ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.31‎ ‎0.50‎ ‎0.57‎ ‎【答案】(1)①A ②E=1.43V-1.48V r=0.64Ω-0.78Ω ， ‎ ‎【解析】①要使变阻器的电阻值最大②纵轴截距表示电动势E=1.45V，斜率绝对值表示电源内阻r=0.71Ω。电路图如图所示 ‎8．【2020•山西期末】为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按下图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况读出的电压值、电流值在U-I坐标轴上分布不均匀，出现上述情况的原因是 ，改进方法是 。改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如下图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为E＝ V，内阻r＝ Ω。‎ ‎【答案】变阻器的阻值太大 换用阻值较小的变阻器 1.44V至1.48V 之间, 2.2Ω 至2.4Ω之间 ‎【解析】滑动变阻器阻值太大，滑片向B端移动时，因开始电流值较小，电压表示数变化不明显，要改进这种现象，可以换用阻值较小的滑动变阻器。由乙图可知，E=1.48V，r==Ω=2.4Ω。‎ ‎9．【2020•浙江高三调考】用伏安法测量金属丝的电阻（阻值在3至9Ω之间），现提供图7甲所示的实验器材．实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始。‎ 为 ．‎ 甲 答图１‎ ‎【答案】（1）‎ ‎(2)‎ ‎【解析】（１）如答图１所示 ‎（２）由图7乙可知，电压表示数为，电流表示数为 由 ‎10．【2020•安徽模拟】待测电阻的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：‎ ‎ A.电流表（量程150mA，内阻约为10Ω）‎ B.电流表（量程20mA，内阻r2＝30Ω）‎ C.电压表（量程15V，内阻约为3000Ω）‎ D.定值电阻＝100Ω E.滑动变阻器，最大阻值为5Ω，额定电流为1.0A F.滑动变阻器，最大阻值为5Ω，额定电流为0.5A G.电源，电动势＝4V（内阻不计）‎ H.电键及导线若干 ‎（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材_______________________（均用器材前对应的序号字母填写）；‎ ‎（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；‎ ‎（3）待测电阻的表达式为Rx＝________________，式中各符号的物理意义为 ‎______________________________________________________________________________________.‎ 故滑动变阻器只能选择，经过估算当电流表满偏时，电流表也正好满篇，非常匹配，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一.故器材选择ABDEGH.‎ ‎（2）如答图2所示.‎ ‎（3）待测电阻，其中、分别为 和表示数，与分别为定值电阻和内阻的阻值.‎ ‎11．【2020•湖北重点中学联考】某待测电阻Rx（阻值约20Ω）。现在要较准确地测量其阻值，且测量时要求两电表的读数均大于其量程的1/3，实验室还有如下器材：‎ A．电流表A1（量程150mA，内阻r1约为10Ω）‎ B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）‎ C．定值电阻R0（100Ω）‎ D．滑动变阻器R（0至10Ω之间）‎ E．直流电源E（电动势约4V，内阻较小）‎ F．开关S与导线若干 ‎（1）在右图中虚线框内画出测量电阻Rx的电路图，并将图中元件标上相应符号；‎ ‎（2）用已知量和一组直接测得的量写出测量电阻Rx的表达式为 。‎ ‎【答案】（1）如右图所示（2）‎ 待测微安表：内阻Rg约为2kΩ 毫伏表：量程250mV，最小分度5mV，内阻约为1kΩ 滑动变阻器R1：0至50Ω之间 滑动变阻器R2：0至3kΩ之间 直流电源E：电动势E=1.5V，内阻r约为1Ω 单刀单掷开关S，导线若干 在如右图所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器。‎ ‎（2）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上：‎ 第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、R2的触头分别置于合理的位置；‎ 第二步：闭合S，分别调节R1和R2至适当位置， ‎ ‎（3）用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg= 。‎ ‎【答案】（1）如右图所示（2）使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U （3）‎ ‎【解析】（1）微安表内阻比较大，因而把阻值较小的滑动变阻器用作分压接法，从而粗调电压；而阻值较大的滑动变阻器用作限流接法，从而微调电压。而微安表和毫伏表的内阻比较接近，因而两者并联，所作电路图如右图所示。（2）因要使用微安表的刻度，故而必须使微安表满偏，记下此时毫伏表的示数。（3）根据欧姆定律可知，微安表的内阻为。‎ ‎13．【2020•河北省唐山市高三理综摸底】现要测定一个额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线。现有器材：直流电源E（电动势4．5V，内阻不计）；电压表（量程4．5V，内阻约4×l04Ω）；电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω）；电流表A2（量程400mA，内阻约为1Ω）；滑动交阻器（最大阻值约10Ω），电键S，导线若干。‎ ‎（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是____；‎ ‎（2）在空格内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；‎ ‎（3）结合实验中所描述的图象， P点小灯泡的电功率为 。‎ ‎【答案】（1）A2 （2）如右图所示。（3）0.9W ‎【解析】额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的额定电流为I=P/U=‎0.357A=357mA，所以电流表需要选择量程为400mA的电流表A2。描绘小灯泡的伏安特性曲线应该设计为分压电路，由于小灯泡电阻不大，采用电流表外接。P点小灯泡的电功率为P=UI=3.0×0.3W=0.9W。‎ ‎14．【2020•天津模拟】当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U，得到如下表所示的数据。‎ I（A）‎ ‎0.12‎ ‎0.22‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ U（V）‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ ‎（1）请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0~10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。‎ ‎（2）在图示坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系 。‎ ‎ ‎ （3） 如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电源两端，利用上面的U－I曲线可求出小灯泡的实际功率是 W，电源效率为 。‎ （1） 尽量分布在曲线两侧；由描绘出的图象观察可得，U－I图象的斜率越来越大，故灯丝电阻随发光亮度增加而变大。‎ ‎（3）小灯泡和电源串联的电路如上图所示，作出U=E－Ir的图线如图中倾斜直线，根据两图线交点的物理意义可知，此时电源和灯泡的电流为0.35A，灯泡工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P=UI=0.28W。电源效率为×100%=×100%=53%。‎ ‎15．【2020•河北省正定中学调考】某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材:‎ A．多用电表 B．电压表Vl，量程6V，内阻约10kΩ C．电流表Al，量程0．‎6A，内阻约0．2Ω D．电流表A2，量程‎3A，内阻约0．02Ω E．电源：电动势E=12V F．滑动变阻器Rl，最大阻值10Ω，最大电流为2A G．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0．1A H．导线、电键若干 ‎（1）在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用 欧姆挡；‎ 图乙 图甲 ‎（2）按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则的阻值大约是 Ω；‎ ‎（3）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出电流表和滑动变阻器分别是 （填器材前面的字母代号） ；‎ ‎（4）在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图．‎ ‎【答案】（1）“×1”欧姆挡 ‎216．【2020•丹东四校协作体摸底调研】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（0-3V，约3kΩ），电流表（0-0.6A，约0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。‎ ‎（1）在虚线框内画出实验电路图 ‎（2）根据实验测得数据描绘出如图乙所示的U-I图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是 。‎ ‎（3）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω。请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端, 小灯泡的实际功率是______W。‎ ‎【答案】（1）实验电路图如图所示。‎ ‎（2）小灯泡的电阻R随温度T升高而增大 ‎（3）0.44 （0.39—0.48都得分）‎ ‎【解析】根据题目要求，小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压，应该设计成分压电压；由于小灯泡电阻不大，电流表内接。设计的实验电路原理图如图所示。由小灯泡电压随电流变化曲线可知，图线上点的纵横坐标比值随电流的增大而增大，说明小灯泡的电阻R随电流的增大而增大。而电流增大则导致灯丝温度升高，所以小灯泡的电阻R随温度T升高而增大。在题给的小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线，该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值（0.40，1.10）即为小灯泡的电压和电流，小灯泡的实际功率是P=UI=1.10×0.40W=0.44W。‎ ‎17．【2020•广东调研】2020年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。‎ 无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目，还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施，处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同。‎ 实验室提供的器材有：‎ 电流表A1（量程为0至50mA，内阻RA1约为3Ω）‎ 电流表A2（量程为0至3mA，内阻RA2=15Ω）‎ 定值电阻R1=697Ω 定值电阻R2=1985Ω 滑动变阻器R（0至20Ω）一只 电压表V（量程为0至12V，内阻RV=1kΩ）‎ 蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）‎ 电键S一只 ‎（1）在下边方框中画出应采用的电路图 ‎（2）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx ，当表达式中的 （填字母）达到 ，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻。‎ ‎【答案】（1）如下图 ‎（2） I2 1.5mA ‎0.3Ω的电阻后，此电流表量程为I=‎1A。‎ ‎（1）求电流表头的满偏电流；‎ ‎（2）若把此电流表头改装为一量程为U=3V的电压表，需给其串联一个多大的电阻？‎ ‎（3）若用这只电流表头和一节干电池（E＝1.5V，r＝0.3Ω）组装成欧姆表，现有变阻器R1＝1kΩ，R2＝1.5kΩ，应选用哪一个作调零电阻？为什么？‎ ‎（4）当用这只组装好的欧姆表测某电阻时，欧姆表指针正好指在刻度中央，求被测电阻的阻值是多少？‎ ‎【答案】（1）1mA （2）2700.3Ω （3）R2 （4）1.5kΩ ‎【解析】（1）设表头满偏电流为Ig，则并联电阻电流为（I－Ig）‎ 由Ig×299.7=（I－Ig）×0.3，得Ig=1mA（4分）‎ ‎（2）需串联的电阻Ω=2700.3Ω （3分）‎ ‎（3）由得，R=1200Ω 故应选R2作为调零电阻（3分）‎ ‎（4）中值电阻等于欧姆表头内阻 由 得，中值电阻R中=r+Rg+R==1.5kΩ 所以被测电阻的阻值是1.5kΩ。（3分）‎ ‎19．【2020•湖北黄冈期中】‎ 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。现在要测量实际电流表的内阻。供选择的仪器如下：‎ A．待测电流表（，内阻约300Ω）‎ B．电流表 （，内阻约100Ω）‎ ‎ C．电压表V1（量程6V）‎ D． 电压表V2（量程15V）‎ E．滑动变阻器 （Ω）‎ F．滑动变阻器 （Ω）‎ G． 定值电阻（300Ω）‎ H． 定值电阻（10Ω）‎