高考分类汇编 十三 电学实验.docx
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高考分类汇编十三电学实验
电学实验
1.(全国新课标I卷,23)(10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过时,系统报警。
提供的器材有:
热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警),电阻箱(最大阻值为),直流电源(输出电压为,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为),滑动变阻器(最大阻值为),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节。
已知约为,约为;流过报警器的电流超过时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在时阻值为。
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2)电路中应选用滑动变阻器_____________(填“”或“”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为______;滑动变阻器的滑片应置于_______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是________________________________。
②将开关向_______(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至________________________________。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
【答案】
(1)如下图
(2)
(3)①650.0,b,
接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏
②c,报警器开始报警
【解析】①热敏电阻工作温度达到时,报警器报警。
故需通过调节电阻箱使其电阻为时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0Ω,光使报警器能正常报警,电路图如上图
②,当通过报警器的电流,故电路中总电阻,
,故滑动变阻器选。
③热敏电阻为时,报警器开始报警,模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为为防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端.
2.(全国新课标II卷,23)(9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:
电阻箱R(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干.
图a
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
⑴实验中应选择滑动变阻器(填“”或“”).
⑵根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
图b
⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位).
⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号).
A.B.C.D.
【答案】⑴
⑵
⑶2520
⑷D
【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻
电压表所在支路的总电压应该尽量不变化,即滑动变阻器选最大阻值小的即选
⑵略
⑶近似认为电压表所在电路的总电压不变,且流过电压表与变阻箱的电流不变,则
⑷由欧姆定律可知,
3.(全国新课标III卷,22)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。
(1)在图中画出连线,完成实验电路。
要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是(填入正确选项前的标号)
【答案】
(1)如图所示
(2)AC
【解析】滑动变阻器应限流式解法,
(2)F=BIL可得适当增大导轨间距或增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理:
可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,AC正确;若换用一个更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,所以对最后的速度没有影响,B错误。
4.(北京卷,21
(1))热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。
图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。
由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力__________(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的影响更__________(选填“敏感”或“不敏感”)。
【解析】
(1)由于温度越高,热敏电阻越小,即对电流的阻碍作用越小,则导电能力越强,根据图像可知热敏电阻在相同的温度范围变化时,阻值变大,则越敏感。
5.(上海卷,27.)(6分)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)(多选题)用多用电测电流或电阻的过程中
(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
【答案】A,D
【解析】多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项B错误;在测量未知电阻时,必须先用电压表测试电阻内是否带有电源,再大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行测试,避免电表烧坏,故选项D正确。
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。
若选择开关处于“10V”挡,其读数为V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为200Ω(选填:
“大于”,“等于”或“小于”)。
【答案】5.4;小于
【解析】若选择开关处于“10V”挡,则电表的最小刻度为0.2v,此时读数为5.4v;若选择开关处于“×10”挡,欧姆表的中央刻度为15,此时指针指示未知小于15,所以读数应该小于150Ω,故小于200Ω。
6.(上海卷,28.)(7分)“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。
(1)(单选题)该实验描绘的是
(A)两个等量同种电荷周围的等势线
(B)两个等量异种电荷周围的等势线
(C)两个不等量同种电荷周围的等势线
(D)两个不等量异种电荷周围的等势线
【答案】B
【解析】该实验中,用A、B两个接线柱分别接在电源的正负极上,一个带正电另外一个带负点,模拟等量异种电荷产生的电场,所以选项B正确。
(2)(单选题)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放
(A)导电纸、复写纸、白纸
(B)白纸、导电纸、复写纸
(C)导电纸、白纸、复写纸
(D)白纸、复写纸、导电纸
【答案】D
【解析】在实验中,最上边一层是导电纸,这样才可以使A、B接线柱电流通过导电纸;接下来依次是复写纸和白纸,实验过程中在导电纸上找到电势相同的点,需要用探针在导电纸上作标记,标记通过复写纸就印到最下层的白纸上。
(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点(f、d连线与A、B连线垂直)时,示数小于零。
为使示数为零,应保持红色探针与d点接触,而将黑色探针(选填:
“向左”或“向右”)移动。
【答案】向右
【解析】据题意,只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等,现在保持红色探针与d点接触,为了保证电压表示数为零,需要使黑色探针与红色探针电势相等,则要把黑色探针向右移动。
7.(天津卷,9(3))某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了开关,导线外,还有:
电压表(量程0~3V,内阻等于3kΩ)
电压表(量程0~15V,内阻等于15kΩ)
电流表(量程0~200mA,内阻等于10Ω)
电流表(量程0~3A,内阻等于0.1Ω)
滑动变阻器(0~10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流0.5A)
定值电阻(阻值等于1Ω)
定值电阻(阻值等于10Ω)
①请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁
②该同学描绘出的I-U图像应是下图中的______
【答案】①电路如图;②B
【解析】①用电压表V1和R5串联,可改装成量程为的电表,量程为200mA的A1与定值电阻R4并联改装成量程为的安培表,待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接电路;
②小灯泡的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I-U图线应该是B.
8.(江苏卷,10)(8分)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω,R随t的升高而增大.实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,….然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,….
(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用.
(A)量程0~100mA,内阻约2Ω
(B)量程0~0.6A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至10.0Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是.
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t图线.
由图线求得R随t的变化关系为R=Ω.
【答案】
(1)A
(2)①②③(或①③②)(3)见下图0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对)
【解析】
(1)已知电源电动势为1.5V,R在常温下的阻值为约10Ω,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,常温下电路的电流最小,约为75mA,所以电流表选择A;
(2)先将旋钮a由0旋到1,然后将个位数及小数位旋转至0,所以顺序为①②③;
(3)描点画图,如图所示,由图线可求R随t的变化关系为R=0.04t+8.8
9.(四川卷,9)II.(11分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。
实验器材:
待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:
(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作U—I图线(U、I都用国际单位);
(ⅳ)求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用______;电流表最好选用______。
A.电压表(0-3V,内阻约15kΩ)B.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(0-200mA,内阻约2Ω)D.电流表(0-30mA,内阻约2Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内
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