电学实验(2011-2015年全国高考题汇总)含解析

1电学实验练习1．(2015·新课标全国Ⅰ卷23题)(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R1Ω，R2Ω。(2)现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表○A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。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Ω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R’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）115R，235R（2）500，3000（3）c若电流表无示数，则说明2R断路，若电流表有示数，则说明1R断路。试题分析：（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1R的电流为2mA，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得121502gRRR。若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过1R的电流为9mA，电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即121()9gRRR，整理可得235R，115R。（2）根据电流表校准的刻度，可知电路中总电阻最大值为30000005.05.1AVR，最小阻值为500003.05.1AVR。若定值电阻选择为1000Ω，则无法校准3.0mA；所以选择定值电阻500Ω。由于最大电阻要达到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点应该和c点相连，若电流表无示数，则说明R2短路，若电流表有示数，说明R1断路。2．（2014·新课标全国Ⅰ卷23题）利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I­R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.图(a)2回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为________．(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0图(b)图(c)(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【答案】(1)1I＝RA＋R1ER1R＋1ERA＋RA＋R1R1（r＋R0）(2)0.1109.09(3)1.0(或在0.96～1.04)之间，6.0(或在5.9～6.1之间)(4)3.0(或在2.7～3.3之间)，1.0(或在0.6～1.4之间)试题分析：本题考查了测量电源电动势和内电阻的实验．(1)根据闭合电路欧姆定律有：E＝IRAR1＋I(R＋R0＋r)＋IRA.代入数据，化简得：1I＝（RA＋R1）ER1R＋1ERA＋R1R1（R0＋r）＋RA.(2)电流表每小格表示4mA，因此电流表读数是0.110A，倒数是9.09A－1.(3)根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k＝1.0A－1·Ω－1，截距b＝6.0A－1.(4)斜率k＝RA＋R1ER1，因此E＝3.0V，(5)截距b＝1ERA＋RA＋R1R1（r＋R0），(6)因此r＝bE3－5＝1.0Ω.3.(2013·新课标全国Ⅰ卷23题)(8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表（量程5V，内阻十几千欧）；滑动变阻器（最大阻值5kΩ）导线若干。回答下列问题：（1）将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡．再将红表笔和黑表笔，调零点。（2）将图(a)中多用电表的红表笔和(填“l”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数3如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V(4)调节滑动变阻器的滑片．使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为kΩ。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为v，电阻“×1k”档内部电路的总电阻为kΩ。【答案】（1）短接(2)1（3）15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0试题分析：（1）欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。（2）对于多用电表欧姆档，其电流从黑表笔流出，从红表笔流入，而电压表则要求电流从“+”接线柱流入，因此红表笔应和“1”端相连。（3）多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“×lk”读第一排，读数为15.0×1K=15.0kΩ;直流电压5V，最小分度为0.1V,估读到分度值下一位，读数为3.60V。(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。(5)设多用电表内电池的电动势为E，电阻“×1k”档内部电路的总电阻为r,根据闭合电路欧姆定律有rE3100.360.30.150.360.3①rE3100.1200.400.4②，①②联立解得E=9.00V,r=15.0kΩ4.(2012·新课标全国Ⅰ卷22题)（5分）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为_________mm，图（b）所示读数为_________mm，所测金属板的厚度为_________mm。【答案】0.0106.8706.8605．(2011·新课标全国Ⅰ卷22题)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需4多用电表电流表电阻箱ab图1+要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:⑴仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色;⑵若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a),(b),(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为_______mA,电阻箱的读数为_______Ω:⑶将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为______mA;(保留3位有效数字)⑷计算得到多用电表内电池的电动势为_________V.(保留3位有效数字)【答案】⑴黑⑵14.053．04．6⑶102⑷1.54试题分析：（(1)多用电表内部的电源正极与黑色表笔连接,电流表正常工作时电流从正接线柱流入,由此可以判定表笔a接内电源正极,为黑色.(2)如图2(a)为多用电表的×1Ω欧姆挡,读数为14.0Ω;如图2(b)为电流表,读数为53.0mA;如图2(c)为电阻箱,读数为(0×100+0×10+4×1+6×0.1)Ω=4.6Ω(3)图1连接时,电路中电流I=53.0mA,则多用电表中电流为53.0mA,指针指在电流格数为26,将多用电表的两表笔短接,多用电表满偏为50格,则有:5053.0101.910226mAmAmA.(4)设多用电表在×1Ω欧姆挡的内阻为r,由于两表笔短接电流为102mA,则E=102×10-3r;图1连接时,E=53.0×10-3×(14.0+r),联立解得:E=1.54V,r=15.1Ω.mA×100×10×1×0.1图2(a)图2(b)图2(c)