2020物理高考备考专题《电学实验》(高考押题)(附答案解析版)

高考押题专练

1.某同学用以下器材接成如图甲所示的电路，并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘，成功地改装了一个简易的“R×1 k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下：

A.满偏电流I g＝100 μA的微安表一个

B.电动势E＝1.5 V，电阻可忽略不计的电池

C.阻值调至14 kΩ的电阻箱R

D.红、黑测试表笔和导线若干

(1)根据题中信息可知原微安表的内阻R g＝________ Ω.

(2)在图甲电路的基础上，不换微安表和电池，图乙的刻度也不改变，仅增加1个电阻，就能改装成“R×1”的欧姆表.要增加的电阻应接在________之间(填a、b、c)，电阻阻值为________.(保留两位有效数字)

(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图.

【答案】(1)1 k(2)a、c15 Ω(3)见解析图

【解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”说明在测阻值在10～20 kΩ的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中

值电阻，即表内总电阻约为R总＝15 kΩ.当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有：I g＝E

R＋R g，代入E、R、I g的值可得R g＝1 kΩ.

(2)要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减少表的内阻，依题意，显然只有在ac之间并联一个小电阻R′，

才能使表内总电阻等于中值电阻R并＝15 Ω.根据R并＝R′(R＋R g)

R′＋R＋R g，代入R以及R g

的数值可计算得R′≈15 Ω.

(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图所示.

2.一只小灯泡，额定功率为0.75 W，额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值，于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝1.5 V.B小组同学

认为A小组测量方法有误，他们利用下面可供选择的器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压，并根据测量数据来绘制灯泡的U－I图线，进而找到灯泡的额定电压.

A.电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)

B.电流表A1(量程1 500 mA，内阻约0.02 Ω)

C.电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)

D.滑动变阻器R1(0～10 Ω)

E.滑动变阻器R2(0～100 Ω)

F.电源E(电动势4.0 V，内阻不计)

G.开关S和导线若干

H.待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)

(1)在实验过程中，B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，在下面所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中，电流表选________(选填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”).

(2)当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，灯泡功率已超过额定功率，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中.

(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________ V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是

________________________________.

【答案】(1)见解析图A2R1

(2)见解析图

(3)2.5(2.4～2.6均可)灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)

【解析】(1)题目表格中电流最大310 mA，考虑测量的精确度，故电流表选择A2；

要描绘小灯泡的U－I图象，电压要从零开始连续调节，故滑动变阻器用分压式接法，选择小量程的变阻器方便操作，故变阻器选择R1；电路如图所示.

(2)小灯泡的U－I图象如图所示：

(3)小灯泡的额定功率为0.75 W；当电压为2.5 V时，电流为0.3 A，此时电功率为：P＝UI＝2.5×0.3 W ＝0.75 W，恰好等于额定功率，故额定电压为2.5 V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是灯泡电阻随着温度的升高而变大.

3.某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R L，实验室提供下列器材：

①待测线圈L，阻值约为2 Ω，额定电流为2 A

②电流表A1量程为0.6 A，内阻r1为0.2 Ω

③电流表A2量程为3 A，内阻r2约为0.2 Ω

④变阻器R1阻值为0～10 Ω，变阻器R2阻值为0～1 kΩ

⑤电池E，电动势为9 V，内阻很小

⑥定值电阻R3＝10 Ω，R4＝1 000 Ω

⑦开关S1、S2

要求实验时，改变变阻器的阻值，待电路稳定时，可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，利用I2－I1的图象，求出电感线圈的电阻.

(1)实验中定值电阻应选用________，变阻器应选用________.(填代号)

(2)I2－I1对应的函数关系式为__________.(选用题干所给出的物理符号表示)

(3)实验结束时应先断开开关________，后断开开关________.

(4)由I 2－I 1图象得出I 2

I 1的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为________.(结果保留3位有效数字)

【答案】(1)R 3 R 1 (2)I 2＝

R L ＋R 3＋r 1

R L

I 1 (3)S 2 S 1 (4)2.04 Ω 【解析】(1)采用已知内阻的小量程电流表A 1替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于R ＝2×2

0.6 Ω

－0.2 Ω≈6.5 Ω的定值电阻，所以实验中定值电阻应选用阻值为10 Ω的R 3，

要用分压电路，选择较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选用阻值为0～10 Ω的R 1. (2)由I 1(R 3＋r 1)＝(I 2－I 1)R L ，得：I 2I 1＝R L ＋R 3＋r 1

R L ，所以：I 2＝R L ＋R 3＋r 1R L

I 1

(3)实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关S 2 ，将电感线圈与A 1断开，然后再断开S 1. (4)由I 2＝R L ＋R 3＋r 1R L I 1，代入数据得：R L ＝R 3＋r 15＝10＋0.2

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Ω＝2.04 Ω.

4.高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电电压为U 时所带的电荷量Q ，从而再求出待测电容器的电容C ，某同学的实验情况如下：

(1)按图甲所示电路连接好实验电路.

(2)接通开关S ，调节电阻箱R 的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I 0＝500 μA 、电压表的示数U 0＝6.0 V ，I 0 和U 0 分别是电容器放电的初始电流和初始电压，此时电阻箱R 的阻值为8.5 kΩ，则电流表的内阻为________ kΩ.

(3)断开开关S ，同时开始计时，每隔5 s 或10 s 读一次电流I 的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t 为横坐标、电流I 为纵坐标的点，如图乙中用“×”表示的点.

(4)请在图乙中描绘出电流随时间变化的图线，并根据图线估算出该电容器两端电压为U 0时所带的电荷量Q 0约为________ C ；(结果保留两位有效数字)

(5)根据公式________来计算电容器的电容.(只要求写出表达式，不要求计算结果) 【答案】(2)3.5 (4)如图所示 8.0×10－

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