2024年高考物理试题分类汇编 电学实验

发布 2022-03-26 15:04:28 阅读 6488

1.[新课标1卷]23.(9分)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。

1)已知毫安表表头的内阻为100ω,满偏电流为1ma;r1和r2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3ma;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10ma。由题给条件和数据,可求出。

2) 现用—量程为3ma、内阻为150ω的标准电流表对改装电表的3ma挡进行校准,校准时需选取的刻度为.0ma。电池的电动势为1.

5v,内阻忽略不计;定值电阻r0有两种规格, 阻值分别为300ω和1000ω;滑动变阻器r有两种规格,最大阻值分别为750ω和3000ω。则r0应选用阻值为的电阻,r应选用最大阻值为。

ω的滑动变阻器。

3)若电阻r1和r2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b) 的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a) 虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱填“b”或“c”)相连。

判断依据是。

答案】(1) (2) (3)c 闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的是电阻是r1;若电表指针不动,则损坏的是电阻是r2。

解析】(1)定值电阻和毫安表都是并联关系,电压相等,电流和电阻成反比,若使用a和b两个接线柱,量程为3ma,则通过r1的电流为2ma,电流经为1:2,所以电阻比为2:1,可得。

若使用a和c两个接线柱,电表量程为10ma,通过r1的电流为9ma,电流比为1:9,可得电阻比为9:1,即,整理可得,2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为,最小阻值为。

若定值电阻选择为1000ω,则无法校准3.0ma;所以定值电阻选择500ω。由于最大阻值要达到3000ω,所以滑动变阻器要选择3000ω。

3)因为只有一个损坏,所以验证r2是否损坏即可。所以d点应和接线柱“c”相连,若电表指针偏转,则损坏的是电阻是r1;若电表指针不动,则损坏的是电阻是r2。

2.[新课标2卷]23.(9分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供材料器材如下:

待测电压表(量程3v,内阻约为3000欧),电阻箱r0(最大阻值为99999.9欧),滑动变阻器r1(最大阻值100欧,额定电压2a),电源e(电动势6v,内阻不计),开关两个,导线若干。

1) 虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。

2) 根据设计的电路写出步骤。

3) 将这种方法测出的电压表内阻记为r1v与内阻的真实值rv先比r1v rv (添“>”或“<”主要理由是。

答案】(1)(2)见解析;(3)>;见解析。

解析】试题分析:(1)实验电路如图所示。

2) 移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表的支路分压最小;闭合开关s1、s2,调节r1,使电压表指针满偏;保证滑动变阻器的滑片的位置不变,断开s2,调节电阻箱r0,使电压表的指针半偏;读取电阻箱的电阻值,即为测得的电压表内阻。

3) 断开s2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路的总电阻也增大,此时r0两端的电压大于电压表的半偏电压,故。

3.[安徽理综]ⅱ.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100μa,内阻为2500ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9ω)和若干导线。

1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50ma的电流表,则应将表头与电阻箱 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 ω。

2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻r测相应的电流i,且作相关计算后一并记录如下表。

根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第两组数据也描绘在图2中,并画ir—i图线。

根据图线可得电池的电动势e是 v,内阻r是。

答案】(1)并联 5.0 (2)①如右图所示 ②1.53 2.0

解析】电流表扩大量程需并联一个电阻,有imarma=(i–ima)r并,得r并=5.0ω.描点作图如图,由图可得电池的电动势e是1.53v,曲线斜率的绝对值为电池内阻内阻r是2.

0ω.4.[福建理综](2)(12分)某学习小组**一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。

实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;

某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为 a

该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3v、内阻为1欧的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为 w(保留两位小数)

答案】:①见解析;②0.44;③4 2.25

解析】实物图如图所示;由图知电流表量程为0.6a,所以读数为0.44a;电源内阻为1欧,所以当外电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.

5v,由图知当小电珠电压等于1.5v时电流约为0.38a,此时电阻约为,并联后的总电阻为1欧,所以需要4个小电珠,小电珠消耗的总功率约为。

5.[广东理综]34.某实验小组研究两个未知元件x和y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kω)、电流表(内阻约为1ω)、定值电阻等。

图15使用多用电表粗测元件x的电阻。选择“×1”欧姆档测量,示数如图15(a)所示,读数为 ω。据此应选择图15中的 (填“b”或“c”)电路进行实验。

连接所选电路,闭合s;滑动变阻器的滑片p从左向右滑动,电流表的示数逐渐 (填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件x换成元件y,重复实验。

图16图16(a)是根据实验数据作出的u-i图线,由图可判断元件 (填“x”或“y”)是非线性元件。

该小组还借助x和y中的线性元件和阻值r=21ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势e和电阻r,如图16(b)所示。闭合s1和s2,电压表读数为3.00v;断开s2,读数为1.

00v,利用图16(a)可算得e= v,r= ω结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。

答案】①10,b;②增大;③y;④3.2,0.50

解析】①由图15(a)可知,指针指在“10”位置,由于“10”位置左右两边的最小刻度都不是1,因此不需要估读下一位,又因为多用电表选择开关选择了“”档,所以最终读数为10ω,此值约为所用电压表内阻的1/300,电流表内阻的10倍,因而相对较小,为了减小电表内阻引起的实验测量误差,应选用电流表外接法,即图(15)b电路。

图15(b)电路中采用了滑动变阻器的分压式接法,在滑片p从左向右滑动的过程中,测量电路部分分得的电压逐渐增大,因此电流表读数应逐渐增大。

图16(a)可知,x对应u-i关系图线为直线,y对应的u-i关系图线为曲线,即y是非线性元件。

图16(b)可知,当线性元件x两端电压为3.00v时,对应流经它的电流为0.30a,电压为1.

00v时,对应流经它的电流为0.10a,所以元件x的电阻为rx=10ω,根据闭合电路欧姆定律可知,当闭合s1和s2时,r被短路,,断开s2后,r与元件x串联接在电源两端, ,解得,6.[重庆理综]同学们测量某电阻丝的电阻,所用电流表的内阻与相当,电压表可视为理想电压表.

若使用题6图2所示电路图进行实验,要使得的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的点(选填“b”或“c”).

测得电阻丝的图如题6图3所示,则为保留两位有效数字)。

实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化.他们对此现象进行**,在控制电阻丝两端的电压为10v的条件下,得到电阻丝的电阻随风速(用风速计测)的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时,会选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10v,需要将滑动变阻器的滑片向端调节(选填“m”或“n”).

为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如题6图5所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻,为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,为待接入的理想电压表.如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的点和点(在“a”“b”“c”“d”中选填).

答案】① c;② 4.1 (4.0~4.2);③减小 ,m;④ b,d

解析】①电流表有较在内阻,选择内接法会使电阻的测量值偏大,而电压表为理想电压表,故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差,故选择接c点。

由部分电路的欧姆定律知图象的斜率代表电阻,求得。

由图4知风速增大后,代表电阻的纵坐标安数值在减小;rx减小,导致总电阻减小,总电流增大,使得并联部分的电压减小,向m端滑动可使并联部分的电压重新增大为10v。

当风速为零时,电压表的示数也为零,电路的b和d两点构成电桥,满足uad=uab,而下端的rx减小后,,有,故电压表的正接线柱接在b点,负接线柱接在d点。

7.[山东理综]22.如图甲所示的电路图中,恒流源可作为电路提供恒定电流i0,r为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器rl消耗的电功率。改变rl的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的u-i关系图线。

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