【2017年整理】考点13电学实验

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1、第 1 页考点 13 电学实验1 .（2007新课标全国卷T22）实验题（15 分） （1）由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有_。（2）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约 1.5 V，符号电压表：量程 1 V，内阻 998.3 ，符号电流表：量程 1 A，符号滑动变阻器：最大阻值 10 ，符号电阻箱：最大阻值 99 999.9 ，符号单刀单掷开关 1 个，符号导线若干设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内。要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负

2、。为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的_倍，电阻箱的阻值应为_。【解析】这是圆柱形电容器，但可以定性地根据平行板电容器的公式判断，由平行板电容器的公式 ，可推测影响圆柱形电容器电容的因素有：正对面积、4SCkd板间距离、极板间的介质即 H、 R1、 R2、 。考虑到电源的内阻比较小，则电流表接法是确定的，所以必须连接成答案所示。第 2 页因为干电池的电动势约为 1.5 V，电压表的量程 1 V，为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的 2 倍；又因电压表的内阻为 998.3 ，所以电阻箱的阻值也应为 998.3。【答案】： H、 R1、 R2

3、、 （正对面积、板间距离、极板间的介质）2； 998.32 .（2008新课标全国卷T22） （15 分）I、右图为一正在测量中的多用电表表盘.如果是用10 档测量电阻，则读数为 如果是用直流 10 mA 档测量电流，则读数为 mA如果是用直流 5 V 档测量电压，则读数为 V【解析】欧姆档在最上面的一排数据读取，读数为 610=60；电流档测量读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为 7.18mA；同样直流电压档测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为 35.90.1V=3.59V。【答案】：60； 7.18； 3.593 .（2009新课标全国卷T23） (11 分)青岛奥运会帆

4、船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为 0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2 两接线柱之间是励磁线圈，3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于 50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4 断VAE r S第 3 页开；电流小于 50mA 时，3、4 接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为 10

5、0mA。（1） 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。光敏电阻 ,符号 ，灯泡 L，额定功率 40W，额定电压 36V，符号 1RR1保护电阻 ,符号， ，电磁开关，符号 ，蓄电池 E，电压2RR236V，内阻很小；开关 S，导线若干。（2） 回答下列问题：如果励磁线圈的电阻为 200 ，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻的阻值范围为 。2在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4 之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答： 。任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答： 。【解析】 （1

6、）要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与 1，2 串联，3，4 与路灯串联；则电路图如图所示。（2）由 U=IR 得励磁线圈允许加的最大电压为 U=ImR=0.1200V=20V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得 ，2min60.R，因此保护电阻 的阻值范围为 160320 ；2max16320.5R把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4 之间接通：第 4 页不吸合时，3、4 之间断开。电磁起重机【答案】：（1）电路原理如图所示。 （4 分）（2）20 （2 分） 160520（2 分）把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电

7、磁铁吸合铁片时，3、4 之间接通：不吸合时，3、4 之间断开。电磁起重机4.（2010新课标全国卷T23） （11 分）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻 RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将 RT和两个适当的固定电阻 R1、 R2连成图 1 虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL的阻值随 RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下 RL的阻值，测量电路如图 1 所示，图中的电压表内阻很大。 RL的测量结果如表 l 所示。回答下列问题（1）根据图 1 所示的电路，在图 2 所示的实物图上连线。

8、（2）为了检验 RL与 t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作 RLt 关系图线。图 1表 1第 5 页（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图 3、4 所示。电流表的读数为_ ，电压表的读数为_ 。此时等效电阻 LR的阻值为_ ：热敏电阻所处环境的温度约为_ 。【解析】本题以研究半导体材料的伏安特性立意命题，考查考生对电学实验的基本要求，即实物连线、数据处理、电流表和电压表的读数等。解答本题可按以下思路分析：根据电路原理图 进行实物连线 根据表中实验数据在坐标纸上描点作直线 先确定两表的精确度 得两表读数值第 6 页（1）根据电路图连接实物。 （2）根据数据描出点，作出直线。 （3

9、） )(5.410.5)(0.56)(0.5.230 IURVUmAI ，对照图找出相应的温度为 64.0C。【答案】 （1）如图所示（2）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5，64.0或6266C.（2011 新课标全国卷T22） （5 分）为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A 0是标准电流表，R 0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E 是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1）将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节_,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数 I；（2）然后将 S 拨向接点 2，调节_

10、, 使_,记下此时 RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算 RN读数的_,此即为待测微安表头内阻的测量值。【解析】解答本题时可按以下思路分析：一个直流电阻电路中，若其中的一个电阻被另一电阻代替而电路的电流未变化，则这两个电阻相等，解答本题用电阻替代法。（1）将 S 拨向接点 1，接通 S1，通过调节滑动变阻器 R0，使待测表头指针偏转到适第 7 页当位置，记下此时 A0（或标准电流表）的读数 I；（2）然后将 S 拨向接点 2，保持 R0不变，调节变阻箱 RN，使 A0（或标准电流表）的读数仍为 I，记下此时 RN的读数，在实验期间，用 RN代替了 A 表，而标准表 A0的读数不变，故此 R

11、N的读数就是待测表 A 的内阻；（3）为提高精确度，实验时要多次重复上述过程，计算 RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值。【答案】：（1） （或标准电流表） （2） （或标准电流表）的读数0 0A仍为 I （3）平均值 .（2012新课标全国卷T23）（10 分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用部分器材已在图中给出，其中 D 为位于纸面内的 U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱； 为电流表；S 为开 A关.此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质

12、导线.（1）在图中画线连接成实验电路图.（2）完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线.保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1.闭合开关 S，调节 R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D ；然后读出_，并用天平称出 .用米尺测量_.（3）用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出B=_.（4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向 垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里.【解析】解答本题时可按以下思路分析：分析 U 形金属框的平衡 通电时托盘拉力与 U 形金属框的重力和安培力合力平衡 安

13、培力有两个可能方向不通电时托盘拉力与U 形金属框重力平衡构成一电流可调的供电电路分析本实验原理可得出：通过 U 形金属 框在重力、绳子拉力和安培力作用下的平衡，来测量磁场的磁感应强度大小，所以必须构成给金属框通一可改变电流大小的供电电路，根据所给仪器即可连接成一简单的串联实验电路.根据金属框的平衡要测定金属框的重量第 8 页和安培力的大小，可通过改变托盘内的细沙质量来调平衡，由于磁场方向不确定所以实验结果有两种可能，所列平衡方程式为： gm1， BIl2，所以IlgmB21.其相应的实验步骤中的填空就能正确写出.【答案】（1）如图所示（2）重新处于平衡状态；电流表的示数 I；此时细沙的质量 m

14、2.D 的底边长 .l（3） IlgB12（4）m 2m1、 （2013新课标全国卷T23） （8 分）某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“ ”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:1k多用电表；电压表:量程 5V，内阻十几千欧;滑动变阻器：最大阻值 5k导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“ ”挡，再将红1k表笔和黑表笔 ，调零点。(2)将图(a)中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2）端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 k 和 V 。第 9 页(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0k 和 4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为_ k。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 _ V，电阻“ ”挡内部电路的总电阻为 _ k。1k【解析】 (1)万用表使用的第一步就是要短接调零,所以该空中应该填短接(2)万用表的电流方向是”红进黑出”所以红表笔接”1”(3)万用表在 10 到 15之间需要估读一位所以读成 15.0 ，电压表读数应