高考物理真题分类解析电路.docx

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高考物理真题分类解析电路

J单元　电路

J1部分电路及其规律

4．M2J1[2012·海南卷]如图，理想变压器原，副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V”，“6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是（　　）

图3

A．120V,0.10A　　　　B．240V,0.025A

C．120V,0.05AD．240V,0.05A

4．D　[解析]两灯泡都正常工作时，副线圈中电压U2＝U＝12V，电流为I2＝2I＝

＝1A，根据

＝

和

＝

，U1＝

U2＝240V，I1＝

I2＝0.05A，D选项正确．

J2闭合电路的欧姆定律

J3电路综合问题

9．

（2）J3[2012·天津卷]某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．

①他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________（填字母代号）．

A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确

C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为________mm，单摆摆长为________m.

③下列振动图象真实地描述了对摆长为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°＝0.087,sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是____________（填字母代号）．

　　　　　A　　　　　　　　　　B

　　　　　C　　　　　　　　　　D

9．

（2）[答案]①AC　②12.0　0.9930　③A

[解析]①摆长是影响单摆周期的一个因素，在某一次测量中应采用控制变量法保证摆长不变；在探究摆长与周期的关系时，需要改变摆长，开有狭缝的橡皮正是基于此目的设计的．

②单摆的摆长为悬点到摆球球心的距离．摆球自然悬垂时，用悬点到摆球最低点的距离减去小球的半径，即为单摆的摆长．

③在摆角较小的情况下，摆球的运动才可看作简谐运动．由振动图象读出单摆的振幅，结合题目给出的正弦值，可知图象A、B对应于单摆在摆角小于5°时的摆动情况，而图象C、D对应于单摆在摆角大于15°时的摆动情况；为使时间的测量更加准确，应该从小球经过平衡位置时开始计时．综上所述，选项A正确．

图2

19．J3[2012·全国卷]一台电风扇的额定电压为交流220V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示．这段时间内电风扇的用电量为（　　）

A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度

C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度

19．B　[解析]分段计算用电量，前10min用电W1＝220×0.3×600J＝39600J，中间10min用电W2＝220×0.4×600J＝52800J，后40min用电W3＝220×0.2×2400J＝105600J，一个小时总的用电量W＝W1＋W2＋W3＝198000J，换算成度为

度＝5.5×10－2度．

J4实验：

描绘小电珠的伏安特性曲线

22．

（2）J4[2012·四川卷]某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

小灯泡L，规格“4.0V,0.7A”；

电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；

电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2Ω；

电压表V，量程3V，内阻rV＝9kΩ

标准电阻R1，阻值1Ω；

标准电阻R2，阻值3kΩ；

滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；

学生电源E，电动势6V，内阻不计；

开关S及导线若干．

图1

图2

　　　　图3　　　　　　　　　图4

①甲同学设计了如图l所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω.

②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.

③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图．并在图上标明所选器材代号．

22．

（2）[答案]①5　②4

③如图所示．

　　　　答图1　　　　　　　　答图2

[解析]①由图2知，电压表的读数为2.30V，根据欧姆定律，L的电阻RL＝

＝

Ω＝5Ω；②电压表与电阻R2串联，电压表两端的电压3V，根据串联电路电阻与电压的关系，电阻R2两端的电压为1V，灯泡L两端的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和，即为4V；③如答图1和答图2所示．

22．Ⅱ.J4[2012·安徽卷]图12为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V.

图12

（1）完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______；

②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，______；

③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．

（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．

22.

图13

Ⅱ.[答案]

（1）①使它靠近变阻器左端的接线柱

②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压

（2）如图所示

[解析]

（1）①为了保护电表不被损坏，不会因为合上开关时电流过大而超过电表量程，应将滑片移至滑动变阻器的最左端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；②要测绘小灯泡的伏安特性曲线，应增加电压，记下多组电流和电压值，要使数据有明显的变化，并且在移动滑动变阻器时要注意不得超过电表的量程．

（2）画电路图时应注意：

电流表为外接法，滑动变阻器为分压接法．

J5实验：

测定金属的电阻率

21．J5

（2）[2012·山东卷]在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：

Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；

电压表：

V（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表：

A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；

A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；

电源：

E1（电动势3V，内阻不计）；

E2（电动势12V，内阻不计）；

滑动变阻器：

R（最大阻值约20Ω）；

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．

①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.

②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图．

21．

（2）[答案]①1.773（1.771～1.775均正确）

②A1　E1　电路如图所示

[解析]因为待测金属丝的额定电流为0.5A，所以流经电流表的电流最大值是0.5A，所以电流表选择A1.本实验滑动变阻器采用限流法，所以滑动变阻器与待测电阻丝串联，如果选择电动势为12V的电源，电路中的最小电阻为

Ω＝24Ω，滑动变阻器必须全部接入电路，不能得到多组数据，影响测量精度，所以电源选择E1.

34．J5[2012·广东卷]

（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为________cm，直径为________mm.

（a）　　　　　　　　　　　（b）

（c）

图7

②按图7（c）连接电路后，实验操作如下：

（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最________处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；

（b）将电阻箱R2的阻值调至最________（填“大”或“小”），S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；

③由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.

34．

（1）①5.01　5.315（5.310～5.320）　②（a）大　（b）大

③1280

[解析]①游标卡尺的读数＝主尺上的读数＋游标上的读数，本题主尺上的读数是5cm，游标上的读数是1×0.1mm＝0.01cm，故游标卡尺的读数为5.01cm；螺旋测微器的读数＝固定尺的读数＋可动尺的读数×0.01，即5mm＋31.5×0.01mm＝5.315mm，最后一位是估计位，可以不同．

②（a）将滑动变阻器R1的阻值调至最大，可以起到保护电流表及电源的作用；（b）将电阻箱R2的阻值调至最大，目的也是为了保护电流表及电源；③本题的实验方法为替代法．由I0＝

、I0＝

得，Rx＝R2＝1280Ω.

21．J5[2012·北京卷]在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为____________mm（该值接近多次测量的平均值）．

图1

（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：

电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的______________（选填“甲”或“乙”）．

图2

（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据

（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．

图3

图4

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω（保留两位有效数字）．

（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________（填选项前的符号）．

A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·m

C．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m

（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________________________________________________________________________

（有多个正确选项）．

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U－I图象处理数据求金属线电阻可以减小偶然误差

21．[答案]

（1）（0.395～0.399）　

（2）甲　（3）如图3

图3

图4

（4）如图4　（4.3～4.7）　（5）C　（6）CD

[解析]

（1）测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值（mm）＝固定刻度数（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）＋可动刻度数（估读一位）×0.01（mm）．

（2）从表格可以看出，电压表是从很小开始读数，所以采用分压式接法．

（5）由公式R＝ρ

可得，电阻率约为1×10－6Ω·m，C项正确．

（6）读数引起的误差为偶然误差，电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，A、B项错误；计算时，将电流表、电压表的内阻考虑在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，C项正确；采用图象法，可以减小偶然误差，D项正确．

J6实验：

把电流表改装成电压表

9．（3）J6[2012·天津卷]某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．

①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为__________________（填步骤的字母代号）；

A．合上开关S2

B．分别将R1和R2的阻值调至最大

C．记下R2的最终读数

D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r

E．合上开关S1

F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数

②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比____________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；

③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝______________.

9．（3）[答案]①BEFADC　②相等　③

[解析]①只闭合S1（S2不闭合），标准电流表G1与待测电流表G2串联，通过两表的电流相同，使待测电流表G2满偏即可由标准电流表G1读出其满偏电流I1.再闭合S2后，反复调节R1和R2的阻值，使G1的电流仍为I1，而G2的电流为

I1，则此时通过电阻箱R2的电流也为

I1，据并联电路的特点知，电阻箱R2的阻值与G2的内阻相等．

②从实验设计的原理上，可准确得到待测电流表G2的内阻．

③若要将G2的量程扩大为I，需并联一个分流电阻RS，G2满偏时通过分流电阻RS的电流应为I－I1，此时分流电阻RS两端的电压与G2的满偏电压相等，为I1r，所以RS＝

.

J7实验：

测定电源的电动势和内阻

22．J7[2012·重庆卷]

（1）如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示，计算折射率时，用________（填“d”或“e”）得到的值较小，用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小．

（2）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示．

①测量E和r的实验方案为：

调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式______，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.

②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．

③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知：

在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”、“减小”或“不变”）．

曲线（c）对应的电源电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P＝________mW.（均保留三位有效数字）

22．[答案]

（1）光学　d　e

（2）①U＝E－Ir　②如图所示

③不变　增大　0.975　478　0.268

[解析]

（1）玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定．连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小；对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，ec连线与入射光线平行，误差小．

（2）①根据闭合电路的欧姆定律，U＝E－Ir.

②如图所示．

③图线与纵轴的交点的纵坐标即为电动势，交点纵坐标不变，所以电动势不变，为0.975V；图线斜率的绝对值即为内阻，斜率的绝对值变大，内阻变大．（c）对应图线斜率绝对值约为478（从线上选取两点即可求斜率），电源的输出功率P＝

2R＝

2×2500W＝2.68×10－4W＝0.268mW.

19．

（2）J7、J8[2012·福建卷]某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________V.

②然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

（ⅰ）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．

（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的

与

的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出

－

图线．

R（Ω）

166.7

71.4

50.0

33.3

25.0

20.0

U（V）

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

（×10－2Ω－1）

0.60

1.40

2.00

3.00

4.00

5.00

（V－1）

0.12

0.17

0.21

0.24

0.31

0.35

（ⅲ）从图线中可求得E＝________V.

19．

（2）[答案]①9.4　②（ⅰ）如图所示　

（ⅱ）如图所示　

（ⅲ）9.5～11.1

[解析]①量程为10V，根据从上往下第2行刻度线，共50小格，每小格代表0.2V，指针指在47小格，其对应的电压为0.2×47V＝9.4V（由于最小刻度为0.2V，所以结果只需保留到0.1V即可）；②根据闭合电路的欧姆定律有：

E＝

（r＋R0）＋U，两边同时除以EU，整理可得

＝

·

＋

，对照

－

图象可知，图象的斜率表示

，图象与纵坐标的交点表示

，代入相关数值即可得出E＝10.0V.

J8实验：

多用电表的使用（用多用电表探索黑箱内的电学元件）

22．J8[2012·全国卷]在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω.

（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；

图5

（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为________Ω.

22．[答案]

（1）黑箱内电阻串并联方式如图所示．

（2）0.6

[解析]分析黑箱问题时，要根据给出的已知量最大限度挖掘隐含条件，获得更丰富的信息．需要经过推理、猜想、验证多个环节．根据已知条件，画出猜测的草图，然后整体验证所画草图是否与已知条件有矛盾，没有矛盾就是正确的，有矛盾再逐步修正．因为1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω.可见1、2接线柱之间是最简单的，猜测1、2接线柱之间只有一个1Ω电阻；因为2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，猜测2、3接线柱之间两个1Ω电阻并联再跟一个1Ω电阻串联，经验证，这种电路是正确的．

10．J8[2012·江苏卷]如图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．

图8

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）．

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应______（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况．

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图所示．

请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路.

两表笔接的接点

多用电表的示数

a、b

________Ω

a、c

10.0Ω

b、c

15.0Ω

10.[答案]

（1）A　

（2）短暂

（3）5.0　如图所示

[解析]

（1）在使用多用电表时发现指针不在左边“0”刻度线处，则需要进行机械调零，即调节A；

（2）在用直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否有电源时，一个表笔接a，另一个表笔应短暂接b，防止电流过大烧毁电表；

（3）每对接点间正反向电阻相等，说明黑箱中只有电阻，由于选择开关选择的是“×1”挡，因此两表笔分别接a、b时，多用电表的示数从表盘中读出为5.0Ω；根据表格中数据，可知各接点间的电阻连接如图所示．

19．

（2）J7、J8[2012·福建卷]某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________V.

②然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

（ⅰ）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．

（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的

与

的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出

－

图线．

R（Ω）

166.7

71.4

50.0

33.3

25.0

20.0

U（V）

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

（×10－2Ω－1）

0.60

1.40

2.00

3.00

4.00

5.00

（V－1）

0.12

0.17

0.21

0.24

0.31

0.35

（ⅲ）从图线中可求得E＝________V.

19．

（2）[答案]①9.4　②（ⅰ）如图所示　

（ⅱ）如图所示　

（ⅲ）9.5～11.1

[解析]①量程为10V，根据从上往下第2行刻度线，共50小格，每小格代表0.2V，指针指在47小格，其对应的电压为0.2×47V＝9.4V（由于最小刻度为0.2V，所以结果只需保留到0.1V即可）；②根据闭合电路的欧姆定律有：

E＝

（r＋R0）＋U，两边同时除以EU，整理可得

＝

·

＋

，对照

－

图象可知，图象的斜率表示

，图象与纵坐标的交点表示

，代入相关数值即可得出E＝10.0V.

J9实验：

传感器的简单应用

J10电学实验综合

23．J10[2012·课标全国卷]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