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2019-2020年高考物理 考點匯總 考點13 電學實驗 1.（xx安徽理綜T21（II））如圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖,已知小燈泡額定電壓為2.5 V. (1)完成下列實驗步驟: ①閉合開關前,調節(jié)滑動變阻器的滑片,　. ②閉合開關后,逐漸移動變阻器的滑片,　. ③斷開開關，……。根據實驗數(shù)據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物電路相應的電路圖. 【解題指南】解答本題的關鍵是理解實驗原理及數(shù)據處理的方法，明確滑動變阻器的連接方式，選擇電流表的內接或外接法 【解析】（1）①開關閉合前應使小燈泡兩端的電壓為0，所以應使滑動變阻器的滑片滑至最左端. ②實驗中要測出多組燈泡兩端的電壓和電流值，因此閉合開關后，逐漸移動變阻器的滑片，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)不應超過2.5V （2）根據實物圖畫出電路圖如下圖： 【答案】（1）使滑動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)，直至電壓表達到額定電壓 （2）見解析 2.（xx天津理綜T9（3））某同學在進行擴大電流表量程的實驗時,需要知道電流表的滿偏電流和內阻.他設計了一個用標準電流表來校對待測電流表的滿偏電流和測定內阻的電路,如圖所示.已知的量程略大于的量程,圖中為滑動變阻器,為電阻箱.該同學順利完成了這個實驗. ①實驗過程包含以下步驟,其合理的順序依次為　　　　(填步驟的字母代號); A.合上開關 B.分別將和的阻值調至最大 C.記下的最終讀數(shù) D.反復調節(jié)和的阻值,使的示數(shù)仍為,使的指針偏轉到滿刻度的一半,此時的最終讀數(shù)為r E.合上開關 F.調節(jié)使的指針偏轉到滿刻度,此時的示數(shù)為,記下此時的示數(shù) ②僅從實驗設計原理上看,用上述方法得到的內阻的測量值與真實值相比　　　(選填“偏大”、“偏小”或“相等”); ③若要將的量程擴大為I,并結合前述實驗過程中測量的結果,寫出須在上并聯(lián)的分流電阻RS的表達式,RS=　　　　. 【解題指南】本題考查半偏法測電流表的電阻及電流表的改裝問題.解答的關鍵是正確理解實驗原理，讀懂電路圖，根據串并聯(lián)電路特點，知道各元件的電流、電壓的關系 【解析】為了保護電流表，合上開關S1之前，應使R1、R2的阻值調至最大；測G2的滿偏電流時利用串聯(lián)電路電流相等的特點，在S2斷開的情況下通過讀出G1的讀數(shù)來獲得；測G2內阻時利用串并聯(lián)電路的特點，R2與G2電流相等時電阻相同，即可通過R2的阻值求出G2的內阻.根據以上分析可知，合理的順序應為：BEFADC 從實驗設計的原理看，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G2讀數(shù)等于G1讀數(shù)的一半時，G2的讀數(shù)一定等于通過R2的電流，此時R2的阻值一定等于G2的內阻，即G2的內阻為r G2與RS并聯(lián)后，當G2的指針滿偏時，通過RS的電流為（I-I1），此時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元件,小明使用多用電表對其進行探測. (1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調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黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應　　　　(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況. (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“1”擋,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值.測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如表.兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖乙所示. 請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路. 兩表筆接的接點 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考查,難度中等. 【解析】(l)此時應進行機械調零，要用調零定位螺絲A. (2) 為防止損壞電表，要用試觸法，故應短暫接觸. （3）每對接點間正反向電阻阻值均相等，說明內部電路中沒有二極管，只有三個相同阻值的電阻，結合串并聯(lián)電路的特點，可以判斷a、b接點的電阻為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新課標全國卷T23）圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內的U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關.此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線. （1）在圖中畫線連接成實驗電路圖. （2）完成下列主要實驗步驟中的填空： ①按圖接線. ②保持開關S斷開，在托盤內加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質量m1. ③閉合開關S，調節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內重新加入適量細沙，使D ；然后讀出__________________，并用天平稱出 . ④用米尺測量_______________. （3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=_________. （4）判定磁感應強度方向的方法是：若____________，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里. 【解題指南】解答本題時可按以下思路分析： 分析U形金屬框的平衡 通電時托盤拉力與U形金屬框的重力和安培力合力平衡 安培力有兩個可能方向 不通電時托盤拉力與 U形金屬框重力平衡 構成一電流可調的供電電路 【解析】分析本實驗原理可得出：通過U形金屬框在重力、繩子拉力和安培力作用下的平衡，來測量磁場的磁感應強度大小，所以必須構成給金屬框通一可改變電流大小的供電電路，根據所給儀器即可連接成一簡單的串聯(lián)實驗電路.根據金屬框的平衡要測定金屬框的重量和安培力的大小，可通過改變托盤內的細沙質量來調平衡，由于磁場方向不確定所以實驗結果有兩種可能，所列平衡方程式為：，，所以.其相應的實驗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； 此時細沙的質量m2. ④D的底邊長. （3） （4）m2>m1 5.(xx北京理綜T21)在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結果如圖所示,其讀數(shù)應為　　　　mm(該值接近多次測量的平均值). (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為:電池組(電動勢3 V,內阻約1Ω)、電流表(內阻約0.1 Ω)、電壓表(內阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關、導線若干. 某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據如下: 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 由以上實驗數(shù)據可知,他們測量Rx采用的是　　　　(選填“甲”或“乙”)圖. (3)圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖, 圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(2)所選的電路圖,補充完成圖丙中實物間的連線,并使閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞. (4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖丁所示,圖中已標出了與測量數(shù)據對應的4個坐標點.請在圖丁中標出第2、4、6次測量數(shù)據的坐標點,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)根據以上數(shù)據可以估算出金屬絲電阻率約為　　　(填選項前的符號). A.110-2Ωm　　　　　　B.110-3Ωm C.110-6Ωm D.110-8Ωm (6)任何實驗測量都存在誤差.本實驗所用測量儀器均已校準,下列關于誤差的說法中正確的選項是　　　　(有多個正確選項). A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,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阻引起的誤差屬于偶然誤差 C.若將電流表和電壓表的內阻計算在內,可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D.用U-I圖像處理數(shù)據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: (1)估計被測電阻的阻值. (2)分析表格數(shù)據推斷滑動變阻器的連接方式. (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. 【解析】⑴螺旋測微器螺旋上的50個刻度對應前進或后退0.5mm，還要注意估讀一位，保證最后結果在毫米作單位的情況下小數(shù)點后有三位數(shù). ⑵從表格數(shù)據可以估計出被測電阻大約是5Ω.因為滑動變阻器最大電阻20Ω，電源電動勢3V，若采用限流式接法，被測電阻獲得的最小電壓，可是表格第一組數(shù)據電壓只有0.1V，可見，在實驗中，滑動變阻器不是限流式接法，所以選甲 ⑶分壓式接法滑動變阻器的的三個接線端都要接入電路，其中兩個固定端與電源相連 ⑷求出U—I圖像斜率即表示電阻值. ⑸根據公式，電阻率，代入數(shù)據即可求出電阻率 ⑹偶然誤差隨機產生，不可預計；系統(tǒng)誤差是由一些固有的因素（如測量方法的缺陷）產生的，理論上說系統(tǒng)誤差總是可以通過一定的手段來消除.讀數(shù)造成的誤差屬于偶然誤差，A錯誤；表的內阻造成的誤差屬于系統(tǒng)誤差，是可以消除的，所以B錯誤，C正確.用U—I圖像處理數(shù)據，所做的圖線對測量數(shù)據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)）在測量金屬絲電阻率的實驗中,可供選用的器材如下: 待測電阻絲:Rx(阻值約4Ω,額定電流約0.5A); 電壓表:V(量程3 V,內阻約3 kΩ); 電流表:A1(量程0.6 A,內阻約0.2 Ω); A2(量程3 A,內阻約0.05 Ω); 電源:E1(電動勢3V,內阻不計); E2(電動勢12V,內阻不計); 滑動變阻器:R(最大阻值約20Ω); 螺旋測微器;毫米刻度尺;開關S;導線. ①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為　　　　mm. ②若滑動變阻器采用限流接法,為使測量盡量精確,電流表應選　　　　、電源應選　　　　(均填器材代號),在虛線框內完成電路原理圖. 【解題指南】解答本題應把握以下四點： （1） 螺旋測微器的讀數(shù)由兩部分組成，注意估讀. （2） 選儀器應在安全性的基礎上減小誤差. （3） 正確選擇電流表的內外接法. （4） 正確選擇滑動變阻器分壓式還是限流式. 【解析】①螺旋測微器的固定刻度顯示為1.5mm，其可動刻度為0.273mm，二者相加就是測量值1.5mm+0.273mm=1.773mm.②待測電阻絲的額定電流為0.5A,為減小實驗誤差，應選量程為0.6A的電流表A1，待測電阻絲的電阻約為4Ω，額定電流為0.5A，故由歐姆定律得額定電壓約為2V，所以電源應選E1.由于所測電阻絲的電阻較小，故電流表應選外接法，滑動變阻器可選限流式.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））某同學測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻. ①分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示，長度為_____cm，直徑為_____mm. ②按圖丙連接電路后，實驗操作如下： （a）將滑動變阻器R1的阻值置于最_____處（填“大”或“小”）；將S2撥向接點1，閉合S1，調節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0； （b）將電阻箱R2的阻值調至最______（填“大”或“小”）；將S2撥向接點2；保持R1不變，調節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2阻值為1280Ω； ③由此可知，圓柱體的電阻為_____Ω. 【解題指南】本題利用替代法來測電阻.要利用閉合電路歐姆定律進行分析和求解.同時要注意電學實驗的設計所遵循的三個原則. 【解析】①游標卡尺的讀數(shù)為=(50+0.11)mm=50.1mm=5.01cm.螺旋測微器的讀數(shù)為d=(5+31.50.01)mm=5.315mm. ②電學實驗的設計要遵循科學性原則、安全性原則和準確性原則.此電路中滑動變阻器是以限流方式接入電路中的，故在（a）步驟中合上開關前應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））某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E. ①先直接用多用電表測定該電池電動勢.在操作無誤的情況下,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S、若干導線和該電池組成電路,測定該電池電動勢. (ⅰ)根據電路圖,用筆畫線代替導線,將實物圖連接成完整電路. (ⅱ)閉合開關S,調整電阻箱阻值R,讀出電壓表相應示數(shù)U.該學習小組測出大量數(shù)據,分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據,并計算出相應的1/R與1/U的值.請用表中數(shù)據在坐標紙上描點,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】解答本題時應明確以下三點： （1）多用電表的讀數(shù)應恰當選擇標尺 （2）實物連接應注意電表的內外接問題 （3）理解圖象的意義 【解析】①選擇中間標尺，10V量程最小刻度為0.2V,因此示數(shù)為 ②(ⅰ)依電路圖連接實物圖如圖所示 (?、?據表格數(shù)據描點所作圖象如圖所示 (?、、?據閉合電路歐姆定律得,因此據圖象縱坐標讀數(shù)的倒數(shù)得E=10.0V(9.5～11.1V) 【答案】① ②(ⅰ) (?、?見解析圖 (?、、? 10 (9.5～11.1均正確) 9.（xx海南單科T13）圖示電路可用來測量電阻的阻值。其中E為電源，R為已知電阻，Rx為待測電阻，可視為理想電壓表，S0為單刀單擲開關，S1、S2為單刀雙擲開關。 （1）當S0閉合時，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）若電源電動勢E＝1.5V，內阻可忽略；電壓表量程為1V，R＝100Ω。此電路可測量的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