物理电学实验高考真题汇编含答案.docx
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物理电学实验高考真题汇编含答案
电学实验
1．【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其
中电流表A1的内阻r1
=1.0k
1
0
，Ω电阻R=9.0k，Ω为了方便读数和作图，给电池串联一个R=3.0
Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa、bb
和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建
S闭合，用多用电表的电压挡先测量
a、b间电
压，读数不为零，再测量、
a间电压，若读数不为零，则一定是
________导线断开；若读
数为零，则一定是___________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1
和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。
由
I1–I2图象得到电池的电动势
E=_________V，
内阻r=__________Ω。
【答案】①aabb②1.41（1.36~1.44均可）0.5（0.4~0.6均可）
【考点定位】实验——用伏安法测干电池的电动势和内阻
【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。
2．【2017·新课标Ⅰ卷】（10分）
某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32
A）；电压表V
V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻
R0（阻值1000
Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；
导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯
丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调
节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S，在R的变化范围内，小
灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。
（结果均保留2位小数）
【答案】
（1）如图所示
（2）增大增大（3）0.391.17
【解析】
（1）要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；
（2）由I–U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定
律R
l
知，电阻率增大；
S
（3）当滑动变阻器的阻值为9Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）
得U=–10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75V，I=225mA，P1=UI=0.39
1
U
E
，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U
曲线的交点坐
W；整理得：
I
Rr
R
r
标最大，即灯泡消耗的功率最大。
当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，
此时
交点坐标为U=3.67V，I=0.32A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17W。
【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线
【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。
小灯泡阻值为小电阻——外接法，
电压从0开始测量——分压式接法。
然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。
第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
3．【2017·新课标Ⅱ卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100
μA，内阻大约为2500
）Ω的内阻。
可使用的器材有：
两个滑动变阻器
R1、R2（其中一个阻
值为20Ω，另一个阻值为
2000Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99999.9
Ω）；电源E（电动势约
为1.5V）；单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为Ω（填“20或”“2000）。
”
②为了保护微安表，开始时将
R1的滑片
C滑到接近图（
a）中的滑动变阻器的
端
（填“左”或“右”）对应的位置；将
R2的滑片
D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。
将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2
的滑片
D的位置。
最终使得接通
S2前后，微安表的示数保持不变，这说明
S2接通前
B与
D
所在位置的电势
（填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱
Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将
Rz的阻值置于
2601.0
Ω时，
在接通
S2前后，微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为
Ω（结果保留到个位）。
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：
。
【答案】
（1）连线见解析
（2）①20
②左
③相等
④2550
（3）调节
R上的分压，
1
尽可能使微安表接近满量程
【解析】
（1）实物连线如图：
（2）①滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20Ω的滑动变阻器；
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；
③将电阻箱Rz的阻值置于
2500.0Ω，接通S1；将R1的滑片置于适当位置，再反复调节
R2
的滑片D的位置；最终使得接通
S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前后在BD
中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等；
④设滑片P两侧电阻分别为
R
和R，因B与D所在位置的电势相等，
可知；Rz1
RA
；
21
22
R21
R22
同理当Rz和微安表对调后，仍有：
RARz2；联立两式解得：
R21R22
RARz1RZ2250026012550。
（3）为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。
【考点定位】电阻的测量
【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡
的条件：
对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择
的原则及实物连线的注意事项。
4．【2017·新课标Ⅲ卷】（9分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图
中E是电池；
R1、R2、R3、R4和
R5是固定电阻，
R6是可变电阻；表头
G
的满偏电流为
250
μA，内阻为
480Ω。
虚线方框内为换挡开关，
A端和
B端分别与两表笔相连。
该多用电表有
5个挡位，5个挡位为：
直流电压
1V挡和
5V挡，直流电流
1mA
挡和
2.5mA
挡，欧姆×100
Ω挡。
（1）图（a）中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0位”置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0位”置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（
b）所示。
若此时
B端是与“1相”连的，则多用
电表读数为
________；若此时
B端是与“3相”连的，则读数为
________；若此时
B端是与“5”
相连的，则读数为
________。
（结果均保留
3位有效数字）
【答案】（
1）黑
（2）B
（3）160
880（4）1.47mA（或
1.48mA）
1100
Ω
2.95V
【考点定位】多用电表的使用、电表的改装
【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。
在平
时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。
5．【2017·江苏卷】（10分）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图
如图11–1图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的
电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为
Ω
20，
热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：
电源E1（3V，内阻不计）、电源E2（6V，内阻不计）、滑动变
阻器R1（0~200
Ω
R2（0~500
Ω
Rt，继电器、电阻箱（0~999.9
）、滑动变阻器
）、热敏电阻
Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制，电源E应选用（选填“E1”或“E2”），
滑动变阻器R应选用（选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则
应将如图11–2图所示的选择开关旋至
（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题
11–1图中，若只有b、c间断路，
、
、
（选
则应发现表笔接入ab时指针
（选填“偏转”或“不偏转”），接入ac时指针
填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为
50
℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序
是
．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至
108.1Ω
【答案】
（1）E2
R2
（2）C（3）不偏转
偏转
（4）⑤④②③①
【解析】
（1）由表格数据知，当温度为30
199.5
Ω
℃时，热敏电阻阻值为
，继电器的阻
值
R0
Ω
流为15mA时，E=I（Rt+R0）=3.3V，所以电源选
E2，80℃时，热敏电
=20
，当电
阻阻值Rt=49.1Ω，则
E2=I（Rt+R0+R），此时变阻器阻值R=330.9Ω，所以变阻器选择R2；
（2）多用电表做电压表
测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个
回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50℃时，热
敏电阻阻值为108.1Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将
电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①．
【考点定位】多用电表的使用闭合电路的欧姆定律传感器
【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变
阻器．明确实验的目的是实现对30~80℃之间任一温度的控制，其中30~80℃就是提示的
信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．
23．（11分）[2010全·国I卷]用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度
范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。
某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2
连成图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变
化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。
为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不
同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大。
RL的测量结果如表
所示。
温度t（℃）30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
RL阻值（Ω）54.3
51.0
47.5
44.3
41.0
37.9
34.7
回答下列问题：
（1）根据图所示的电路，在实物图上连线。
（2）为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL-t关系图线。
（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。
电流表的读数为
电压表的读数为。
此时等效电阻RL的阻值为，热敏电阻所处环境的温
度约为。
，
解：
（1）如图：
（2）如图：
（3）115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃。
解析：
由部分电路欧姆定律得：
R＝UI＝0.115A5.0V＝43.5Ω，对照图找出相应的温度为
64.0℃。
考点：
[电阻率与温度的关系、传感器]。
22．（5分）[2011全·国I卷]为了测量一微安表头
A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。
图中，A0是标准电流表，
R0和
RN分别是滑动变阻器和电阻箱，
S和
S1分别是单刀双掷
开关和单刀开关，
E是电池。
完成下列实验步骤中的填空：
（1）
将S拨向接点1，接通S1，调节
，使待测表头指针偏转到适当位置，记下
此时
的读数I；
（2）
然后将S拨向接点2，调节
，使
，记下此时RN的读
数；
（3）
多次重复上述过程，计算RN读数的
，此即为待测微安表头内阻的测量值。
解：
（1）R0；A0；
（2）RN；A0的读数仍为I；（3）平均值
点评：
[测量微安表头的内阻、替代法
]。
23．（10分）[2012全·国I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，
来测量磁场的磁感应强度大小、
并判定其
方向。
所用部分器材已在图中给出，
其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，
两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。
此外还有细
○
沙、天平、米尺和若干轻质导线。
（1）
在图中画线连接成实验电路图。
（2）
完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线。
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使
D处于平衡状态；然后用天平称出细
沙质量m1。
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使
D；然后读出，并用天平称出。
④用米尺测量。
（3）用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B
＝
。
（4）
判定磁感应强度方向的方法是：
若
，磁感应强度方向垂直纸面向外；反
之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
解：
（1）连线如图所示
（2）③重新处于平衡状态；电流表的示数
I；此时细沙的质量m2；
④D的底边长度l
（3）
|m2－m1|g
（4）m2＞m1
Il
23．（8分）[2013全·国I卷]某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk挡”内部电路的总电阻。
使用的器材有：
多用电表；
电压表：
量程5V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：
最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题：
（1）
将多用电表挡位调到电阻
“×lk挡，”再将红表笔和黑表笔
，调零点。
（2）
图（a）中多用电表的红表笔和
（填“1或”“2）”端相连，黑表笔连接另一端。
（3）
将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图
（b）所示，这时电压表的示
数如图（c）所示。
多用电表和电压表的读数分别为
kΩ和
V。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电压表的读数分
别为12.0kΩ和4.00V。
从测量数据可知，电压表的内阻为kΩ。
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示。
根据前面的实验数据计算可得，
此多用电表内电池的电动势为V，电阻“×lk挡”内部电路的总电阻为kΩ。
解：
（1）短接；
（2）1；（3）15.0，3.60；（4）12.0；（5）9.00，15.0。
解析：
（1）欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调
零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。
（2）电流流过多用电表原则：
“红进黑出”。
（3）多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“×1k”读第一排，读数为15.0×1k
＝15.0kΩ；直流电压5V，最小分度为0.1V，估读到分度值下一位，读数为3.60V。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。
（5）由第（3）步：
E＝
3.6
3r＋
3.6
3×15×103，即：
E＝
3.6
3r＋4.5。
12×10
12×10
12×10
4
由第（4）步：
E＝12×103r＋4。
解得：
E＝9.00V，r＝15.0kΩ。
23．（9分）[2014全·国I卷]利用如图（a）所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的
实验器材有：
待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0Ω），电阻
R1（阻值为3.0Ω），电流表○A（量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω），开关S。
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关
S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数
I和电阻箱相应的阻值
R；
③以1I为纵坐标，
R为横坐标，作
1I－R图线（用直线拟合）
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题：
（1）
1与R的关系式为
。
分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则I
（2）
实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻
R＝3.0
Ω时电流表的示数如图（b）所示，
读出数据，完成下表。
答：
①
，②
。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I
－1
－1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
/A
（3）
在答题卡图
（c）的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率
k＝
A-1Ω-1，截距b＝
A-1。
（4）
根据图线求得电源电动势
E＝
V，内阻r＝
Ω。
解：
（1）1＝
3R＋
15＋3r；
（2）如图，0.110，9.09；（3）1，6.0；（4）3，1.0
I
E
E
解析：
k＝13－6＝1，3＝1，15＋3r＝6。
7
E
E
23．（9分）[2015全·国
I卷]
图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫
安表的改装电路。
（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为lmA；R1和R2为阻值固定的电阻。
若使
用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。
由题给条件和数据，可以求出R1＝Ω，R2＝Ω。
（2）现用一量程为3mA、内阻为l50Ω的标准电流
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