高中物理高考 专题19 电学实验 2021年高考物理真题与模拟题分类训练（学生版）

专题19 电学实验 1．(2021·山东高考真题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E(电动势，内阻r约为）； 电阻箱R(阻值范围）； 滑动变阻器(最大阻值）； 滑动变阻器(最大阻值）； 微安表(量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________(填“”或“”）。 (2）请用笔画线代替导线，将实物图(不含温控装置）连接成完整电路__________。 (3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________(结果保留到个位），该测量值___________(填“大于”或“小于”）真实值。 (4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________(填“增大”或“减小”）。 2．(2021·全国高考真题）某同学用图(a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡(额定电压2.5V，额定电流0.3A） 电压表(量程300mV，内阻300） 电流表(量程300mA，内阻0.27） 定值电阻R0 滑动变阻器R1(阻值0-20） 电阻箱R2(最大阻值9999.9） 电源E(电动势6V，内阻不计） 开关S、导线若干。 完成下列填空： (1）有3个阻值分别为10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为___________的定值电阻； (2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的___________(填“a”或“b”）端； (3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图(b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________(保留1位有效数字）； (4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_______。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 (5）由图(b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻___________(填“增大”“减小”或“不变”）； (6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率W1=_______W(保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为W2，则=_______(保留至整数）。 3．(2021·湖南高考真题）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为）、一个电流表(内阻为）、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： (1）将器材如图(a）连接： (2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端(填“a”或“b”）； (3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据； (4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________(用、、、、表示） (5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图(c）方框中画出实验电路图__________(电阻丝用滑动变阻器符号表示）； (6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。 4．(2021·浙江高考真题）小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。 (1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数，电流表的示数如图2所示，其读数___________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为，。由此可知应采用电流表___________(填“内”或“外”）接法。 (2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验： ①器材间连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图___________； ②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻___________。此方法___________(填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是___________。 5．(2021·全国高考真题）一实验小组利用图(a）所示的电路测量一电池的电动势E(约）和内阻r(小于）。图中电压表量程为，内阻：定值电阻；电阻箱R，最大阻值为；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： (1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选___________(填“5.0”或“15.0”）； (2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U； (3）根据图(a）所示电路，用R、、、E和r表示，得___________； (4）利用测量数据，做图线，如图(b）所示： (5）通过图(b）可得___________V(保留2位小数），___________(保留1位小数）； (6）若将图(a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为，由此产生的误差为___________%。 6．(2021·广东高考真题）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 (1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。 (2）再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端(选填“a”或“b”）。 将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。 再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。 ②实验中记录的阻值_____(选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。 7．(2021·河北高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡(，），直流电源(），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。 (1）根据图1，完成图2中的实物连线______； (2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______(单项选择，填正确答案标号）； A．电流表短路 B．滑动变阻器的滑片接触不良 C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端 (3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______(保留三位有效数字）。 1．学习小组准备测某型号电池的电动势和内阻。已知电池电动势约为12V，内阻约3Ω，直流电压表(量程为3V，内阻约2kΩ），电流表(量程为3A，内阻为3Ω）。需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程： (1）扩大电压表量程，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空。 第一步：按电路图连接实物 第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零 第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V 第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V 第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表。 实验中电阻箱和滑动变阻器可供选择的器材有： A．电阻箱(阻值范围0～9999Ω） B．电阻箱(阻值范围0～999Ω） C．滑动变阻器(阻值为0～30kΩ） D．滑动变阻器(阻值为0～30Ω） 电阻箱应选___________，滑动变阻器应选___________。 (2）用扩大了量程的电压表，通过电路图___________(选填乙或丙）测电池电动势E和内阻r并得到多组电压U和电流I的值，并做出U-I图线如图丁所示，可知电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。(结果均保留1位小数） 2．某同学要将一满偏电流为5mA的毫安表G改装为量程为100mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对表进行改装。最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行校正。具体实验步骤如下： ①按电路原理图甲连接线路； ②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度； ③闭合S2，保持R1不变.调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的一半的位置，记下R2的阻值。 (1）若按正确操作步骤读出R2的阻值为95Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=______Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg______(选填“大于”、“等于”或“小于”）Rg'。 (2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为100mA的电流表，则需要______(选填“串”或“并”）联一个阻值R=______Ω(保留两位有效数字）的电阻。 (3）根据图乙所示电路对改装后的电表进行校正，改装表的指针位置如图丙所示，若改装的电流表准确，则标准毫安表的示数为_______mA。(保留两位有效数字） 3．某实验小组做“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。除开关、导线以外，实验室还有以下器材可供选择： A．待测小灯泡L(，） B．电流表(量程，内阻约） C．电流表(量程，内阻约） D．电压表V(量程，内阻约） E.滑动变阻器(最大阻值，额定电流） F.滑动变阻器(最大阻值，额定电流） G.电池组E(电动势为，内阻不计） (1）为了尽可能减小实验误差，且要求能够在的范围内对小灯泡的电压进行测量，电流表选________，滑动变阻器选________(填写实验器材前的字母代号）； (2）根据所选的器材，请在图甲中完成电路图________； (3）某同学根据实验数据描绘的小灯泡伏安特性曲线如图乙所示，将两个规格相同的该灯泡并联后接到电动势为、内阻为的另一电源上，如图丙所示。则每个小灯泡的实际功率为_______W。(结果保留2位有效数字）