高考试题分类汇编之《电学实验》docx.docx
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高考试题分类汇编之《电学实验》docx
高中物理学习材料
(灿若寒星**整理制作)
2008年高考试题分类汇编之《电学实验》
(全国卷1)Ⅱ.(12分)一直流电压表
,连成为1V,内阻为1000Ω。
现将一阻值在5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的连成。
为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E为6~7V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线。
(1)为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70V,由此可以计算出改装后电压表的量程为V,电源电动势为V.
答案:
7,6.3
解析:
(1)将待测电压表与标准电阻串联后与电源连接即可。
设电源电动势为E,则由闭合电路欧姆定律,当两开关都闭合时,R2被短路,有:
当S1闭合,S2断开时,解两式得:
R1=6000Ω,E=6.3V;根据串联分压原理,可得电压表量程为7V。
(全国卷2)
(2)(13分)右图为一电学实验的实物连线图.该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω).图中两具电压表量程相同,内阻都很大.实验步骤如下:
①调节电阻箱,使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近;将滑动变阻器的滑动头调到最右端.
②合上开关S.
③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都有明显偏转.
④记下两个电压表
和
的读数U1和U2
⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置,记下
和
的多组读数U1和U2
⑥求Rx的平均值.
回答下面问题:
(Ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中电阻箱的符号为
,滑动变阻器的符号为
,其余器材用通用的符号表示。
(Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=___________
(Ⅲ)考虑电压表内阻的影响,用U1、U2、R0、
的内阻r1、
的内阻r2表示Rx的公式为Rx=__________________
答案:
(1)4.592~4.594;
(2)I电路如图:
.
II
III.
解析:
(1)螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm,可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。
(2)不计电压表内阻,根据串联分压原理,有:
(3)可考电压表内阻影响,则R0与Rv1的并联电阻与Rx与Rv2的并联电阻串联分压,即:
解得:
。
(北京卷)
(1)用示波器观察某交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形,如图。
经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度增大。
此组操作是。
(填选项前的字母)
A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
答案:
(1)C
解析:
调整扫描微调旋钮,使该信号显示出两个完整的波形,调整Y增益旋钮,使波形幅度增大。
(天津卷)
(2)用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路,请将实物图连线成为实验电路。
微安表μA(量程200μA,内阻约200
);
电压表V(量程3V,内阻约10K
);
电阻R(阻值约20k
);
滑动变阻器R(最大阻值50
,额定电流1A).
电池组E(电动势3V,内阻不计);
开关S及导线若干。
答案:
实物连接如图
解析:
从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法,变阻器的电阻比较小,所以电源电路采用分压法。
(四川卷)Ⅱ.(8分)图为用伏安法测量电阻的原理图。
图中,
为电压表,内阻为4000Ω;
为电流表,内阻为50Ω。
E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关。
(l)当开关闭合后电压表读数U=l.6V,电流表读数I=2.0mA。
若将
作为测量值,所得结果的百分误差是____________。
(2)若将电流表改为内接。
开关闭合后,重新测得屯压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是______________。
(百分误差
)
解析:
(1)测量值为
,因电流表外接,所以
,故真实值为
,对应的百分误差
.
(2)电流表内接时,百分误差
.
(江苏卷)
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻 R
(Ω)
121.O
50.O
23.9
IO.O
3.1
导线直径 d
(mm)
O.80l
0.999
1.20l
1.494
1.998
导线截面积 S
(mm2)
O.504
0.784
1.133
1.753
3.135
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,可迅速判断结果“不满足”;并同时可简单计算50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54=50,两者接近相等,即R与d的四次方成反比,可迅速得出R与S2成反比。
计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753)。
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l=m(结果保留两位有效数字)
答案:
(1)1.200
(2)不满足,R与S2成反比(或RS2=常量)(3)19
解析:
根据
有:
=
≈19
(重庆卷)
(2)某研究性学习小组设计了题22图3所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E为直流电源,K为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱.
①实验时,闭合K之前将R的滑片P置于(填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置(填“1”或“2”).
②在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如题22图4所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内接法测量Rx的阻值是3500Ω,则其电阻率为Ω·m,由图中对应曲线
(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为%(结果保留2位有效数字).
答案:
(2)①D1②351
解析:
本题考查电阻率测量这个实验。
闭合K之前,应将R的滑片位置置于D端,这样可保证电表的安全。
用电流表外接法测电阻时,K应置于1位置。
根据电阻定律得:
得:
内接法使得测量值偏大,对应的电阻率也偏大,所以对应的曲线为1.由测量得电阻率和图象可得溶液浓度约为0.011----0.014之间。
(宁夏卷)I.右图为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10
档测量电阻,则读数为
。
(2)如果是用直流10mA档测量电流,则读数为mA。
(3)如果是用直流5V档测量电压,则读数为V。
答案:
Ⅰ.
(1)60
(2)7.18(3)3.59
解析:
欧姆档在最上面的一排数据读取,读数为6×10Ω=60Ω;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35.9×0.1V=3.59V。
(山东卷)23、(12分)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。
材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度
特性曲线,其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁
敏电阻的阻值。
为了测量磁感应强度B,需先测量
磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。
请按要求完成下列实验。
(l)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,
在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及
所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为
0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。
要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表④,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表⑦,量程3v,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3v,内阻不计
F.开关S,导线若千
(2)正确接线后,将磁敏电阻置人待测磁场中.测量数据如下表:
l
2
3
4
5
6
U(V)
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I(mA)
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω,
结合图l可知待测磁场的磁感应强度B=______T。
(3)试结合图l简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻~磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
答案:
(l)如右图所示
(2)15000.90
(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0.4~1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)(4)磁场反向.磁敏电阻的阻值不变。
(上海卷)18.(6分)某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。
在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。
现有如下器材:
电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L2(6V,10W),单刀双掷开关S。
在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:
当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
答案:
(1)如图b
(2)由于RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(3)如图c
解析:
由于灯泡L2和L1额定电压相同,灯泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
19.(10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。
将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。
将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。
拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。
实验次数
I(A)
B(×10-3T)
1
0.5
0.62
2
1.0
1.25
3
1.5
1.88
4
2.0
2.51
5
2.5
3.12
(1)将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ,Dφ=
,式中
为单匝试测线圈磁通量的变化量。
则试测线圈所在处磁感应强度B=______;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt,则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε=____。
(2)调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表。
由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=________。
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
(A)适当增加试测线圈的匝数N
(B)适当增大试测线圈的横截面积S
(C)适当增大可变电阻R的阻值
(D)适当拨长拨动开关的时间Δt
答案:
(1)
,
(2)0.00125I(或kI)(3)A,B
解析:
(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS,代入公式计算得B=
,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=
。
(2)根据数据可得B与I成正比,比例常数约为0.00125,故B=kI(或0.00125I)
(3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B的计算值可看出与N和S相关联,故选择A、B。
(海南卷)14、一毫安表头满偏电流为9.90mA,内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表,其电路原理如图所示.图中,是量程为2A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
⑴完善下列实验步骤:
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使标准电流表读数为1A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会(填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为,同时毫安表指针满偏.
⑵回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3.1Ω,由此可知毫安表头的内阻为.
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为A.
⑧对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素:
。
答案:
(1)①如图;②b;⑤减小;⑥1A;
(2)①310;②0.495(0.494~0.496均可);③例如:
电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;标准表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等。
解析:
(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表;在调节电阻箱时,由于接入回路的电阻增加,故电流表电流会减小;为了能成功改装为1A的量程的电流表,需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1A;
(2)电阻箱的电阻读数为3.1Ω,此时毫安表满偏,电阻箱上的电流为1000mA-9.9mA=990.1mA,根据并联电阻值与电流值成反比,可计算毫安表的内阻为310Ω;若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度。
(广东理科基础)13.在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-t图像,如图4所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是
A.短路电流 B.电源内阻
C.电源电动势 D.全电路电阻
答案:
B
解析:
测定电源电动势和内阻”的实验中的U-t图像,图线斜率绝对值表示电源的内阻。
(广东理科基础)14.某同学用伏安法测电灯泡的电阻时,误将电流表和电压表接成如图5所示的电路,接通电源后,可能出现的情况是
A.电流表烧坏 B.电压表烧坏
C.小灯泡烧坏 D.小灯泡不亮
答案:
D
解析:
由于电压表的内阻非常大,串联在电路中,导致干路电流很小,同时电流表内阻很小,与灯泡并联,导致干路电流只有极少部分通过灯泡,故灯泡不亮,选项D正确。
(广东卷)15.(11分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现在器材:
直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表,待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性,请你在图的实物图上连线.
(2)实验的主要步骤:
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,,,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图10的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:
R=+t(Ω)(保留3位有效数字)
答案:
(1)图略
(2)记录电压表电压值、温度计数值
(3)R=100+0.395t