高考物理名校试题专题19 电学实验

高考物理名校试题专题19 电学实验

‎【精选+详解】2013届高三物理名校试题汇编系列（第1期）‎ 实验一 用描迹法画出电场中平面上的等势线 ‎1.（上海市虹口区2012届高三第一学期期终教学质量监控测）在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图示连接电路。将电压传感器的两个接线柱分别和两个探针相连接，已知电压传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，读数为正。在电极A、B的连线上等距离的取a、b、c、d、e 共5个基准点。‎ ‎（1）若在图中连接电压传感器正接线柱的探针接触a点，连接负接线柱的探针接触b点时，读数为负，则可以判断电极A接在电源的_________极上（选填“正”或“负”）。‎ ‎（2）若连接电压传感器正、负两个接线柱的探针分别接触a点和b点时的示数为U1；分别接触b点和c点时的示数为U2，则有|U1|______|U2|（选填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎（3）某位同学分别探测出5个基准点a、b、c、d、e的等势点如图所示，请用实线绘出该电场的电场线（要求画出5条电场线）。‎ ‎2．（上海市六校2012届高三上学期12月份联考）在“DIS描绘电场等势线”的实验中,‎ ‎（1）给出下列器材，ab处的电源应选用______，传感器应选用______。（用字母表示）‎ A.6V的交流电源     B.6V的直流电源          C.100V的直流电源     ‎ D.电压传感器         E.电流传感器          F.力传感器 ‎（2）（单选题）该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是（ ）‎ A.逐渐增大    B.逐渐减小    C.先变大后变小       D.先变小后变大 ‎3．（广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2012届高三11月联考理综卷）‎ ‎（1）甲图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验的装置图．如乙图所示，某同学在导电纸上A、B两电极的连线上等间距的选出a、b、c、d、e五个基准点，虚线MN过d垂直于AB．已知所用的灵敏电流表的指针偏转与电流流向的关系是：电流从探针I流入时，指针向左偏转，电流从探针II流入时，指针向右偏转．实验时，该同学当把探针I压在d点处，探针II沿虚线MN从d点向下运动时，运动过程中探针II一直压在导电纸上，则在探针II运动的过程中，电流表的指针将 偏转（填向右、向左或没有）．‎ ‎（2）如果在实验过程中，某同学已把导电纸、复写纸、白纸铺放在木板上，按自上而下的顺序放好，并且用电压表检查电极A、B两端，发现电压正常，然后让其中的一个探针接触某一基准点，另一探针在该基准点附近的导电纸上左、右试探移动，无论怎样移动，灵敏电流计的指针都不会发生偏转，其原因可能是 （只要答出一个原因即可）。‎ ‎3.（1）向左 （2）导电纸导电面朝下放置、灵敏电流计被破坏等 解析：（1）电流计指针的偏转方向与两探针间的电势高低有关。由题意，电极B相当于正电荷，电极A相当于负电荷，静电场中，经过d点的等势线如上图弯曲虚线所示，‎ 该同学把探针I压在d点处，探针I的电势与等势线上的任何一点的电势相同，当探针II沿虚线MN从d点向下运动时，探针II的电势始终小于上图等势线处电势，即探针I的电势较大，电流从探针I流入电流计，指针向左偏转。‎ 实验二 描绘小灯泡的伏安特性 ‎4．（吉林省长春市2012届高三上学期第一调研测试）某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：‎ A．直流电源（6V，内阻不计）‎ B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω） C．电流表A（，内阻未知）‎ D．滑动变阻器R（0~20Ω，‎5A） E．滑动变阻器R’（0~200Ω，‎1A）‎ F．定值电阻R0（阻值1990Ω） G．开关与导线若干 ‎（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）。（画在方框内）‎ ‎（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用 。（填写器材序号）‎ ‎（3）将上述电子元件R1 和另一电子元件R2接入如图所示的电路甲中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示。电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为 Ω，R3接入电路的阻值为 Ω（结果保留两位有效数字）。‎ ‎4．（1）如下图所示 （2）D （3）10；4.0‎ ‎5.（江苏省苏州市2012届高三元月调研测试）一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为‎0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。‎ A.电源E：电动势为3.0V，内阻不计；‎ B.电压表V1：量程为0~3V，内阻约为‎1‎ C.电压表V2：量程为0~15V，内阻约为4‎ D.电流表A1：量程为0~‎3A，内阻约为0.1； E.电流表A2：量程为0~‎0.6A，内阻约为0.6；‎ F.滑动变阻器R1：最大阻值为l0Ω，额定电流为‎0.6A；‎ G.滑动变阻器R2：最大阻值为l5Ω，额定电流为‎1.0A；‎ H.滑动变阻器R3：最大阻值为l50Ω，额定电流为‎1.0A；‎ I.开关S，导线若干．‎ 实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：‎ I/A ‎0.00‎ ‎0.12‎ ‎0.21‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ U/V ‎0.00‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2．00‎ ‎（1）实验中电压表应选用　　　　　；电流表应选用　　　　　；滑动变阻器应选用　　　　　（请填写选项前对应的字母）．‎ ‎（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上；闭合开关前，应使变阻器滑片放在最 （填“左”或“右”）端。‎ ‎（3）在上面坐标中画出小灯泡的曲线．[来源:Z,xx,k.Com]‎ ‎（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功率约为 （保留两位有效数字）．‎ ‎（3）按表中测量数据描点，并将所描各点用平滑的曲线连接起来，如答案图所示。‎ ‎（4）若将本题中的小灯泡接在电池两端，灯泡两端的电压就是路端电压，而灯泡中的电流等于总电流；根据U=E-Ir，若作出路端电压U与总电流I的关系图象应该是一条直线，该直线与小灯泡的U-I图象只有一个交点，该交点就表示小灯泡工作时的实际电流和实际电压；如答案图中红线所示，根据交点坐标可知，工作电流约为‎0.41A，工作电压约为1.1V，所以小灯泡的实际功率约为1.1V×‎0.41A=0.45W。‎ 注意：第（4）问中，要作出路端电压U与总电流I的关系图象，可先根据数学知识求出函数表达式为U=1.5-I，进而再确定该直线上的两个点，如该直线肯定经过（0，1.5）和（0.5，1.0）.‎ ‎6．（（山西省忻州一中等四校2012届高三第二次联考理综卷）某同学测绘标有“4.8V，‎0.3A”字样的小灯泡的电功率P随电压U的变化的图像，要使小灯泡两端的电压从0V到4.8V连续变化，为了使测量尽可能准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：‎ A．电流表（量程为‎0.6A，内阻约为1Ω） B．电流表（量程为‎3A，内阻约为0.2Ω）‎ C．电压表（量程为6V，内阻约为2kΩ） D．电压表（量程为15V，内阻约为4.5kΩ）‎ E．滑动变阻器（阻值范围为0--20Ω，额定电流为‎2A）‎ F．滑动变阻器（阻值范围为0—2kΩ，额定电流为‎0.5A）‎ G．电池组（电动势为6V，内阻约为1Ω）[来源:学科网]‎ ‎（1）选用的器材代号为_______________________。‎ ‎（2）在图甲所示的虚线框中画出实验电路图。‎ ‎（3）根据实验测量的数据描出P-U图像，如图乙所示，小灯泡在1.5V电压下的阻值为_______Ω。‎ ‎7．（江苏省南京市四校2012届高三12月月考）如图1所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关系曲线图。‎ ‎（1）为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选择的是图 。（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100Ω）。‎ ‎（2）（江苏省南京市四校2012届高三12月月考）在如图4所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 Ω。‎ ‎8．（山西省临汾一中2012届高三月考理综卷）一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图所示的电路图。请回答下列问题：‎ 序号 电压/V 电流/A ‎1‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎2‎ ‎0.40‎ ‎0.02‎ ‎3‎ ‎0.80‎ ‎0.05‎ ‎4‎ ‎1.20‎ ‎0.12‎ ‎5‎ ‎1.60‎ ‎0.20‎ ‎6‎ ‎2.00‎ ‎0.31‎ ‎7‎ ‎2.40‎ ‎0.44‎ ‎（1）请将图中的实物连线按电路图补充完整。 ‎ ‎（2）考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。‎ ‎（3）实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。‎ ‎（4）为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由求得。乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由求得。其中 （选填“甲”、“乙”）同学的方法正确。‎ ‎8. （1）如下图左图所示 （2）小于 （3）如下图右图所示 （4）甲 实验三 测定导体电阻及金属的电阻率 ‎9．（浙江省重点中学协作体2012届高三第二学期3月调研理综试题）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：‎ ‎（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择： A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流‎1A；‎ B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω； C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；‎ D．电压表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；‎ E．滑动变阻器R1：最大阻值1kΩ； ‎ F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；‎ G．开关．导线等 在可供选择的器材中，应选用的电流表是____（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是____（填“R1”或“R2”）；‎ ‎（2）根据所选的器材画出实验的电路图；‎ ‎（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L，电阻R的数据如下表：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 长度L（cm）‎ ‎20.0‎ ‎25.0‎ ‎30.0‎ ‎35.0‎ ‎40.0‎ ‎45.0‎ 电阻R（kΩ）‎ ‎1.3‎ ‎2.1‎ ‎3.0[来源:学科网]‎ ‎4.1‎ ‎5.3‎ ‎6.7‎ 为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。‎ ‎10．（安徽省合肥市2012届高三上学期第一次教学质量检测）有一种新材料做成的电阻丝，横截面积为‎10mm2，电阻率约为lΩ·m。为了准确测定它的电阻率，截取了一段电阻丝，测得它的长度为‎86.50mm。实验中用伏安法测量导线的电阻，并要多次测量求其平均值。供选用的器材有：‎ 电源E（电动势为4V）；开关、导线若干；‎ 电流表A1（量程为0.5mA，内阻约为lΩ）； 电流表A2（量程为‎0.6A，内阻约为10Ω）；‎ 电压表V（量程为3V，内阻约为2kΩ）； 滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）。‎ 根据你所设计的电路，电流表应选___ _，在图中将选用的器材连成符合要求的实验电路（不得改动图中已画出的部分连线）。‎ ‎10.A1；实验电路连接图如下图所示 ‎11.（广东省广州市2012届高三上学期调研考试）测金属电阻率实验：‎ ‎（1）测长度时，金属丝的起点、终点位置如图（a），则长度为：__________cm；‎ ‎（2）用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图（b），则直径为：____________mm；‎ ‎（3）用多用表“Ω×1”挡估测其电阻，示数如图（c），则阻值为：__________Ω；‎ ‎（4）在图d中完成实物连线；‎ ‎（5）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最________(填“左”或“右”) 端。‎ ‎11.（1）60.50 （2）1.981 （3）5（有估读的不扣分） （4）连图如图所示 （5）左 ‎12.（河北省衡水中学2012届高三下学期第一次调研考试理综试卷）实际电压表内阻并不是无限大，可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻，器材如下：‎ ‎①待测电压表（量程3V，内阻约3kΩ待测）一只；②电流表（量程‎3A，内阻0.01Ω）一只；③电池组（电动势约为3V，内阻约1Ω）；④滑动变阻器一个；⑤变阻箱（可以读出电阻值，0-9999Ω）一个；⑥开关和导线若干。‎ 某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：‎ ‎（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。‎ ‎（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和 （填上文字和符号）；‎ ‎（3）（单选题）选择下面坐标轴，作出相应的直线图线。‎ ‎（A）U—I （B）U—1/I （C）1/U—R （D）U—R ‎（4）设直线图像的斜率为k、截距为b，请写出待测电压表内阻表达式Rv＝ 。‎ ‎12.（1）乙 （2）电阻箱的阻值R （3）C （4）b/k ‎ 解析：（1）图甲中，电路的电流太小，约为几毫安，电流表测不出来，所以只能选择乙图。‎ ‎（2）（3）（4）利用乙图电路的实验原理是闭合电路欧姆定律，即，化简整理后有，本实验 需要直接测量并记录的物理量有电压表的读数U和电阻箱的阻值R，作出的1/U—R 图象；根据题意有和，所以Rv＝b/k. ‎ ‎13．（贵州省五校联盟2012届高三第三次联考理综卷）湘江河是流经遵义市城区的一条河流，由于市内入住人口的增加，难免不对河水造成一定的影响。市某中学物理兴趣小组想测出河水的电阻率，以判断河水是否达标。如图甲所示为该兴趣小组同学所用盛水容器，其左右两侧为带有接线柱的金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，容器内部长,宽,高.现将水样注满容器后,其部分操作如下：‎ ‎①该小组同学先后用多用电表欧姆挡的“”、 “”两挡位粗测水样的电阻值时，表盘指针如图乙中所示,则所测水样的电阻约为 .‎ ‎②为此该小组从实验室找到电源（12V，内阻约）、滑动变阻器（，额定电流1）、开关和若干导线及下列器材：‎ A．电流表，内阻 B．电流表，内阻 C．电压表，内阻约为 D．电压表，内阻约为 ‎（1）要求更精确地测量所取水样的电阻,电流表应选 ，电压表应选 .（填序号）.‎ ‎（2）请用铅笔画线代替导线帮他在图丙中完成电路连接.（已连线路不得更改）.‎ ‎（3）若测得水样的电阻为R，则河水的电阻率 .（用、、、表示）.‎ ‎13．① ；（1）A；C （2）如图所示 （3）‎ 实验四 测定电池的电动势和内电阻 ‎14．（江西省南昌市2012届高三第五次月考理综卷）如图所示，在测电池的电动势和内电阻的实验中，接通开关，电压表有读数，电流表示数为零．改变变阻器滑片的位置，电流表也没有反应．用多用表电压档检查电路，把红表笔接到电池的正极，黑表笔分别接触电流表的正极(b点)和负极(c点)，多用表电压档的示数均零；用黑表笔分别接触d点、e点，多用表电压档的示数均和电压表示数相等．检查各接线柱选择均正确且接触良好，则电路中发生故障的原因是________。故障排除后，根据得出的数据作出的U－I图象如图所示，由图象得出电池的电动势E=_____V，内电阻r=____Ω。‎ ‎15.（河北省衡水中学2012届高三上学期第四次调研）在“伏安法测干电池的电动势和内电阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组路端电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致。由实验数据来分析，他所连接的电路可能是如图所示电路图中的 （ ）‎ U/V ‎0．60‎ ‎0．70‎ ‎0．80‎ ‎0．90‎ ‎1．00‎ ‎1．10‎ I/A ‎0．18‎ ‎0．21‎ ‎0．25‎ ‎0．27‎ ‎0．30‎ ‎0．33‎ ‎16．（宁夏银川一中2012届高三第五次月考试题理综卷）用图示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：‎ A．电流表（量程‎0.6A、‎3A） B．电压表（量程3V、15V）‎ C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W） D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）‎ E．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流‎2A）‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω、额定电流‎1A）‎ ‎（1）则为使实验测量精确，便于操作。定值电阻应该选 ；滑动变阻器应该选 。‎ ‎（2）实验中，调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如下表。‎ 电流表读数I/A ‎1.72‎ ‎1.35‎ ‎0.98‎ ‎0.63‎ ‎0.34‎ 电压表读数U/V ‎1. 88‎ ‎1.92‎ ‎1.93‎ ‎1.98‎ ‎1.99‎ 请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图象，根据图象得出蓄电池的电动势为 V，内阻的测量值为 。‎ ‎17．（山西大学附属中学2012届高三第二次理科综合能力测试）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．‎ ‎（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选哪一种规格？答 。‎ A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω1. 0 W C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W ‎（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图（b）所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 Ω。‎ ‎17.（1）C （2）10；44～48 ‎ 解析：（1）根据50 mA=E/R0=9V/R0，可求得R0=180Ω，实际要求稍微大于180Ω，即选项C正确。‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律有，整理后有，可见图象与纵轴的截距表示1/E，图象的斜率表示r/E，所以有1/E=0.1，r/E=‎ ‎，可得E=10V， r=46Ω。‎ 实验五 电表的改装 ‎18．（河南省豫北六校2012届高三年级第三次精英联考理科综合能力试题）如图所示是利用“半偏法”测量电压表内阻的电路图，现备有下列器材：‎ A．待测电压表V（量程3V，内阻RV在2 kΩ-3 kΩ范围内） B．电阻箱R（0-99999． 9Ω）‎ C．滑动变阻器R1（0-1 kΩ，‎0.2 A） D．滑动变阻器R2（0-20Ω，‎1 A）‎ E．蓄电池E（直流6V，内阻不计） F．电键S一个、导线若干 ‎（1）完成下列步骤中的填空：‎ ‎①按照原理图将仪器连接好后，滑动变阻器R′'的滑动触头应调节到最 （填“左”或“右”）端；‎ ‎②将电阻箱R调至 Ω，闭合电键S，移动滑动变阻器触头，使待测电压表指针偏转到适当位置，记住此时电压表的读数U1；‎ ‎③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱R，使电压表的读数为 。记下此时电阻箱的阻值R1；‎ ‎④重复②记住电压表的读数U2、重复③记下电阻箱的阻值R2；如此多次重复，将每次所记录的电阻箱阻值求 ，即为待测电压表内阻的测量值。‎ ‎（2）实验中，滑动变阻器应选用____。‎ ‎（3）RV的测量值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）‎ ‎（4）根据原理图，在实物图上连线。‎ ‎18.（1）①左 ②0 ③U1/2 ④平均 （2）D或者R2 （3）偏大 （4）如图所示