2019高考物理題分類匯編10電學(xué)實(shí)驗(yàn)解析版

2019高考物理題分類匯編10電學(xué)實(shí)驗(yàn)解析版【2019年全國Ⅰ】某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200Ω，經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖(a)所示電路對改裝后的電表進(jìn)行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。

(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實(shí)物連線。

(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí)，微安表的指針位置如圖(c)所示。由此可以推測出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是______。(填正確答案標(biāo)號)

A.18mA

B.21mA

C.25mA

D.28mA

(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是______。(填正確答案標(biāo)號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200Ω

B.微安表內(nèi)阻測量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200Ω

C.R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小

D.R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏大

(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k=______?！敬鸢浮緾

AC

99【解析】解：(1)微安表與分流電阻并聯(lián)可以改裝成電流表，根據(jù)圖(a)所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

(2)微安表量程為250μA，由圖(c)所示表盤可知，其分度值為5μA，其示數(shù)為160μA，

電流表示數(shù)為16.0mA，電流表示數(shù)為微安表示數(shù)的16.0×10-3A160×10-6A=100倍，

改裝后電流表量程為：250×10-6×100=25×10-3A=25mA，故C正確；

故選：C；

(3)CD、由(2)可知，改裝后電流表量程偏大，則流過分流電阻的電流偏大，由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，分流電阻阻值偏小，

如果R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小會(huì)導(dǎo)致改裝后電流表量程偏大，故C正確，D錯(cuò)誤；

AB、把微安表改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值：R=IgRgI-Ig，

如果微安內(nèi)阻Rg測量值錯(cuò)誤，微安表內(nèi)阻實(shí)際阻值大于1200Ω，即內(nèi)阻Rg測量值偏小，

并聯(lián)電阻阻值：R=IgRgI-Ig偏小，會(huì)導(dǎo)致改裝后電流表量程偏大，故A正確，B錯(cuò)誤；

故選：AC；

(4)把微安表改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值：R=IgRgI-Ig，

由(2)可知，流過分流電阻電流為流過微安表電流的99倍，則并聯(lián)電阻：R=Rg99，Rg=99R，

把微安表改裝成20mA的電流表，并聯(lián)電阻阻值：R并=IgRgI-Ig=250×10-6Rg20×10-3-250×10-6=Rg79=99R79=kR，

則：k=9979；

故答案為：(1)實(shí)物電路圖如圖所示；(2)C；(3)AC；(4)9979。

(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖。

(2)根據(jù)微安表量程與圖(c)所示表盤確定其分度值，根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)，然后根據(jù)電流表改裝原理求出改裝后電流表的量程。

(3)把微安表改裝成大量程的電流表需要并聯(lián)分流電阻，根據(jù)題意與改裝原理分析實(shí)驗(yàn)誤差。

(4)根據(jù)電流表的改裝原理與題意求出并聯(lián)電阻阻值。

本題考查了電流表的改裝問題，把微安表改裝成大量程的電流表需要并聯(lián)分流電阻，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出并聯(lián)電阻阻值，掌握基礎(chǔ)知識是解題的前提與關(guān)鍵，根據(jù)題意應(yīng)用基礎(chǔ)知識即可解題。

2.【2019年全國Ⅱ】某小組利用圖(a)所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系，圖中和為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻(阻值100Ω)；S為開關(guān)，E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)(圖中未畫出【答案】5.00

變小

增大

B

2.8【解析】解：(1)電壓表V1測定值電阻R0兩端電壓，其示數(shù)為：U1=IR0=50.0×10-6×100=5.00×10-3V=5.00mV；

由圖(b)所示圖線可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí)，硅二極管正向電阻變小，由于二極管電阻減小，二極管分壓減小，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，定值電阻分壓變大，

電壓表V1示數(shù)增大，為保持電壓表示數(shù)不變，應(yīng)減小定值電阻分壓增大滑動(dòng)變阻器分壓，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)增大，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向B端移動(dòng)；

(2)由圖(b)所示圖線可知，該硅二極管的測溫靈敏度為：|△U△t|=0.44-0.3080-30=2.8×10-3V/℃；

故答案為：(1)5.00，變小，增大，B；(2)2.8。

(1)已知定值電阻阻值與電路電流，應(yīng)用歐姆定律可以求出電壓表的示數(shù)；

分析圖示圖線可知當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí)，硅二極管正向電阻如何變化；

根據(jù)二極管電阻變化應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析答題。

(2)根據(jù)圖示圖線求出二極管的測溫靈敏度。

本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，根據(jù)題意分析清楚圖(a)所示電路結(jié)構(gòu)與圖(b)所示圖線是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)根據(jù)題意即可解題。

3.【2019年全國Ⅲ】某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50μA刻度。可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14kΩ)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500Ω)，電阻箱(0～99999.9Ω)，干電池(E=1.5V,r=1.5Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。

(1)歐姆表設(shè)計(jì)

將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為______Ω；滑動(dòng)變阻器選______(填“R1”或“R2”)。

(2)刻度歐姆表表盤

通過計(jì)算，對整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖【答案】900

R1

45

5

0

【解析】解：(1)將電源、電流表、定值電阻以及滑動(dòng)變阻器串接即可組成歐姆表，故實(shí)物圖如圖所示；

根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

50μA=ERA+R+R0+R1+r

解得：R1=900Ω；故滑動(dòng)變阻器選擇R1；

(2)由(1)中解答可知，歐姆表的內(nèi)阻即中值電阻R中=98.5+1.5+14000+900=15000Ω；

根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

25μA=ER?中+Ra

解得：Ra=45kΩ；

同理可知：

75μA=ER中+Rb?

解得：Rb=5kΩ4.(2019年北京)電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖象都相同。

(1)請?jiān)趫D1中畫出上述u-q圖象。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v-t圖象求位移的方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能Ep。

(2)在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電，對應(yīng)的q-t曲線如圖3中①②所示。

a.①②兩條曲線不同是______(選填E或R)的改變造成的；

b.電容器有時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。

(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程，填寫下表(選填“增大”、“減小”或“不變”)?！昂懔髟础?2)中電源電源兩端電壓____________通過電源的電流____________【答案】R

增大

不變

不變

減小【解析】解：(1)根據(jù)電容的定義Q=UC可知，U=qC，故電壓U與電量為正比例關(guān)系，故圖象如圖所示；

根據(jù)圖象的性質(zhì)可知，圖象與q軸所圍成的面積表示電能，故有：EP=12?qU=12CU2；

(2)a、由圖可知，充電時(shí)電流不同，而最大電量相等，故說明圖象不同的原因是電阻R的改變造成的；

b、由圖象可知，當(dāng)R越小時(shí)充時(shí)間越短；R越大時(shí)，電荷量隨電間變化趨向增勻，故需要快速充電時(shí)，R越小越好；而需要均勻充電時(shí)，R越大越好；

(3)由于電容充電后兩板間的電勢差增大，因此需要恒流源的電壓增大才能保證電量隨時(shí)間均勻增加；而(2)中電源電動(dòng)勢不變，而內(nèi)阻忽略不變，故兩端電壓不變；所以使用恒流源時(shí)，電流不變，而使用(2)中電源時(shí)電流減小。

故答案為：(1)如圖所示；12CU2；(2)a、R；b、快速充電時(shí)，R越小越好；而需要均勻充電時(shí)，R越大越好；(3)增大；不變；不變；減小。5.【2019年天津卷】現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。

①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是______mm。

②利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號。

電源E(電動(dòng)勢10V，內(nèi)阻約為10Ω)

電流表A1(量程0～250mA，內(nèi)阻R1=5Ω)

電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω)

滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)

開關(guān)S及導(dǎo)線若干

③某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2【答案】0.200

I1R【解析】解：①由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0mm+20.0×0.01mm=0.200mm；

②由題意可知，沒有電壓表，可以用已知內(nèi)阻的電流表A1測電壓，另一個(gè)電流表A2測電流，

由題意可知，待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

③由圖示電路圖可知，待測金屬絲電阻：RX=UXIX=I1R1I2-I1，

由圖示電路圖可知，電壓與電流的測量值等于真實(shí)值，由歐姆定律可知，電阻的測量值等于真實(shí)值；6.【2019年江蘇卷】如圖所示的電路中，電阻R=2Ω.斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為()A.1Ω

B.2Ω

C.3Ω

D.4Ω

【答案】A【解析】解：斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V，即電源的電動(dòng)勢為3V，

閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，使用電阻的電壓為2V，

電路的電流為：I=UR=22A=1A，

電源的內(nèi)阻為：r=E-UI=3-217.【2019年江蘇卷】某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實(shí)驗(yàn)操作如下：

(1)螺旋測微器如圖1所示。在測量電阻絲直徑時(shí)，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動(dòng)______(選填“A““B”或“C“)，直到聽見“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時(shí)防止螺旋測微器的損壞。

(2)選擇電阻絲的______(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測量，取其平均值作為電阻絲的直徑。

(3)圖2甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器接入圖2乙實(shí)物電路中的正確位置。

(4)為測量Rx，利用圖2甲所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖象如圖3所示。接著，將電壓表改接在a、b兩端，測得U0.501.021.542.052.55I20.040.060.080.0100.0請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2-I2圖象。

(5)由此，可求得電阻絲的Rx【答案】C

不同

23.5【解析】解：(1)為保護(hù)螺旋測微器，將電阻絲