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2017年高考物理备考优生百日闯关系列专题19电学实验(含解析)专题19 电学实验第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,注重考查必修中的基本概念和基本规律。考纲要求1、掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法;掌握多用表的使用方法。2、掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法,会用伏安法测电阻。3、能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论。命题规律1、与电阻测量有关的电学实验仍是2015年高考命题的热点,同进伴随对基本仪器的读数能力的考查。2、命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等。3、重视对实验操作能力的考查;实验器材的选择,包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择。第二部分 精选试题1、【2017重庆市高三上学期(一诊)期末测试】(9分)某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)。(1)该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“10V”档位,指针的位置如图1所示,则测量结果为 V.(2)然后学习小组对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻值的电路如图2所示,通过查找资料,了解到表头G的满偏电流为10mA,并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx关系图像如图3所示,由此可确定电池的电动势E= V,该图像的函数关系式为I= 。综上可判定学习小组使用了多用电表 倍率的欧姆挡。A.1 B. 10 C. 100 D. 1K【答案】4.6 1.5,, B【名师点睛】本题考查了用欧姆表测电阻的方法、多用电表读数;对多用电表读数时,要先根据选择开关位置确定其所测量的量与量程,然后确定其分度值,再根据指针位置读数,读数时视线要与电表刻度线垂直2、【2017山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】(10分)太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的IU特性。所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图_(填“a”或“b”)。(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的IU图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池板的电阻_(填“很大”或“很小”):当电压为2.80V时,太阳能电池板的电阻为_。(3)当有光照射时,太阳能电池板作为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该电池板作为电源时的电动势为_V 若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射情况下,该电池板的效率是_。(结果保留三位有效数字)【答案】(1)a;(2)很大,;(3)2.80,64.3(64.164.5之间均算对) 。(3)由U-I图线可知,电池板作为电源时的电动势为2 80V;若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,则画出此电阻的U-I图线与电池板的U-I线交于一点,读出U=1 8V,I=1 8mA该电池板的效率是【名师点睛】解决本题的关键知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别,以及会通过欧姆定律判断电阻的大小要掌握应用图象法解题的方法。3、【2017广东省广州市高三模拟考试】(10分)(1)如图甲,是多用电表简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接 ;作为欧姆表使用时,选择开关应接 。(填1、2或3)使用时,电流一定从 端流入多用电表(填A或B)。(2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱,记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出的图线如图丙。由图丙可求得电动势E= V,内阻r= 。(结果均保留2位有效数字)忽略偶然误差,本实验测得的E测、r测与真实值比较:E测 E真,r测 r真。(选填“”、“”或“”)【答案】(1)3; 2; A(2)2.82.9 ; 1.11.3 ; ; 4、【2017开封市高三第一次模拟】某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为3 V,内阻很大),电阻箱R(099.99 ),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.(1)先测电阻R1的阻值.请将该同学的操作补充完整:A.闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1.B.保持电阻箱示数不变,_,读出电压表的示数U2.C.则电阻R1的表达式为R1=_.(2)该同学已经测得电阻R1=3.2 ,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值,其做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=_ V,电阻R2=_ .【答案】(1)将S2切换到b;(2)E=2V,【名师点睛】用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内电阻(本题的R2相当于内电阻)并用图象进行数据处理求出结果;本方法可与伏安法类比简称伏阻法也是实验中常用方法之一5、【2017湖北省部分重点中学高三新考试大纲适应性考试】(7分)某研究性学习小组用一个量程为30mA的毫安表做了如下两个实验。(1)同学中要测量该毫安表的内阻,设计了如图(a)所示电路。图中电源电动势未知,内阻不计。闭合开关,将电阻箱阻值调到30时,毫安表恰好满偏;将电阻箱阻值调到110时,毫安表指针指在半偏位置,由此可得毫安表的内阻Rk= ,电源的电动势大小为E= V。(2)同学乙将甲设计的电路稍作改变,如图(b)所示,在毫安表两端接上两个表笔,设计出一个简易的欧姆表,图中的左侧表笔应为 (选填“红表笔”或“黑表笔”),根据该表的结构,可得待测电阻Rx与毫安表示数I的函数关系式为Rx= (用符号I、E、R和Rg表示)。(3)同学乙将表盘的电流刻度转换为电阻刻度时犮现,在保证毫安表安全的情况下,为了使实验所得数据更准确,表盘指针偏转范围应该尽量大,电阻箱的阻值应调到 。【答案】(1)50;2.4(2)红;(3)30【名师点睛】此题是测量电源电动势及电表改装的问题;解题时首先要搞清实验的原理,结合闭合电路的欧姆定律列出方程解答。6、【2017天津市和平区高三上学期期末质量调查】某实验小组准备探究某个灯泡的伏安特性曲线,额定电压为2.5V,电阻约为几欧,除待测小灯泡外,提供器材如下:A电压表V1:量程为15V,内阻约为10kB电压表V2:量程为300mV,内阻为300C电流表A:量程为300mA,内阻约为1D滑动变阻器R1:最大阻值200E滑动变阻器R2:最大阻值10F定值电阻R01:阻值2700G定值电阻R02:阻值30H.电动势4.5V直流电源一个,开关一个,导线若干(1)出于电表的安全性及测量要求考虑,同学们选用电压表V1并联在小灯泡两端测量小灯泡的电压,发现这种方法实际上不可行,其最主要的原因是 ;(2)于是同学们利用所学知识,对电压表V2进行了改装,这需要选用定值电阻 (填写器材代号)与电压表V2 联;(3)实验中滑动变阻器应选 (填写器材代号)(4)请在方框中画出该实验的电路图并在图中标出各器材的代号.【答案】(1)量程过大,导致指针偏转角度过小,无法准确读数;(2)R01;串联(3)R2;(4)电路图如图;【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,而V1量程为15V,故量程过大,导致指针偏转角度过小,无法准确读数;(2)要对电压表V2进行扩大量程的改装,必须要并联一个定值电阻,要改装成量程为3V的电压表,则需并联的电阻为:,则需要选用定值电阻R01;(3)实验中要用分压电路,故滑动变阻器选用阻值较小的R2;(4)因待测电阻阻值较小,故采用安培表外接电路,电路图如图;【名师点睛】此题是关于伏安法测电阻的问题;关键是器材的选择,记住选择原则“安全、准确、方便”,量程过大或过小都不符合实验的要求;记住电表改装成电压表要串联分压电阻.7、【2017长春外国语学校高三上学期期末考试】某实验小组描绘规格为“2.5V0.6W”的小电珠的IU特性曲线实验室提供下列器材:A电流表A1(量程为025mA,内阻约0.2)B电流表A2(量程为0300mA,内阻约1)C电压表V1(量程为03V,内阻约5k)D电压表V2(量程为015V,内阻约15k)E滑动变阻器R1(010,额定电流1.5A)F滑动变阻器R2(01000,额定电流0.5A)G直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)H开关一个、导线若干(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至_挡进行测量(填选项前的字母)A直流电压10 V B直流电流5 mA C欧姆“100” D欧姆“1”(2)实验中所用的电流表应选_;电压表应选_;滑动变阻器应选_(只需填器材前面的字母代号)(3)若采用如图所示的电路描绘小电珠的伏安特性曲线,电压表的右端应与电路中的_点相连(选填“a”或“b”)(4)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于_端( 选填“c”“d”或“cd中间”)(5)测量后,该小组根据实验数据,利用Excel拟合出小电珠的IU特性曲线如图9所示请根据曲线确定小电珠两端电压为1.5 V时,其实际功率P=_W.(6)该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后,闭合开关,慢慢增大小电珠的电压,发现刚开始时两电表指针均偏转,但小电珠不发光,请简要分析原因:_.【答案】(1)D(2)BCE(3)a(4)c(5)0.33(6)电压(电流)较小时,灯丝的温度较低,达不到发光的温度(4)由图1所示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端c端(5)由图所示图象可知,小灯泡两端电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.22A,则灯泡实际功率(6)由图所示图象可知,开始时灯泡电压与通过灯泡的电流很小,由P=UI可知灯泡实际功率很小,灯丝的温度较低,达不到发光的温度,所以灯泡不发光【名师点睛】本题考查了欧姆表的应用、实验器材的选择、实验注意事项、求功率等问题,当电压表内阻远大于待测电阻阻值时,电流表应采用外接法;要掌握实验器材的选择原则8、【浙江省宁波市效实中学2016届高三上学期期中考试物理试题】同学们知道,将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”,这是为什么呢?某学习
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