高考物理真题电学实验

高考物理真题电学实验 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

专题17 电学实验

1.（2017全国卷Ⅰ）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 V，额定电流 A）；电压表V V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程 A，内阻Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R （阻值0~ Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干. （1）实验要求能够实现在0~ V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4 V，内阻Ω）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）

（2）增大 增大 （3）

解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点. (1)要实现在0~ V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻R 0串联，将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω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 = V ，I =225 mA ，P 1=UI= W ；整理得：

1E

I U R r R r

=-

+

++，当直线的斜率最大时，与灯泡的I –U 曲线的交点坐标最大，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 = V ，I = A ，如右图所示，最大的功率为P 2=UI = W.

2.（2017全国卷Ⅱ）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2 500 Ω）的内阻.可使用的器材有：两个滑动变阻器

R 1、R 2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱R z （最大阻值为99 Ω）；电源E （电动势约为 V ）；单刀开关S 1和、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“2 000”）.

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R z的阻值置于2 Ω，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

接通前B与D所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）.

S

2

④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2

前后，微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为

Ω时，在接通S

2

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④2 550 （3）调节R1上的分压，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R 1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器；

②为了保护微安表，开始时将R 1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R z 的阻值置于2 Ω，接通S 1；将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置；最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2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 21和R 22，因B 与D 所在位置的电势相等，可知；

z12122A R R R R =；同理当R z 和微安表对调后，仍有：z22122

A R R

R R =；联立两式解得：z12250026012550A Z R R R ==⨯Ω=Ω.

（3）为了提高测量精度，调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程.

3.（2017全国卷Ⅲ）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；R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻，R 6是可变电阻；表头G 的满偏电流为250 μA ，内阻为480 Ω.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1 V 挡和5 V 挡，直流电流1 mA 挡和 mA 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R 6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R 6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R 6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R 6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R 1+R 2=______Ω，R 4=_______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） mA （或 mA ） 1 100 Ω 解析：（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔.

（2）R 6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置. （3）B 端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以

g g 121g

160 I R R R I I +=

=Ω-；B 端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以

1g g

41

880 U I R R I -=

=Ω.

（4）若此时B 端与“1”相连，多用电表是量程为 mA 的电流表，则读数为 mA ；若此时B 端与“3”相连，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为1 100 Ω；若此时B 端与“5”相连，多用电表是量程为5 V 的电压表，则读数为 V.

4.（2017江苏卷）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R t 、滑动变阻器R 串联接在电源E 两端，当继电器的电流超过15 mA 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20 Ω，热敏电阻的阻值R t 与温度t 的关系如下表所示