2018年高考物理专题18电学实验

专题1 8 电学实验1.一个小灯泡的额定电压为2.0 V,额定电流约为0.5 4,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3.0 V,内阻不计B.电压表乂：量程为0-3 丫，内阻约为山。C.电压表力:量程为0-1 5 V,内阻约为4ACD.电流表A：量程为0-3 A,内阻约为0.1QE.电流表4：量程为0-0.6 4,内阻约为0.6QF.滑动变阻器凡：最大阻值为1 0 Q,额定电流为1.0AG.滑动变阻器为：最大阻值为1 5 0 Q,额定电流为1.0AH.开关S,导线若干实验中使用的电压表应选用_ _ _ _ _ _ _ _；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）；实验中某同学连接实验电路如图所示，请你不要改动已连接的导线，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 是 变 阻 器 滑 片 放 在 最 （填“左”或“右”）端。实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图所示，请将该组数据标记在U-/坐 标中，其余实验数据已 标 记 在 坐 标 中，请 画 出 小 灯 泡 的 U-/图线,并 简 述 该 图 线 不 是 直 线 的 主 要 原 因若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Q的电池两端，则小灯泡的实际功率约为W （保留两位有效数字）。【答案】B E F如图所示：p最左端图像如图所示:U/V灯丝电阻（率）随温度升高而增大 0.440.02W【解析】试题分析：小灯泡的额定电压为2.0V,额定电流约为Q5A,为读数方便和准确，电压表量程选择0-3 ,电流表量程选择0-0.6 A,即电压表选择B,电流表选择E。描绘伏安特性曲线，滑动变阻器选择分压式，所 以 滑 动 变 阻 器 选 择 阻 值 小 的 即F o滑动变阻器选择分压式，而待测灯泡电阻约为犬=2=4。,根据衣2 (2)连 线 如 下 图(3)2 5 2 0(4)I)【解析】试题分析：(1)本实验利用了半偏法测电压表的内阻，实验原理为接入电阻箱的时候电路的总电阻减小的不太大，故需要滑动变阻器为小电阻，故选R可减小实验误差。(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：(3)电压表的内阻R和 氏串联，分压为2.00 V和0.50 V,则&=4R =2 5 2 0 Q。U 2 5(4)电压表的满偏电流A=1 mA,故选D。8 2520【考点定位】半偏法测电压表的内阻【名师点睛】此题考查测量电压表内阻以及电表的改装问题；实验是在课本上的“半偏法”的基础上略加改编而成的，考查考生对实验原理的理解及迁移运用能力，解题关键是要搞清实验的原理及实验的步骤；实物图连线也是经常做的题目，比较简单。7视频C21.(I)为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线 圈B、电流计及开关如图连接.经乙同学检查后发现甲同学接线有错误，应该导线是(用导线两端的字母符号表示)。如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_ _ _ _ _ _ _。(填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”)原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针。(填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”)【答案】g h 向右偏 向左偏【解析】试题分析：电路应是滑动变阻器串联在电路中，所以错误的是g h：在闭合电键时，电流增大，磁场增强，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏，若将原线圈迅速插入副线圈时，穿过副线圈的磁通量增大，所以灵敏电流计的指针向右偏；若将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，电流减小，磁场减弱,穿过副线圈的磁通量减小，所以灵敏电流计的指针向左偏。考点：本题考查感应电流方向的判断22.一实验小组准备探究元件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：(D 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)在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示 数 调 为 零.原 因 可 能 是 图 中 的(选 填 a、b、c、d、e、f)处接触不良.(4)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.序号电压/V电流/A10.0 00.0 020.4 00.0 230.800.0 541.2 00.1 251.6 00.2 062.0 00.3 172.4 00.4 40 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4（5）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 R=求得.乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k,由R=L 求得.其中_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（选 填“甲”、“乙”）同学的方法正确.k【答案】（1）如图所示（2）小于（3）f （4）如图所示（5）甲试题分析：（1）根据电路图，连接实物，如图所示；（2）由图知，电流的测量偏大，根据R =?知，电阻的测量偏小，即小于真实值；（3）无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零，是因为滑动变阻器是限流式接法，故是导线f断路；（4）描点画图，如图所示；（5）根据欧姆定律电阻应等于割线的斜率 =亍，切线的斜率不等于电阻，所以甲同学的方法正确。考点：本题考查描绘元件的伏安特性曲线2 3.（2 0 1 4 江苏二模）同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻.甲R!(l40-（1）他先用多用表电压档直接接在电源两极，读数如图甲，则电源电动势约为 V.（2）为了更准确的测量电源的电动势和内电阻，他用多用表的“直 流 1 0 0 m A”档设计了如图乙的测量电路,为了电表安全，请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为 Q .（3）将多用电表的选择开关从O FF旋转至“直 流 1 0 0 m A”档，调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关从多用表上读出相应的示数I.（4）重 复（3）获得多组数据，根据数据作出了如图丙所示的R-图线.（5）由图线得干电池的电动势E=V （保留三位有效数字），内阻r=Q （取整数），多用表的内电阻对（选 填 E 、r”或“E 和 r”）的测量结果有影响.【答案】（1）1.3;（2）1 3;（3）、（4）见解析；（5）1.4 0,8,r.【解析】试题分析：根据电压表的量程，计算出每一个小格的电压，然后进行读数；根据欧姆定律求出最大电流对应的最小阻值.根据闭合电路欧姆定律写出R与细函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解.I解：（1）用多用表电压档直接接在电源两极，量程为2.5 V,则电源电动势约为1.3V,(2)他用多用表的“直 流 100mA”档设计了如图乙的测量电路,根据欧姆定律得开关闭合前电阻箱的最小取值R县 1 3。,I 0.1(5)由 E=I R+I r,变形为：R=-r+E 号，根据函数斜率和截距的概念应有:E=k=34一 (_ 8).1.40 V,30-0-r=-8,可得 r=8 Q.由于多用表存在内电阻，所以有闭合电路欧姆定律得：E=I R+I (即匕)，变形为：R=-(氏乜)+E ，所以纵轴截距的绝对值代表电流表与电源的内阻之和，所以多用表的内电阻对工的测蚩结果有哥响.故答案为：(1)1.3(2)13(5)1.40,8,r.点评：遇到根据图象求解的题目，首先根据物理规律写出公式，然后整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解.2 4.为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A.被测干电池一节B.电流表1：量程00.6 A,内阻r=0.3QC.电流表2：量程00.6 A,内阻约为0.1 QD.电压表1：量程。3 V,内阻未知E.电压表2：量程。15 V,内阻未知F.滑动变阻器1：0 1 0 0,2 AG.滑动变阻器2：0-100Q,1 AH.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中请选择适当的器材，电 流 表 应 选 一、电压表应选、滑动变阻器应选一(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”)：4/（v）-印 乙 丙（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则干电池的电动势E=V,内电阻r=Q,【答案】（1）B、D、F；（2）甲；（3）1.5 V,0.7 Q【解析】试题分析：（1）因为一节干电池的电动势为1.5 伏左右，故电压表选择D；通过电源的电流不超过 0.6A,因 B电流报的内阻已知，故电流表选择B,滑动变阻器选择F。（2）因电流表内阻已知过实验电路图应选择下图中的甲；（3）电池的电动势E=l.5 V,内电阻=也 M A 0.5考点：测量电源的电动势及内阻【名师点睛】此题考查了测量电源的电动势及内阻的实验；与课本上选取的电路图不一样，因为此问题中电流表的内阻是已知的，所以用甲电路图可以减小实验的误差；注意最后计算内阻时要把电流表的内阻减掉.2 5.（1 0 分）按图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和 内 阻 r,其 中 R 为电阻箱，R。为定值电阻，干电他的工作电流不宜超过0.5 A。实验室提供的器材如下：0 c=3-41/%E，S电流表（量程0 0.6 3.0 A）电阻箱（阻值范围0 9 9 9.9。）定值电阻若干电健、导线若干在下面提供的四个定值电阻中，保护电阻R。应选用（填写阻值相应的字母）。A、5 c B.2 0 c C.3 0Q D.1 0 0Q根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路实验时，改变电阻箱R 的值，记录下电流表A 的示数I,得到若干组R、I的数据，根据实验数据绘出如图所示的R；图线，由此得出电池组的电动势E=V,内电阻r=Q（以上两空结果保留两位有效数字）。按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比，内电阻的测量值与真实值相比（以上两空选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。RD【答案】A（2分）连 接 如 图（2分，量程接错扣1分）（2.9-3.0）V,（2分），（0.9 0 T.0）（2分），相 等（1分），偏 大（1分）【解析】试题分析：两 节 干 电 池 电 动 势 约 为3 V,又 干 电 他 的 工 作 电 流 不 宜 超 过0.5 A,所以电路电阻应大于R=7=6Q,电源有内阻，所 以R。应选用A；连接如图根据闭合电路的欧姆定律E =/（E +&+r）得：R =（4+），所以图像的斜率表示电动势，截距等 于R0+r,求得电动势E=3.0 V,内 阻r=1.0 Q；由原理式结合电路图知引起误差的原因是电流表的分压，故电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值。考点：本题考查测量电源的电动势和内阻2 6.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径d时的刻度位置如图所示，用米尺q测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5 Q,用伏安法测出金属丝的电阻R,然后由=/?：算出该金属材料的电阻率。（1）从图中读出金属丝的直径d 为 m m.（2）i 为测金属丝的电阻，取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:电压表。3 V,内阻10 kQ电压表015 V,内阻50 kQ电流表00.6 A,内阻0.05 Q电流表。3 A,内阻0.01 Q滑动变阻器010 Q滑动变阻器0100 Q下列说法正确的是（）A.电压表应选用器材 B.电流表应选用器材C.实验时通电时间不宜过长 1）.d 值只需在金属丝中央测量一次即可i i 实验中某同学的实物接线如下图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错 误 1：错误2：【答案】（1）1.702（1.701-1.7 0 4 有