高考电学实验教研.docx

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高考电学实验教研

2012届高三物理名校试题汇编（有详解）专题19电学实验

实验一用描迹法画出电场中平面上的等势线

1．（上海市六校2012届高三上学期12月份联考）在“DIS描绘电场等势线”的实验中,

（1）给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______。

（用字母表示）

A.6V的交流电源    B.6V的直流电源         C.100V的直流电源 

D.电压传感器        E.电流传感器         F.力传感器

（2）（单选题）该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针

C.先变大后变小     D.先变小后变大

1.

（1）B；D

（2）D

解析：

（1）本实验要用直流电源形成的电流场模拟静电场，应选6V的直流电源（100V的直流电源电压已超过安全电压，不可用），即电源应选用选项B；本实验是利用传感器示数为零时，与传感器相连的探针相接触的两点电势相等的原理来寻找等势点，所以传感器要对电势敏感，即应选用电压传感器。

（2）y轴是等势线，当另一探针移到O点时，传感器示数为零，所以，当将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，传感器示数的绝对值先变小到零，然后再逐渐增大，本题答案为D。

实验二描绘小灯泡的伏安特性

2．（广西区百所高中2012届高三（第三届）联考理综卷）在做“描绘小灯泡的伏安特曲线”的实验时，所用器材有：

电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图示是没有连接完的实物电路。

（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（2）连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（填“左”或“右”）端滑动。

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U-I图线，根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡额定功率为W。

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是。

2.

（1）如图所示

（2）c段导线断路或灯泡断路（3）右（4）0.5（5）灯丝的电阻会随温度的升高而增大

解析：

（1）小灯泡的内阻很小（大约是几欧），因此采用电流表外接法；实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压，滑动变阻器应采用分压接法。

实验电路图如上图所示。

（2）小灯泡始终不亮，表明流过灯泡的电流太小或者无电流；电压表有示数，说明a、b、c、f段导线连接完好；电流表几乎不偏转，说明流过电流表的电流太小。

综上分析，可能是c段导线断路或灯泡断路。

（3）将滑片P向右端滑动，可以增大灯泡两端的电压。

（4）根据U-I图象可知，U=2.5V时，I=0.2A，所以小灯泡额定功率为P=UI=0.5W。

（5）U-I图线上各点处切线的斜率表示灯丝的电阻，图线是曲线而不是过原点的直线，这是因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大。

3．（江苏省南京市四校2012届高三12月月考）如图1所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关系曲线图。

（1）为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选

恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω。

由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为Ω。

3.

（1）2

（2）5.2；111.8（111.6－112.0均给分）

解析：

（1）要作出图1所示I-U关系的完整曲线，需要从零开始选取数据，所以滑动变阻器采用分压接法，即应选择的是图2所示电路。

（2）流过热敏电阻的电流大小为I2=I-I1=70mA-

=34mA，根据热敏电阻的I-U关系曲线可知，此时热敏电阻两端的电压为5.2V；电阻R2的阻值为R2=（9V-5.2V）/34mA=111.8Ω.

实验三测定导体电阻及金属的电阻率

4.（广西区柳铁一中2012届高三第三次月考理综卷）为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30Ω）。

有以下一些器材可供选择：

电流表：

A1（量程0～50mA，内阻约10Ω）A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω）

电压表：

V1（量程0～3V，内阻很大）V2（量程0～15V，内阻很大）

电源：

E（电动势为约为3V，内阻约为0.2Ω）定值电阻R（20Ω，允许最大电流1.0A）

滑动变阻器R1（0～10Ω、允许最大电流2.0A）滑动变阻器R2（0～1kΩ、允许最大电流0.5A）

单刀单掷开关S一个，导线若干

（1）电流表应选_______，电压表应选_______，滑动变阻器应选________（填字母代号）。

（2）请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图（要求所测量值范围尽可能大）

（3）某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=____。

值电阻R（20Ω，允许最大电流1.0A），单刀单掷开关S一个，导线若干。

电源电动势约为3V，所以电压表选择V1（量程0～3V，内阻很大）；待测电阻Rx的阻值约为30Ω，流过Rx最大电流为3V/30Ω=0.1A=100mA，如果电流表选择A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω），指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1（量程0～50mA，内阻约10Ω）；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不变，所以滑动变阻器应选R1（0～10Ω、允许最大电流2.0A）。

（2）因为实验要求所测量值范围尽可能大，所以滑动变阻器R1要采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表要外接；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程即50mA，应与待测电阻串联一个定值电阻R起保护电路。

实验原理图如答案图所示。

（3）根据欧姆定律可求得，Rx=

。

5．（湖南省宁远一中、舜德学校2012届高三上学期第四次联考）某同学欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

①直流电源E：

电动势约4.5V，内阻很小；

②直流电流表A1：

量程0~3A，内阻0.025Ω；③直流电流表A2：

量程0~0.6A，内阻0.125Ω；

④直流电压表V：

量程0~3V，内阻3kΩ；

⑤滑动变阻器R1：

最大阻值10Ω；⑥滑动变阻器R2：

最大阻值50Ω；

⑦电键、导线若干。

（1）在可选择的，器材中应选用的电流表是，应选用的滑动变阻器是。

（2）实验电路应采用电流表接法（填“内”、“外”）；电阻的测量值真实值。

（填“大于”、“小于”、“等于”）

_端（填“左”、“右”）；他闭合开关后发现电流表和电压表的均无示数，于是取下电压表，用一导线将其正接线柱与电源正极连接，用另一导线的一端接其负接线柱，导线另一端试触电流表正接线柱，电压表无示数，再试触电流表负接线柱，电压表的指针大角度偏转，并超过其量程，已知各接线柱处接触良好，故障原因是。

所以流过它的电流最大为4.5V/5Ω=0.9A，电流表只能选择“③直流电流表A2：

量程0~0.6A，内阻0.125Ω”；如果滑动变阻器选择“⑥滑动变阻器R2：

最大阻值50Ω”，因为其阻值太大，不宜采用限流接法，若采取分压接法，又不宜调节，所以滑动变阻器只能选择“⑤”。

（2）因为待测金属导线的阻值远小于“直流电压表V：

量程0~3V，内阻3kΩ”的内阻，所以电流表要外接；电流表外接时，待测金属导线两端电压的测量值等于真实值，而电流的测量值大于真实值，所以电阻的测量值小于真实值。

（3）电流表外接，滑动变阻器采用限流接法，注意电表的正确接法，即要“+”入“-”出。

实物连线图如答案所示。

（4）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于使变阻器接入电路的阻值最大的一端，即最左端；“取下电压表，用一导线将其正接线柱与电源正极连接，用另一导线的一端接其负接线柱，导线另一端试触电流表正接线柱，电压表无示数”说明电路断路，“再试触电流表负接线柱，电压表的指针大角度偏转，并超过其量程”，说明电流表内部断路。

6．（山东省潍坊市三县2012届高三12月联考试卷）有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，如图甲所示。

用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ，陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。

某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。

A．米尺（最小分度为mm）；B．游标卡尺（游标为20分度）；

C．电流表A1（量程0～5mA，内阻约10Ω）；D．电流表A2（量程0～100mA，内阻约0.6Ω）;

E．电压表V1（量程5V，内阻约5kΩ）；F．电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）；

G．滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，额定电流1.5A）；

H．滑动变阻器R2（阻值范围0～100Ω，额定电流1A）；

I．电源E（电动势6V，内阻可不计）；J．开关一个，导线若干。

（1）他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm，用20分度游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图乙所示，该陶瓷管的外径D=cm.

（2）为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表，电压表，滑动变阻器。

（填写器材前面的字母代号）

（3）在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图。

（4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，镀膜材料的电阻率为，计算电阻膜厚度d的数学表达式为：

d=___________（用已知量的符号表示）。

解析：

（1）该陶瓷管的外径D=13mm+8×

mm=13.40mm=1.340cm。

（2）电源电动势为6V，电压表选择选项E；流过电阻膜的最大电流约为6V/1kΩ=6mA，电流表选择选项C，即“电流表A1（量程0～5mA，内阻约10Ω）”，因为另一电流表的量程太大，指针偏转太小，测量误差太大；两个滑动变阻器的最大阻值都远小于待测电阻膜的阻值，所以只能采用分压接法，而采用分压接法时要选择小阻值滑动变阻器，所以滑动变阻器选择选项G。

（3）因为待测电阻膜的阻值太大，所以电流表要内接；滑动变阻器采用分压接法。

实验电路图如答案图所示。

（4）根据R=U/I，R=

，S=πDd可得，电阻膜厚度

。

7.（浙江省瑞安市十校2012届高三上学期期中联考理综）有一待测电阻Rx（阻值约5Ω左右），实验室提供的器材有：

A．直流电流表A（0~100mA，内阻为25Ω）

B．直流电压表V（0~3V，内阻为5kΩ）

C．滑动变阻器R1（0~20Ω，1A）D．滑动变阻器R2（0~1kΩ，0.1A）

E．电源（电动势约为3V，内阻不计）F．开关和若干导线

（1）若要求在实验中待测电阻两端的电压从0开始变化，滑动变阻器应选用（填仪器代号），请画出实验电路图；

（2）实验时，某同学使用的是多用电表直流电流档来测电流，示数如图乙所示（丙为指针所在区域部分的放大图），读数为mA。

7.

（1）C；实验电路图略

（2）72.0mA

解析：

（1）因为实验要求待测电阻两端的电压从0开始变化，所以滑动变阻器要采用分压接法，应选取小阻值的滑动变阻器，即滑动变阻器选择选项C；待测电阻的阻值较小，电流表应外接；实验电路图略。

（2）多用电表的选择开关指在“mA”挡中的“×100”挡位，表示测量的是量程为100mA的直流电流，根据表头指针位置可知，待测电流的读数为72.0mA。

8．（湖南省衡阳市2012届高三12月六校联考试题）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值l。

其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为___cm；用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d，其中大”或“偏小”）；最后由公式ρ=______计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．

8.

（1）24.12～24.14；0.518～0.519

（2）偏小；

解析：

（1）注意毫米刻度尺要精确到0.1mm或0.01cm，图中读数为24.12cm；螺旋测微器的读数为0.5mm+1.8×0.01mm=0.518mm。

（2）采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻时，金属丝两端电压的测量值等于真实值，电流的测量值大于真实值，根据欧姆定律有

，即电阻的测量值比真实值偏小；根据R=U/I，R=

，S=πd2/4可得，金属丝的电阻率

。

实验四测定电池的电动势和内电阻

9.（江苏省南京市四校2012届高三12月月考）某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。

根据实验数据绘出如图2所示的

图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=V，r=Ω。

9.2.9或3.0；0.8或0.9

解析：

根据闭合电路欧姆定律有

，所以R=

，可见，图2所示的

图线的斜率表示电源电动势E，图线与纵轴的截距表示-r，所以E=k=3.0V，r=0.8Ω。

10．（福建省四地六校2012届高三第三次联考试卷）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数才急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值，出现上述情况的原因是________　　__；改进的办法是__________________；改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图乙所示，由图像可知，这个电池的电动势E=________V，

10.滑动变阻器总阻值过大，远大于电源内阻；将滑动变阻器换成总阻值较小的；E=1.47V～1.49V；r=2.6Ω～2.8Ω

解析：

路端电压

，可见，当外电路电阻R远大于电源内阻r时，路端电压U接近于电源电压E，所以出现题述现象的原因是滑动变阻器总阻值过大，远大于电源内阻。

改进的办法是将滑动变阻器换成总阻值较小的。

U-I图线与纵轴的截距表示电源电压E，图线斜率的绝对值表示电源内阻r，所以E=1.47V～1.49V；r=

2.6Ω～2.8Ω。

11．（山东省潍坊市三县2012届高三12月联考）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）

B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）

D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）

E．滑动变阻器R2（0～200Ω，lA）

F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．

（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω。

11.

（1）b；D或R1

（2）1.48（士0.02）；0.84Ω（士0.03）

解析：

（1）a、b两图都是用定值电阻与电流表串联来代替电压表，但a图会烧坏电流表G，所以选择b图所示电路合适；滑动变阻器起限流作用，不宜太大，太大会使电流变化不明显，所以选择D或R1。

（2）电流表G和定值电阻串联后相当于一个内阻为R=1000Ω的“等效电压表”，因为其内阻较大，可以忽略其分流作用，那么根据闭合电路欧姆定律有E=I1R+I2r，变形整理后得

，可见，I1-I2图线与纵轴的截距表示

，斜率的绝对值表示

；根据图乙可得

，

，所以E=1.48V，r=0.85Ω。

12．（浙江省五校2012届高三上学期第一次联考）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.8Ω的保护电阻R0，实验电路如图1所示．

（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是______________________________．

（2）按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来．

（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点，请画出U-I图，并由图求出：

电池的电动势为________，内阻为________．

I/A

0.10

0.17

0.23

0.30

0.40

U/V

1.20

1.00

0.80

0.60

0.55

（4）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：

____________。

12．

（1）R断路

（2）如下图左图所示；（3）如下图右图所示；1.5V（1.45-1.55）；0.09Ω（4）电压表内阻分流

解析：

（1）电流表示数为0，说明电路断路；又由电压表示数不为0，可知断路出现在从e→d→c→b这条线路上；“用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同”，说明是c、d间断路，即R断路。

（2）根据图1从电源的正极依此连接各元件，注意多用电表的“+”接线柱要靠近电源的正极连接。

（3）根据已知数据进行描点，然后用平滑的曲线或直线连接各点，在连线时应让尽可能多的点落在线上（偏差较大的点舍去），不在线上的点尽量平均分配在线的两侧，如答案图所示；

U-I图线与纵轴截距表示电源电动势E，斜率的绝对值表示r+R0，所以，E=1.5V，r=

-R0=0.09Ω。

（4）本实验将电表视为理想电表，即忽略了电压表的分流作用，存在系统误差。

13.（广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）B．电压表V（0～15V、内电阻大约为15kΩ）

C．电流表A（0～0.6A、内阻RA=0.1Ω）D．电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10Ω）

E．滑动变阻器R1（0～10Ω、10A）F．滑动变阻器R2（0～100Ω、1A）

G．定值电阻R3=990ΩH．开关、导线若干　

（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_____（填写“R1”或“R2”）；

（2）请画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。

解析：

（1）本实验中，滑动变阻器起限流作用，阻值不宜太大，太大会使电流变化不明显，所以选择R1。

（2）题给实验器材中电压表量程太大，不可采用，但有两个电流表和定值电阻，那么我们就可以用一个电流表与定值电阻串联来代替电压表；因为流过阻值为990Ω的定值电阻的电流很小，数量级是mA，所以选用电流表G与定值电阻R3串联当作“等效电压表”；滑动变阻器采用限流接法。

实验电路图如答案图所示。

14.（黑龙江省哈三中2012届高三上学期期末考试物理试题）某课外小组计划用水果制作水果电池，并测量水果电池的电动势（E）和内阻（r）。

他们将铜片、锌片插入水果中，制成了“水果电池”。

某同学连接如图所示的实物图。

（1）实物图中有两处导线连接错误，分别是导线_______和导线________。

（用“A”～“F”表示）

（2）更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，利用作图法做得U-I图像，经数据处理得：

水果电池的电动势E=7.30V、内阻r=420Ω。

之后经检查发现，由于粗心，每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：

E=_______V、r=________Ω。

（结果保留三位有效数字）

14.

（1）FD或FC

（2）0.730；420

解析：

（1）电压表的“+”接线柱应该接电源的正极，即导线F连接错误；滑动变阻器起限流作用，应该选择“一上一下”两个接线柱接入电路，所以C、D两条导线中需要更改一条。

（2）U-I图线与纵轴截距表示电源电动势E，图线斜率的绝对值表示内阻r的大小，根据题意，当把U-I图象的纵轴和横轴的单位同时缩小10倍时，图线与纵轴的截距也缩小10倍，而其斜率不变，所以，该水果电池的电动势和内阻的测量值应为E=0.730V，r=420Ω。

实验五电表的改装

15．（广西南宁二中2012届高三上学期12月月考理综卷）现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5Ω～8Ω之间，可选用的器材如下：

A．待测电流表A（量程10mA）

B．电压表V1（量程0.3V，内阻约500Ω）C．电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）

D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）E．滑动变阻器R2（最大电阻500Ω）

F．定值电阻R3（阻值10Ω）G．电源E（电动势3V）H．开关S及导线若干

请设计出实验所用的电路，要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。

（1）器材应选用（填器材序号字母）；

（2）在方框内画出实验电路图并标明符号；

（3）电流表A内阻的表达式为：

RA=，式中各符号的物理意义为。

15.

（1）ABDFGH

（2）如图所示（3）

；U为电压表的读数，I为电流表的读数

解析：

（1）先选择唯一性器材：

AFGH；实验要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节，所以滑动变阻器采用分压接法，选择阻值较小的，即选择选项D；待测电流表A的量程和内阻都很小，需要使用定值电阻与其串联起来以起保护作用，即使如此，允许加在它们两端的最大电压值为为18Ω×10mA=0.18V，所以电压表选择选项B。

综上可知，器材应选用ABDFGH。

（2）利用伏安法测电阻，滑动变阻器采用分压接法，待测电流表本身可以测量电流值，将定值电阻与待测电流表串联起来。

电路原理图如答案图所示。

（3）根据闭合电路欧姆定律有U=I（R3+RA），所以

，其中U为电压表的读数，I为电流表的读数。

16．（浙江省名校新高考研究联盟2012届高三上学期第一次联考）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ。

现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为70Ω；表头G2的满偏电流0.5mA，内阻为100Ω，又有两个定值电阻r1=40Ω，r2=30Ω。

若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，则：

（1）原表头G满偏电流I=________，内阻r=_________.

（2）用于修复电压表的器材有：

______________________（填器材符号）。

器材及规格为：

电流表A量程0~5mA，内阻未知