2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考电学实验总结与解析.pdf

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1、1 高考电学实验总结归类 电学实验是高考试题中必考实验，电学实验出题灵活，内容丰富， 在高考试卷中所占比重大，是高考试题中的重要得分点。以下是电学实验各 种常见实验原理和做题技巧的总结，基本涵盖了电学实验中的所有题型， 对学习电学实验有很大的帮助。 一、电表的双重作用 1（电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测 电流表的满偏电流 A待测电流表A0：满偏电流约为700800A、内阻约 100 ，已知表盘刻度均匀、 总格数为 N B电流表A：量程 0.6A、内阻 0.1 C电压表V：量程 3V、内阻 3k D滑动变阻器R：最大阻值200 E电源 E：电动势约3V

2、、内阻约1.5 F开关 S一个 （1）根据你的测量需要，在 B（电流表A）和 C （电压表V）中应选择（只 需填写序号即可） （2）在虚线框内画出你设计的实验电路图 （3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A0的指针偏转了 n 格，可算出满偏电流IAmax = ，式中除 N、n 外，其他字母符号代表的物理 量是 答案 C 电路如图所示 v R U n N (或 3000 U n N )U 为电压表读数，Rv为电压表内阻 解析（1）由于电流表的满偏电流太小，所以要想进行 多次测量，不能使用。而对于电压表，1000 g g V U IA R ，大于待测电流表的 满偏电流，因此，可把

3、电压表当电流表用。故选C. （2）题中要求测多组数据，故测量电路应选用分压电路，电路图如右所示。 2 （3）电路中的电流 V U I R ，又电流表刻度均匀，故有： m II nN 联立可解得： max V NU I nR 或 max 3000 NU I n 2.某同学要测量一电压表V1的内阻。提供的器材有： A电压表V1：量程 3V，内阻约为2k B电压表V2：量程 10V，内阻为 5k C电源E：电动势约为10V，内阻 不计 D滑动变阻器R：最大阻值为20 E定值电阻R1：阻值 5k F定值电阻R2：阻值 30k G电键 S及导线若干 该同学设计了如图甲所示的实验电路图，通过改变滑动变阻器

4、R 的阻值，测量 多组电压表V1的读数 U1和电压表 V2的读数 U2，最终求出了电压表Vl的内阻。 （1）实验中定值电阻应选用_（填字母代号）； （2） 该同学在实验中测得数据如下表：请在图乙的坐标中，描点作出 U1U2的图象。 （ 3）由图象可以较准确地求出电压表Vl的内阻为 _k。 答案（1） R1 （2）0.2k 解析 （1）定值电阻与电压表V1串联， 有： 121 1V UUU RR ，可得：5Rk，故 选 1R 。 （2）由 121 1V UUU RR 可得： 1 12 1 V V R UU RR ，即 12 UU图像的斜率为 1 1 V V R RR ， 从所作图像中先求出斜率，

5、随之可算出 1 0.2 V Rk 点评本题中，电压表的双重作用为：一是测量工具电压表，二也是一个电阻. 3 二、伏安法测电阻 (或电阻率 ) 1、(2012 北京卷，21)在“测定金属的电阻率”实验中， 所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示， 其读数应为 _mm( 该值接近多次测量的平均值) 4 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势 3 V，内阻约 1 ) ， 电流表 (内阻约 0.1 ) 、电压表 (内阻约 3 k) 、滑动变阻器 R(020 ，额定电流 2 A)、开关、

6、导线若干某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量， 记录数据如下： 次数1234567 U/V0.100.300.701.001.501.702.30 I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上实验数据可知，他们测量 Rx是采用下图中的 _图(选填“甲”或“乙”) 5 6 (3)下图是测量 Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线， 滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图， 补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系， 如图所示， 图中已标出了

7、与测量数据对应的4个坐标点请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点， 并描绘出 U-I图线，由图线得到金属丝的阻值Rx_ ( 保留两位有效数字 ) 7 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号) A110 2 m B110 3 m C110 6 m D110 8 m (6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准， 下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项) A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D用 U-I图

8、象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 解析(1)螺旋测微器的读数为0 mm39.80.01 mm0.398 mm. (2) 由 实 验 记 录 的 数 据 可 知Rx的 阻 值 大 约 为5 . 由 题 知Rx? RV，故 电 流 表 8 外接若滑动变阻器接为限流的形式，则 Rx两端的电压最小值Umin 53 20510.1 V0.6 V，而从实验数据可知Rx两端电压可 9 为 0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压的形式 (3)如图甲所示 1 0 图甲图乙 (4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所 示 图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx

9、4.4 . (5) 根 据R l S 得 金 属 丝 的 电 阻 率 RS l Rd2 4l 3.14 4.4 0.398 1032 40.5 m1.0910 6 m，故选项 C 正确，选项 A、 B、 D 错误 (6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项 A 错误；由于电流表、电压表内阻引起的误 差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选 项 B 错误、选项C 正确；利用U-I 图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以 减小偶然误差，选项 D 正确 答案(1)0.398(0.3950.399均正确 ) (2)甲(3)如解析图甲所示(4)如解析图乙所示 4.4(4

10、.34.7均正确 ) (5)C (6)CD 2、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“ 5 V,2.5 W ”的小灯泡、导线和开关外，还有： A直流电源 (电动势约为 5 V ，内阻可不计 ) B直流电流表 (量程 03 A，内阻约为 0.1 ) C直流电流表 (量程 0600 mA ，内阻约为 5 ) D直流电压表 (量程 015 V ，内阻约为 15 k ) E直流电压表(量程 05 V，内阻约为 10 k ) F滑动变阻器(最大阻值 10 ，允许通过的最大电流为2 A) G滑动变阻器 (最大阻值 1 k ，允许通过的最大电流为0.5 A) 实验要求小灯泡两端的电压从零

11、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) 1 1 (2)请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路 1 2 (3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示现把实验中使用的小 灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E6 V，内阻 r1 ， 定值电阻 R9 ，此时灯泡的实际功率为_W (结果保留两位有效数字) 1 3 1 4 1 5 甲乙 解析(1)由灯泡标识 (5 V，2.5 W)知，IP U 0.5 A，因此电流表选C，电压表 选 E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F. (2)如图所示 1 6 (3)

12、把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax E Rr 0.6 A，在题 1 7 图中的 UI 图中，作出此电源的UI 图线如图中虚线所示。两图线交点即表示该灯泡 的实际工作点由图知U2.2 V ，I0.38 A，所以 P UI 2.20.38 W 0.84 W. 答案(1)C E F (2)见解析图(3)0.84(0.81 0.87)皆可 三“替代法 ”测电阻 1、 (2019 课标全国卷，22)为了测量一微安表头A的内阻， 某同学设计了如上图所示的电路图中A0是标准电流表， R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关， E是电池完成下列实验步

13、骤中的填空： (1)将S拨向接点 1，接通 S1，调节 _，使待测表头指针偏转到适当位置， 记下此时 _的读数 I； (2)然后将 S拨向接点 2，调节 _，使_，记下此时 RN的读数； (3)多次重复上述过程，计算 RN读数的 _， 此即为待测微安表头内阻的测量值 解析本题为用替代法测未知电流表的内阻，其实验步骤为： (1)将 S 拨向接点1，接 通 S1， 调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或 A0) 的读数 I； (2)然后将 S 拨向接点2，调节 RN， 使标准电流表 (或 A0)的读数仍为I，记 下此时RN的读数； (3)多次重复上述过程， 计算 RN读数的

14、平均值，此即为待测微安 表头内阻的测量值 答案(1)R0 标准电流表 (或 A0) (2)RN标准电流表 (或A0)的读数仍为 I(3)平均值 2、 ( 电 压 表 替 代 )某同学要测电压表 1 8 的内阻 RV， 测量的电路如下图a所示， 1 9 供选择的器材如下： 待测电压表 2 0 (03 V，内阻约 3 k )； 2 1 电压表 2 2 (06 V，内阻约 6 k )； 定值电阻 R13 k ； 定值电阻 R230 ； 滑动变阻器 R3(01 k ， 1 A)； 滑动变阻器 R4(010 ， 2 A)； 电源 3.0 V，内阻不计； 开关一个，导线若干 根据上述条件，请你完成下面的实

15、验 (1)定值电阻应选_；滑动变阻器应选_ (2)根据电路图 a，在上图 b中用实线把实物连成电路； (3)实验过程中的测量步骤为：移动滑动变阻器触头到某一位置， 记录 2 3 、 2 4 2 5 的读数 U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置， 得到一组 U1、U2的值， 分别以 U1、U2为坐标轴建立坐标系， 作出相应图线(如下图所示 )， 测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表 2 6 内阻的表达式为RV_. 解析(1)定值电阻应选R1， 滑动变阻器应选R4，若选用大电阻的滑动变阻器，就 2 7 会出现在移动滑动触头的时候，刚开始电压表上的电压几乎不变，

16、到了某个位置后又 突然增大的现象，不易操作(2)根据电路图a，在图 b 中用实线把实物连成电路，如 答 案图所 示(3) 待测电 压表 2 8 内阻的表达式为RV R1 k1. 答案(1)R1 R4(2)如图所示(3) R1 k1 预测高考命题视角 通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一， 基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重 视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用 是考查的热点，实验的器材选择、 实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点， 实验的基本原理和思想方法是考查的核心

17、四、测电源电动势内阻 1、（伏安法）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中， 串联了一只 2.5 的保护电阻 R0， 实验电路如图下所示 (1)连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0， 电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错， 接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b， b、c，d、e时，示数均为 0，把两表笔接 c、d时，示数与电压表示数相同， 由此可推断故障是_ (2)在下图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时， 2 9 把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图所示 )以笔画线代替导线连接起来 (3)排除故障后，该同学顺利完

18、成实验，测定得到下列数据， 根据表中数据在图中的坐标上画出UI 图线，由图线知：电池的电动势为_， 内阻为 _ 3 0 解析(1)用电压表检测c、d 时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没 有电流通过多用电表所并联的电路，说明多用电表所并联的电路发生断路故障由已知 3 1 条件可知，是滑动变阻器R 发生故障 (3)电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过 尽量多的数据点，其他点均匀分布在线的两侧由 UEI(rR0)可知， 纵轴截距表 示电动势，则 E1.50 V，斜率绝对值表示rR0， 则： rR0 1.50 0.20 0.43 3.0 ，则 r0.5 . 答案(1)R断路(2)如图甲所示

19、(3)如图乙所示1.50 V(1.411.51 V均可 ) 2、（伏阻法 ) (2012 福建卷，19(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. 先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下， 多用电表表盘示数如图所示， 其示数为 _V. 然后，用电压表 3 2 、电阻箱 R、定值电阻 R0、开关 S、若干导 线和该电池组成电路，测定该电池电动势 ()根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路 3 3 3 4 ()闭合开关 S，调整电阻箱阻值R，读出电压表 3 5 相应示数 U.该学习小组测出大量数据， 分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的 1

20、R 与 1 U 的值请用表中数据在图中的坐标纸上描点，并作出 1 U 1 R 图线 . R( )166.77-1-.450.033.325.020.0 U(V)8.35.94.84.23.22.9 1 R (10 2 1) 0.601.402.003.004.005.00 1 U (V 1) 0.120.170.210.240.310.34 3 6 3 7 ()从图线中可求得E_V. 解析读出示数为：9.4 V. ()连接电路如图所示 ()作图线如图所示 ()由闭合电路欧姆定律得EU U R (rR0) 变形得 1 U 1 E r R0 E 1 R ，从上式看出在 1 U 1 R 图象中，纵轴

21、的截距即为 1 E ，由图象得出截 距为 0.1，所以 E 10.0 V(9.5 V 11.1 V 内均正确 ) 答案见解析 3、（安阻法）某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱， 采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻， 比常规的伏安法更准确若电流表内阻阻值为RA， 则测量的方法与步骤是： 3 8 3 9 (1)将电阻箱阻值R调到最大，闭合 S后观察电流表示数，然后再调节电阻箱， 使电流表的示数指到某两个恰当的值， 记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流 I1、I2； (2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律， 建立方程组， 即可求出电源的电动势E与内阻 r.该方程组的表达式是：_

22、、_.该实验小组现 在手头只有一个电流表，只知其内阻很小， 却不知具体阻值为了测出该电流表的内阻， 她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材请你用笔画线将图中的实物连接成能测出 电流表内阻的电路注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用， 开关闭合前其阻值应_ 解析根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：EI1(R1RAr )、EI2(R2RA r)； 两节干电池的电动势大约为3 V，电流表应选0.6 A 量程，在连接电路时，本 着先串后并的原则进行 答案E I1(R1RAr) EI2(R2RAr) 连线如图调至最大 五、考查多用电表的使用及读数 2、（多用表测黑箱）(2012 江苏卷， 10)如

23、下图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件， 小明使用多用电表对其进行探测 4 0 4 1 甲乙 (1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“ 0”刻度线处， 应先调整图乙中多用电表的_(选填 “A”、“B”或“C”) (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接 a， 另一表笔应 _(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况 (3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表， 测量各接点间的阻值测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等， 测量记录如下表两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示 请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种

24、可能的电路. 两表笔接的接点多用电表的示数 a、b _ a、 c 10.0 b、 c 15.0 解析(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.(2) 使用多用电表进行测 量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指 针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相 等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 ，由 a、b 间电阻为5 ，a、c 间为 10 ，b、 c 间为 15 知，电路为 a、 b 间 5 的电阻与a、 c 间 10 电阻串联而成，电 路图如答案图所示 答案(1)A (2)短暂(3)5.0 电路图见下图 4 2

25、4 3 1、(2019 北京卷，21(1) 用如上图所示的多用电表测量电阻， 要用到选择开关K和两个部件 S、 T.请根据下列步骤完成电阻测量 (1)旋动部件 _，使指针对准电流的“ 0”刻线 (2)将K旋转到电阻挡“100”的位置 (3)将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件 _， 使指针对准电阻的_(填“ 0刻线”或“刻线”) (4)将两表笔分别与待测电阻相接， 发现指针偏转角度过小为了得到比较准确的测量结果， 请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 _的顺序进行操作，再完成读数测量 A将 K旋转到电阻挡“1 k”的位置 B将 K旋转到电阻挡“10”的位置 C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 解析机械调零需调节S，电阻调零 (欧姆挡调零 )需调节调零 旋钮 T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻，需换用 阻值较大的挡来测量才准确，换挡之后需要重新电阻调零故 正确顺序应为ADC. 答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC