考点13 电学实验高考物理二轮核心考点原卷版.docx

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考点13电学实验高考物理二轮核心考点原卷版

2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】

考点13电学实验

【命题意图】

考查电流表量程的改装关键是电压相等，各支路电流之和等于总量程。

若量程扩大N倍，则并联一个阻值为

的电阻。

描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，涉及电路原理图的绘制、电表的读数和数据的处理，意在考查考生对电路基础知识、电表读数的掌握情况及简单的推理能力。

做此类实验，一定要注意实验原理，根据实验要求，选择合适的器材，在读取电表数据时，一定要注意选取的量程和分度值。

本题要求考生根据四个表盘来判断电表的类别及彼此的对应关系，考查了考生简单的推理能力。

【专题定位】

高考对学生实验的考查，主要有以下实验：

①测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）；②描绘小电珠的伏安特性曲线；③测定电源的电动势和内阻；④练习使用多用电表；⑤传感器的简单使用.

【考试方向】

与电阻测量有关的电学实验仍是高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读数能力的考查，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等；重视对实验操作能力的考查；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择

【应考策略】

1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析.

【得分要点】

1、多用电表测电阻使用“五步”法

（1）选档：

选倍率,一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率;

（2）调零：

进行欧姆调零;

（3）测量：

将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量;

（4）读数：

将指针示数乘以倍率,得测量值;

（5）整理：

测量结束后,将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。

特别注意:

用欧姆挡测电阻时,如果指针偏转角度太小（即指针所指的欧姆刻度值太大）,应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大（即指针所指的欧姆刻度值太小）,应该适当减小倍率重新调零后再测量。

2、控制电路的设计技巧

（1）滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法：

①要求被控制电路的电流（或电压）从零开始可连续调节时（如：

测绘导体的伏安特性曲线等实验）；

②被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时；

③实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时；

④若采用限流式接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过电表或电器的额定值时．

（2）若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，则应该采用限流式接法．测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法．

3、电学仪器的选择:

（1）电源的选择:

一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

（2）电表的选择:

一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大,一般应使指针能达到半偏以上,以减小读数的偶然误差,提高精确度

4、实物图连接注意

（1）一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线；

（2）最后并接电压表；

（3）连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出.

5、器材选择的一般步骤是：

（1）找出唯一性的器材；

（2）草画电路图（暂不把电表接入）；

（3）估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；

（4）考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上，且不超过电表的量程

【近三年高考题精选】

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=1.0kΩ，电阻R1=9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。

①按图示电路进行连接后，发现

、

和

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、

间电压，读数不为零，再测量

、

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。

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0.32A）；电压表

V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表

（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；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）

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100μA，内阻大约为2500Ω）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99999.9Ω）；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2601.0Ω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：

。

4．【2016·四川卷】（11分）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。

实验器材：

待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。

实验主要步骤：

（

）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

（

）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；

（

）以U为纵坐标，I为横坐标，作U–I图线（U、I都用国际单位）；

（

）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。

回答下列问题：

（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。

A．电压表（0~3V，内阻约15kΩ）B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

C．电流表（0~200mA,内阻约2Ω）D．电流表（0~30mA,内阻约2Ω）

（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。

两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。

A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱

D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱

（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。

5．【2016·天津卷】某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：

电压表V1（量程0~3V，内阻等于3kΩ）

电压表V2（量程0~15V，内阻等于15kΩ）

电流表A1（量程0~200mA，内阻等于10Ω）

电流表A2（量程0~3A，内阻等于0.1Ω）

滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）

滑动变阻器R2（0~1kΩ，额定电流0.5A）

定值电阻R3（阻值等于1Ω）

定值电阻R4（阻值等于10Ω）

定值电阻R5（阻值等于1kΩ）

电源E（E=6V，内阻不计）

①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

②该同学描绘出的I–U图象应是下图中的______。

【模拟押题】

1.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。

他根据老师提供的以下器材，画出了如图所示的原理图。

①电压表V（量程3V．内阻Rv约为l0kΩ）

②电流表G（量程3mA，内阻Rg=l00Ω）

③电流表A（量程3A,内阻约为0.5Ω）

④滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）

⑤滑动变阻器R2（0~500Ω，1A）

⑥定值电阻R3=0.5Ω

⑦开关S和导线若干

（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A。

（保留两位有效数字）

（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______（填写器材编号）

（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势____V．

2.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：

（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm；

（2）用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90Ω左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：

A．电流表A1（量程50mA、内阻约1Ω）

B．电流表A2（量程200mA、内阻约为0.2Ω）

C．电流表A3（量程0.6A、内阻约为0.1Ω）

D．定值电阻R0=30Ω

E．滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω）

F．电源E（电动势为4V）

G．开关S、导线若干

①．某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路，如图乙所示。

为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：

M为___，N为__（均选填“A1”、“A2”或“A3”）。

②．若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=_______。

③．考虑本次测量存在一定的系统误差，所以测量值比真实值____（填“偏大”或“偏小”）。

3.实验室有一种灵敏电流计G，满偏刻度为30格。

某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：

待测灵敏电流计G1、G2

电流表A：

（量程为1mA、内阻约为100Ω）

定值电阻R1：

（阻值为400Ω）

定值电阻R2：

（阻值为600Ω）

电阻箱R：

（0~9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）

滑动变阻器R3：

（最大电阻2000Ω，额定电流1.5A）

直流电源：

电动势1.5V，内阻不计；

开关一个，导线若干。

该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。

（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。

（2）若灵敏电流计G2中的电流由b流向a，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值________（选填“增大或“减小”），直到G2中的电流为0。

（3）读出电阻箱连入电路的电阻为1200Ω，电流表的示数为0.6mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig=_____μA，内阻Rg=_______Ω。

4.某探究小组测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示。

实验器材如下：

直流恒流源（电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8A）；

待测电阻Rx（阻值约为20

）；

滑动变阻器R（最大阻值约为70

）；

电压表V（量程15V，内阻约为15k

）；

电流表A（量程0.6A，内阻约为0.2

）；

请回答下列问题。

（1）实验所用器材如图乙所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接_____。

（2）电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到____处（选填“a”、“b”）。

（3）所得实验数据如下表，请在图丙所示的直角坐标系上画出U—I图象_____。

（4）根据所画U—I图象，可求得直流恒流源输出电流I0=_____A，待测电阻的阻值Rx=_____

。

（结果保留两位有效数字）

5.为测量某金属丝的电阻率，小明同学取来一段粗细均匀、长为L0的金属丝进行实验．

（1）用蜾旋测微器测金属丝的直径d，读数如图甲所示．则d=______mm．

（2）用一电阻档有三个倍率（分别是×1、×10、×100）的多用电表粗测其电阻．选用×10档测量某电阻时．操作步驟正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到_____档．重新正确操作后，表盘的示数如图乙所示，其读数为______Ω．

（3）进一步准确测量金属丝的电阻，实验室提供的器材有：

A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）；

B．电流表A1（量程0～0.6A，内阻约1Ω）；

C．电流表A2（量程0～150mA，内阻约2Ω）；

D．电压表V（量程0～3V，内阻约10kΩ）：

E．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；

F．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；

G．待测电阻丝Rx，开关、导线若干．

①实验中，小明设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用_____，滑动变阻器应选用_____．实验时，开关S2应接____（选垓“1”成“2”）．

②请用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接（部分连线已画出）_________________．

③若实验中测得该金属丝的电阻为R0，则计算这种电阻丝材料电阻率的表达式为ρ=_____（用题中给定的物理量符号和已知常数表示）．

6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）

B．直流电流表（量程0〜3A，内阻约为0.1Ω）

C．直流电流表（量程0〜600mA，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程0〜15V，内阻约为15kΩ）

E．直流电压表（量程0〜5V，内阻约为10kΩ）

F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）

G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．

（1）实验中电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______（均用序号字母表示）．

（2）请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路______．

（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中，其中电源电动势E=4V，内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为______W．（结果保留两位有效数字）

7.某同学在阅读科普资料时发现：

输液用的生理盐水电导率为0.8s／m．他对“电导率”一词产生浓厚的兴趣，经查单位及符号表得知，“s”为电导的单位，它等于电阻单位的倒数，“m”为长度的单位．他又联想到电阻率的单位为“

”，经单位对比后他作出一个大胆的假设：

电导率一定是电阻率的倒数．为了验证他的假设，他做了如下尝试：

取体积为V（m3）的输液用的生理盐水，刚好灌满伸缩性能良好的透明塑料管中（两端装有电极），形成一段粗细均匀的封闭盐水柱（长为10.00cm、横截面积约为1.00cm2），进行如下实验：

（1）他将盐水柱作为纯电阻Rx，根据他的假设此段盐水柱的电阻约为_____Ω．现用以下器材采用伏安法测盐水柱的电阻：

A．直流电源E：

电动势18V，内阻很小，额定电流1A；

B．电流表A：

量程0～12mA，内阻约10

；

C．电压表V：

量程0～15V，内阻约15k

；

D．滑动变阻器R：

最大阻值50

；

E．开关、导线若干．

根据所给的器材，在方框内画出合理的实验电路图（图中已给出盐水柱、电源的符号）______．

（2）为了较准确地测量电导率，他设计以下方案：

把这段封闭的盐水柱均匀拉长（盐水柱的两端始终与电极充分接触），测得盐水柱长度L和对应的电阻Rx，利用实验数据作出电阻Rx与长度L2的关系图象如图所示，则盐水的电导率应为______（用该图线的斜率k，体积V表示）．若测得电导率约为“0.8”，则说明他的假设是正确的．

8.国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m。

某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。

实验器材还有：

电源（电动势约为3V，内阻可忽略）

理想电压表

（量程为3V）

理想电压表

（量程为3V）

定值电阻

（阻值4kΩ）

定值电阻

（阻值2kΩ）

电阻箱R（最大阻值9999Ω）

单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。

实验步骤如下：

A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d；

B.向玻璃管内注满自来水，确保无气泡；

C.用刻度尺测量并记录水柱长度L；

D.把S拨到1位置，记录电压表

示数；

E.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表

示数与电压表

示数相同，记录电阻箱的阻值R；

F.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D、E；

G.断开S，整理好器材。

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d=_______mm；

（2）玻璃管内水柱的电阻

的表达式为

=_____； （用

、

、R表示）

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的

图象。

可求出自来水的电阻率ρ=__________Ω•m（保留三位有效数字）。

9.为了测定某电池的电动势（约10V~11V）和内电阻（小于2Ω），需要把一个量程为5V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：

（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。

第一步：

把滑动变阻器滑动片移至最右端

第二步：

把电阻箱阻值调到零

第三步：

闭合电键

第四步：

把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为4.5V

第五步：

把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_______V

第六步：

不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15V的电压表

（2）上述实验可供选择的器材有：

A．某电池（电动势约10V~11V，内电阻小于2Ω）

B．电压表（量程为5V，内阻约4KΩ）

C．电阻箱（阻值范围0~9999Ω）

D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）

E．滑动变阻器（阻值为0~20Ω，额定电流2A）

F．滑动变阻器（阻值为0~20KΩ，额定电流0.2A）

电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________（用大写字母表示）。

（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U—I图线如图丙所示，可知电池的电动势为___________V，内电阻为_______Ω。

（保留3位有效数字）

10.某同学想通过实验测定一个定值电阻Rx的阻值。

（1）该同学先用多用电表“×10”欧姆挡估测其电阻示数如图，则其阻值为______Ω；

（2）为了较准确测量该电阻的阻值，现有电源（12V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～200Ω，额定电流1A）、开关和导线若干，以及下列电表：

A．电流表（0～100mA，内阻约15.0Ω）

B．电流表（0～500mA，内阻约25.0Ω）

C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）

D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）

为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的______（选填“甲”或“乙”）。

这样测量的阻值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。

（3）图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。

请根据在

（2）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线____。