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2013年高考物理模拟新题精选分类解析(第4期)专题13 电学实验


2013 年高考物理模拟新题精选分类解析(第 4 期)专题 13 电学实验
1.(10 分) (2013 江苏苏南四校联考) 指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下 列问题: (1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图(a)所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测 量的结果为_________;若选择开关拨至“50mA”挡,则测量结果为__________。

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(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为 ε 、内阻为 r, R0 为 调零电阻,Rg 为表头内阻,电路中电流 I 与待测电阻的阻值 Rx 关系图像如图(c)所示, 则该图像的函数关系式为_____________________; (3)下列根据图(c)中 I-Rx 图线做出的解释或判断中正确的是( ) (多选) A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小 B.欧姆表调零的实质是通过调节 R0 使 Rx=0 时电路中的电流 I=Ig C.Rx 越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏 D.测量中,当 Rx 的阻值为图(c)中的 R2 时,指针位于表盘中央位置的左侧

2. 分) (8 (2013 四川德阳一诊)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究热 敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻 的阻值约 4—5 ? .热敏电阻和温度计插入带塞的试管中,管内有一定量的冷水,其他备用的 仪表和器具有:盛有热水的热水杯、电源(3V,内阻可忽略) 、直流电流表(内阻约 l ? ) 、直 流电压表(内阻约 5k ? ) 、滑动变阻器(0~ 20 ? ) 、电键、导线若干. (1)为测量误差尽可能小,某同学设计了如下电路图,请根据电路图把实物图用连线代 替导线连好.

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(2)简要写出完成接线后的主要实验步骤 a、往保温杯中加入热水,稍等读出温度值. b、 c、重复 a、b 测出不同温度下的数据。 d、 答案: (1)实物图连线如图。 (2)b、调节滑动变阻器,快速读出电压表及电流表的读数。 d、绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。 解析:读出温度值后,要调节滑动变阻器,快速读出电压表及电流表的读数。重复 a、b 测出 不同温度下的数据。绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。

3.(2013 成都一诊)某学习小组的同学欲测出一只有刻度无示数的电流表的内阻和满偏电流。 ①他们先用欧姆表“×10”档粗测电流表内阻,指针稳定时如图所示,其示数为 Ω (保 留两位有效数字。 ②接着他们利用下列器材进行测量。要求:测量精度尽可能高,电表读数变化范围尽可能大, 滑动变阻器调节范围尽量大。 待测电流表 A1:量程 1mA 左右,共有 N 格。 电流表 A2:量程 10mA,内阻 r2=10Ω ; 电流表 A3:量程 10mA,内阻 9Ω 左右; 滑动变阻器 R1:最大阻值 5Ω ,额定电流 2A; 定值电阻 R2:阻值 R2=120Ω ;

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电池组 E:电动势约为 5V,内阻约 1Ω ; 开关 S 一个,导线若干。 a.在答题卡对应位置的方框内画出你帮他们设计的电路图并标明所选器材的代码; b.若 A2、A3 的示数分别为 I2、I3、 ,电流表 A1 偏转了 N1 格,则 A1 表的内阻为 ,满偏电流 为 。(结果用 I2、I3、N1、N、r2 表示)。

4.(10 分) (2013 江苏南京盐城一模)某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高 而变化的规律,用实验得到下表所示的数据(I 和 U 分别表示小灯泡的电流和电压) ,则:

U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 ▲ 0.45 0.47 0.49 0.50 U/ V
1 0 0 A 甲 乙 0.2 0.4 0.6 2 3 ▲▲▲ 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 0.1 0.3 丙 0.5

I/ A

(1)当 U ? 1.20 V 时对应的电流表如图甲所示,其读数为 ▲ A (2)实验中所用的器材有: 电压表(量程 3V,内阻约为 2 kΩ ) 电流表量程(0.6A,内阻约为 0.2Ω ) 滑动变阻器(0~5Ω ,1 A) 电源、待测小灯泡、电键、导线若干。请在图乙方框中画出该实验的电路图 (3)根据实验数据,在图丙中画出小灯泡的 U-I 曲线 (4)如果把这个小灯泡接直接接在一个电动势为 1.5V、内阻为 2.0Ω 的电池两端,则小灯泡 的实际功率是 ▲ W(结果保留 2 位有效数字)

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5.(8 分)(2013 北京海淀期末)某同学用电压表和电流表测量 Rx 的电阻,已知电压表内阻约 3kΩ ,电流表内阻约 1Ω 。 (1)某同学用如图甲所示电路测量电阻 Rx,Rx 的测量值比真实值_______(选填“偏大”或 “偏小”); 若被测电阻 Rx 的阻值约为 10Ω , 应采用图______(选填“甲”或“乙”)所示由路 误差会比较小。

(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误 差。某学习小组设计了以下方案,以避免电表内阻引起的系统误差。该方案利用图丙所示的 电路进行测量,主要实验步骤如下: 第一步:将单刀双掷开关 S2 接 2,闭合开关 S1,调节滑动变阻器 Rp1 和 Rp2,使电表读数接 近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数 U1、I1 ① 请你写出第二步操作步骤,并说明需要记录的数据;______________ ________________________________________________________ ② 用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是 Rx=____________________。 ③ 简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差。_______ _____________________________________________________________ 答案:(8 分) . (1)偏小,2 分 甲 2 分 (2)①将开关 S2 接 1,闭合开关 S1,保持滑动变阻器 Rp1 和 Rp2 滑片位置不变,记录此时电压 表和电流表的示数 U2、I2;????2 分 ②Rx=

U1 U 2 ? ;????1 分 I1 I 2 U1 = Rx +RA+Rp2;当单刀双掷开关 S2 接 1,闭 I1

③当单刀双掷开关 S2 接 2,闭合开关 S1 时有,

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合开关 S1 时有,

U2 U U = RA+Rp2,所以有,Rx= 1 ? 2 ,该实验中电流表的内阻所产生的影响两 I2 I1 I 2

次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响。????1 分 说明:没有推导过程,只要说出“电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除, 电压表内阻对实验结果没有影响”就给 1 分。 6.(11 分) (2013 山东名校质检)用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节干电池的电动势 和内阻。 (1)将图甲的实物连接成可完成实验的电路; (2)完成以下步骤的相关内容: (a)将多用电表的选择开关旋转至_________挡(填“×lΩ ”、“直 流电压 2.5 V”或“直流电流 100mA”); (b)调节电阻箱,示数如图乙所示,读得电阻值 R1=__________Ω ; (c)合上开关,从多用表上读得数值为 xl; (d)重复(b)、(c),收集多组 R 和 x 的数据;?? (3)某同学根据自己设计的实验以及收集到的数据,作出了如图丙 所示的 R-

1 图线,由此可知,干电池的电动势 E= x

_________V(计算结果保留三位有效数字) ;图线纵轴截距的绝 对值代表______的阻值之和。 答案: (1)电路连接如图。 (2) (a)直流电压 2.5 V 或直流电流 100mA (b)12 (3) 1.46 电表与干电池

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7. (10 分) (2013 河南中原名校第三次联考)某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的 实验时,发现实验台上有以下器材: 待测电源(电动势约为 4V,内阻约为 2Ω ) ; 一个阻值未知的电阻 R0(阻值约为 5Ω ) ; 两块电压表(内阻很大,有 5V、15V 两个量程) ; 电流表(内阻约为 1Ω ,量程 500mA) ; 滑动变阻器 A(0~20Ω ,3A) ; 滑动变阻器 B(0~200Ω ,0.2A) ; 电键一个,导线若干。 该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻 Ro 的阻值,设计 了如图所示的电路。实验时他用 U1、U2、I 分别表示电表 Vl、V2、A 的读数。在将滑动变阻器 的滑片移动到不同位置时,记录了 U1、U2、I 的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个 图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻 Ro 的阻值。 根据题中所给信息解答下列问题: (1) 在电压表 Vl 接入电路时应选择的量程是 , 滑动变阻器应选择 (填器材代号“A’’或 “B”) ; (2)在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的 图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用 、 表示;用来计算定值电阻 Ro 的图线的横坐标轴、纵坐标轴 分别应该用 、 表示。 (填“U1、U2、 I”或由它们组成的算式) (3) 若实验中的所有操作和数据处理无错误, 实验中测得的定值电阻 Ro 的值 (选 填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值。

8. (2013 山东济南外国语学校测试)有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安 法描绘这个灯泡的 U-I 图线,有下列器材供选用;

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A.电压表(0~5V,内阻 10K ? ) B.电压表(0~10V,内阻 20K ? ) C.电流表(0~0.3A ,内阻 1 ? ) D.电流表(0~0.6A,内阻 0.4 ? ) E.滑动变阻器(5 ? ,10A) F.滑动变阻器(500 ? ,0.2A) (1)实验中电压表应选用 ,电流表应选用 . (用序号字母表示) (2)为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用 (用序号字母表示) 。 (3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的 实物电路图。

【答案】 (1)A D(2)E

(3)见解析

灯泡内阻 R=

R 10000 U2 R 8 =8Ω ; V ? ? 1250, ? ? 20 P R 8 RA 0.4

故说明电压表内阻远大于灯泡内阻,应采用电流表外接法; 而由以上分析知,滑动变阻器应选择分压接法; 故电路图和实物连接图如图所示.

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9. (2013 唐山一中检测)为了测定一节干电池的电动势和内电阻,现准备了下列器材: ①待测干电池 E(电动势约 1.5 V,内阻约为 1.0 Ω ) ②电流表 G(满偏电流 3.0 mA,内阻为 10 Ω ) ③电流表 A(量程 0~0.60 A,内阻约为 0.10Ω ) ④ 滑动变阻器 R1(0~20 Ω ,2 A) ⑤ ⑤滑动变阻器 R2(0~1000 Ω ,1 A) ⑥定值电阻 R3=990 Ω ⑦开关和导线若干 (1)为了能尽量准确地进行测量,也为 了操作方便,实验中应选用的滑动变阻 器是________(填仪器字母代号) ; (2) 请在图甲所示的方框中画出实验电 路原理图,并注明器材的字母代号; (3) 图乙所示为某同学根据正确的电路 图做出的 I1-I2 图线(I1 为电流表 G 的 示数,I2 为电流表 A 的示数) ,由该图线可求出被测干电池的电动势 E=________V,内电阻 r =________Ω。 答案. (1)R1(2 分) 。 (2)如左图(4 分) 。 (3)1.45±0.01V(2 分) , 0.90±0.01 ? (2 分) 。 10(2013 成都石室质检)有一节干电池,电动势大约为 1.5V,内电阻约为 1.0Ω .某实验小组的同学们为了比较准 确地测出该电池的电动势和内电阻,他们在老师的支持下得到了以下器材: A.电压表 V(15V,10kΩ ) B.电流表 G(量程 3.0mA,内阻 Rg=10Ω ) C.电流表 A(量程 0.6A,内阻约为 0.5Ω ) D.滑动变阻器 R1(0~20Ω ,10A) E.滑动变阻器 R2(0~100Ω ,1A) F.定值电阻器 R3=990Ω G.开关 S 和导线若干 (1) 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) (2)请在虚线框内画出他们采用的实验原理图.(标注所选择的器材符号) (3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图象法分析处理数据,请你 在下图所示的坐标纸上选择合理的标度,作出相应的图线. 序号 电流表 G(I1/mA) 电流表 A(I2/A) 1 1.37 0.12 2 1.35 0.16 3 1.26 0.21 4 1.24 0.28 5 1.18 0.36 6 1.11 0.43

( 4 )根 据图 线求出 电源的 电动 势 E = Ω (保留两位有效数字).

V(保 留三 位有 效数 字 ) ,电源 的内 阻 r =

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答案: (1)D; (2)如图 a 所示; (3)如图 b 所示

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