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1专题19电学实验（2）2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）1.(9分)（2019年3月兰州模拟）某兴趣小组在学习了多用表后，在实验室找到一个电流表G，尝试自己动手改装一个电压表。(1)先用半偏法测量电流表G的内阻，实验电路图如图所示，准备有下列器材：A.待测电流表G(量程1mA，内阻约几十欧)B.滑动变阻器(阻值范围0～100Ω)C.滑动变阻器(阻值范围0～20kΩ)D.电阻箱(0～999.9Ω)E电阻箱(0～9999Ω)F.电源(电动势9V，有内阻)G.开关、导线①实验中要求有较高的精确度，在以上器材中，R1应选用________，R2应选用_________。②实验要进行的步骤有：A闭合开关S1B.闭合开关S2C.将R1的阻值调到最大D.调节R1的阻值，使电流表指针满偏E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处F.记下R2的阻值并断开S1G.按图所示连接好实验电路以上步骤，合理的顺序是______________________(用步骤前的英文字母表示)。③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0Ω，则电流表内阻Rg=___________Ω。(2)要将该电流表改装成量程是3V的电压表，则应串联的一个阻值是_________Ω的电阻。2【参考答案】（1）○1CD○2G、C、A、D、B、E、F（2）50.0（3）2950【命题意图】本题以电压表改装切入，考查半偏法测量电流表G的内阻实验及其相关知识点。【实验攻略】（1）根据教材上半偏法测量电流表G的内阻实验的知识解答。（2）根据电流表改装成电压表和串联电路知识解答。【解题思路】（1）半偏法测量电流表G的内阻实验，滑动变阻器应该尽可能选择阻值范围较大的，与电流表并联的应该为读数精度尽可能小的电阻箱，所以R1应选用滑动变阻器(阻值范围0～20kΩ)代号C，R2应选用电阻箱(0～999.9Ω)代号为D。实验步骤合理的顺序是：按图所示连接好实验电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1，调节R1的阻值，使电流表指针满偏，闭合开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并断开S1，若在步骤F中读得R2的阻值是50.0Ω，则电流表内阻R2=50.0Ω。(2)要将该电流表改装成量程是3V的电压表，3=Ig（Rg+R），解得：Rg=2950Ω，即应串联的一个阻值是Rg=2950Ω的电阻。2.（18分）（2019北京延庆模拟）伏安曲线是非线性电路元件的基本参数。某实验小组描绘规格为“2.5V0.6W”的小灯泡的伏安特性曲线。实验室提供下列器材：A．电流表A1（量程为0－300mA，内阻约1Ω）B．电流表A2（量程为0－0.6A，内阻约0.5Ω）C．电压表V（量程为0－3V，内阻约5kΩ）D．滑动变阻器R1（0－10Ω，额定电流1.5A）E．滑动变阻器R2（0－1kΩ，额定电流0.6A）F．直流电源（电动势3V，内阻不计）G．开关一个、导线足够（1）本实验电流表应选择__（填A1或A2）；滑动变阻器应选择__（填R1或R2）。（2）在图（甲）虚线框中画出电路图。（3）根据实验数据，画出小灯泡的I－U特性曲线如图（乙）所示。图线发生弯曲，其原因是_________________________________；根据图线，小灯泡两端电压为1.50V时，其实际电阻为______Ω，功率P约为______W（结果保留2位有效数字）。1.001.502.002.50U/V（乙）0.5000.050.100.150.200.250.30I/A0（甲）3（4）如果实验室只提供量程为0—2V，内阻为2000Ω的电压表，需要将其改装为量程是0—3V的电压表，则需要______联（填“串”或“并”）一个______Ω的电阻。（5）由图（乙）曲线推断电阻随电压变化曲线与下图哪一个比较接近（）【参考答案】（1）A1，R1（2）见解析（3）金属电阻率随温度升高而增大7.5，0.30（4）串，1000（5）D【名师解析】（1）小灯泡的规格为“2.5V0.6W”，由P=IU可知：额定电流I=0.24A=240mA，电流表选A1即可。描绘小灯泡伏安曲线的实验电路采用分压法，滑动变阻器须选小的，所以滑动变阻器选R1。（2）如右图：（3）随着电流与电压的升高，小灯泡的功率变大，灯丝温度升高，而金属的电阻率随温度升高而增大，则小灯泡的电阻变大。而伏安曲线的图线上任一点与原点连线的斜率的倒数为此时小灯泡的电阻，电阻变大，斜率就变小，所以图线弯曲且偏向U轴。由图可知：小灯泡两端电压为1.50V时，通过小灯泡的电流为0.20A。由部分电路的欧姆定律公式可知：实际电阻。由P=IU可知：功率P=0.30W。URAURBURCURD4（4）改装成量程更大的电压表，需要有电阻分走一部分电压，所以要串联一个电阻。满偏时，满足公式：，即，解得：=1000Ω（5）由图乙可知：图线上任一点与原点连线的斜率的倒数为此时小灯泡的电阻。一开始，随着电压的增大，电阻几乎不变。在0.5V—1.0V之间图线明显弯曲，电阻明显变大。1.0V之后图像弯曲不明显，电阻变化减缓。由上述可知：D图比较接近。3.（2019广东省广州市下学期一模）用如图a所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至端（填“A”或“B”）。（2）实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图b的Rt-t关系图线，根据图线写出该热敏电阻的Rt-t关系式：Rt=（Ω）。(3)铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一电表和图c所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化），设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图。（4）结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为℃。如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：。【参考答案】23．（9分）（1）B；（2）50+t；（3）如图所示c恒流源010.015.020.025.030.035.040.0A恒流源db2040608010012075125/tR5015025O100℃/taABCDPSV15A0.65（4）50（2分），将恒流源的输出电流调小……（其它合理即给分）【实验攻略】（1）根据滑动变阻器限流接法电路开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至接入电阻最大处确定滑动变阻器的滑片位置。（2）根据绘得如图b的Rt-t关系图线，利用斜截式写出该热敏电阻的Rt-t关系式。（3）根据铂热敏电阻的阻值与温度的关系为线性关系，而电源为恒流源，利用欧姆定律U=IR，设计一个简易电阻温度计电路。（4）利用欧姆定律得出铂热敏电阻的阻值，结合图b的关系图线，得出对应的电阻温度。由欧姆定律U=IR得出要提高该温度计所能测量的最高温度值的方法。【命题意图】本题考查测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系实验及其相关知识点。【解题思路】（1）由于实验电路采用滑动变阻器限流接法，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至接入电阻最大处，即滑动变阻器的滑片应移至B端。（2）根据绘得如图b的Rt-t关系图线，其在纵轴上截距为50，图线斜率为1，利用斜截式可以写出该热敏电阻的Rt-t关系式：Rt=50+t（Ω）。（3）由于铂热敏电阻的阻值与温度的关系为线性关系，而电源为恒流源，根据欧姆定律U=IR，所以选择电压表并联在铂热敏电阻两端的电路。（4）选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电压表达到满偏时电压为15V，由欧姆定律U=IR，可得铂热敏电阻的阻值为100Ω，结合图b的关系图线，可知对应的电阻温度为50℃。要提高该温度计所能测量的最高温度值，对应的铂热敏电阻的阻值需要提高，由欧姆定律U=IR可知，需要将恒流源的输出电流I调小。4.(10分)（2019湖南长沙雅礼中学模拟）在测定一节干电池电动势和内阻的分组实验中，实验1组的同学利用图甲所示电路，选用下列器材进行了规范的实验操作。A.干电池(内阻小于1.0Ω)6B.电流表(量程0～0.6A、内阻RA=1Ω)C.电压表(量程0～3V,内阻约为20kΩ)D.滑动变阻器((0～20Ω，允许最大电流2A)E.开关、导线若干把得到的数据记录后用“o”在图乙所示的“U-1”图象中进行描点。在小组互评环节，实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验，并把实验数据用“X”也描在图乙所示的“U-1”图象中。请完成以下对1组实验方案的评价及改进。(1)从实验原理上来看，用图甲电路进行实验，误差主要来自:__________________。(2)从所得实验数据来看，不足之处是:__________________________。(3)将改进方案电路图画在下侧方框内;(4)根据改进后所得的实验数据作出图线，由图线得到:电动势E=____;内阻r=_______。(保留2位小数)【参考答案】【名师解析】75.(9分)（2019云南昆明质检）某同学想将一量程为1mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：(1)他用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻①请在乙图中将实物连线补充完整；②闭合开关S1后，将单刀双置开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0：然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0。若此时电阻箱阻值R2=200Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg=___________Ω。(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3mA、30mA及倍率为“×1”、“×10”的多用电表。若选择电流30mA量程时，应将选择开关S置于___________(选填“a”或“b”或“c”或“d)，根据题给条件可得电阻R1=___________Ω，R2=___________Ω。8(3)已知电路中两个电源的电动势均为3V，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40mA，则所测电阻阻值为___________Ω。【参考答案】【命题意图】本题考查电流表内阻测量和将电流表改装成多用电表实验、闭合电路欧姆定律及其相关知识点。【实验攻略】利用并联电路知识解得电阻R1和R2的值。利用闭合电路欧姆定律及其相关知识列方程解得所测的电阻值。【解题思路】(1)此题采用等效法测量电流表内阻。根据图甲的原理电路图将实物连线补充完整。两次操作，电流表G0示数相同，说明电路中电阻相等，电流表G的内阻等于电阻箱R2的电阻值200Ω。（2）若选择量程30mA时，与电流表并联的电阻较小，所以应将选择开关S置于b的位置。由1×10-3×（200+R2）=（30-1）×10-3×R1，1×10-3×200=（3-1）×10-3×（R1+R2），联立解得：R1=10Ω，R2=90Ω。（3）将选择开关置于a测量某电阻的阻值，包括电流表的并联部分电路电阻R=g21g21+++RRRRRR=293，当电流表满偏（电流1×10-3A）时，电池输出电流为电流表满偏电流的30倍。调零时，30×1×10-3=+'ERR；若通9过灵敏电流计G的电流IG=0.40mA，由闭合电路欧姆定律，30×0.40×10-3=+'+xERRR，联立解得Rx=150Ω。6.(6分)（2019新疆二模）【参考答案】3.009.001.00【命题意图】以电路为情景，考查“电阻测量”和“电源电动势、内阻测量”实验、图像法处理实验数据等。【解题思路】图乙中图线CD为电压表读数U1随电流变化的图象（即电阻R1的伏安特性曲线），由图线CD上C点（或D点）的纵横坐标值的比值可得定值电阻R1=3.00Ω；图线AB为U2随电流变化的图象（即电源的伏安特性曲线），将A电荷B点的坐标值分别代入U=E-I（r+R1），得：5.00=E-1.00（r+3.00），0=E-2.25（r+3.00），联立解得E=9.00V，r=1.00Ω。