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三年高考(2017-2019)物理真题分项版解析——专题19 电学实验(原卷版)

1、专题19 电学实验1(2019新课标全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 ,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)A18 Ma B21 mA C25mA D28 mA(3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)A微安表内

2、阻测量错误,实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 CR值计算错误,接入的电阻偏小DR值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。2(2019新课标全国卷)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 );S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0A时得到的某硅二

3、极管UI关系曲线。回答下列问题:(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0A,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (填“变大”或“变小”),电压表V1示数 (填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为= 103V/(保留2位有效数字)。3(2019新课标全国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k

4、刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 ),滑动变阻器R2(最大阻值500 ),电阻箱(099 999.9 ),干电池(E=1.5 V,r=1.5 ),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为_:滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向

5、_k处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_。4(2019天津卷)现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是_。(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻约为,画出实验电路图,并标明器材代号。电源(电动势,内阻约为)电流表(量程,内阻)电流表(量程,内阻约为)滑动变阻器(最大阻值,额定电流)开关及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表的读数为,电流表的读数为,则这段金属丝电阻的

6、计算式_。从设计原理看,其测量值与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。5(2019江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率实验操作如下:(1)螺旋测微器如题111图所示在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动 (选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。(题111图)(2)选择电阻丝的 (选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径(3)题112甲图中Rx,为待测电阻丝请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题112乙图实物电路中的正确位置(题112甲图) (题112乙图)(4)

7、为测量R,利用题112甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1I1关系图象如题113图所示接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2I2图象(5)由此,可求得电阻丝的Rx= 根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率6(2019浙江选考)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如图所示的电路。(1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发现电压表示

8、数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接_(选填“a点”或“b点”),按此连接测量,测量结果_(选填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真实值。(2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线。你认为正确的是_(选填“”或“”),并由图线求出电阻Rx=_。(保留两位有效数字)7(2018江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_;_。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图象_。由图象可计算出

9、该干电池的电动势为_V;内阻为_。R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_V;内阻应为_。8(2018新课标全国II卷)某同学组装一个多用电表。可用的器材有:微安表头(量程100 ,内阻900 );电阻箱R1(阻值范围0999.9 );电阻箱R2(阻值范围099 999.9 );导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1

10、 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱_。(2)电阻箱的阻值_;R2=_(保留到个位)9(2018天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:A电压表(量程01 V,内阻约为10 k)B电压表(量程010 V,内阻约为100 k)C电流表(01 mA内阻约为30 )D电流表(00.6 A,内阻约为0.05 )E电源(电动势1.5 V,额定电流0

11、.5 A,内阻不计)F电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计)G滑动变阻器R0(阻值范围010 ,额定电流2 A)为使测量尽量准确,电压表选用_,电流表选用_,电源选用_。(均填器材的字母代号);画出测量Rx阻值的实验电路图_。该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_。10(2018新课标全国III卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 );V可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(

12、1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线_;(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2;(4)待测电阻阻值的表达式Rx=_(用R0、U1、U2表示);(5)重复步骤(3),得到如下数据:12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx=_。(保留1位小数)11(2018新课标全国I卷)某实验小组利用如图(a)所示的

13、电路探究在25 80 范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 时的阻值)为900.0 :电源E(6 V,内阻可忽略):电压表(量程150 mV):定值电阻R0(阻值20.0 ),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 ):电阻箱R2(阻值范围0999.9 ):单刀开关S1,单刀双掷开关S2。实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ,将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0:保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0:断开S1,记下此时

14、R2的读数,逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 C,实验得到的R2t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端;(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2t曲线:_(3)由图(b)可得到R1,在25 80C范围内的温度特性,当t=44.0 时,可得R1=_;(4)将Rt握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为_,则手心温度为_。12(

15、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

16、r=_。13(2017新课标全国卷)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

17、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)14(2017新课标全国卷)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

18、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

19、)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。15(2017新课标全国卷)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,

20、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)16(2017江苏卷)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

21、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