2018年全国高考物理电学实验部分真题附详细解析

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（全国卷 1）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L（额定电压 3.8 V， 额定电流 0.32 A） ；电压表○ V （量程 3 V，内阻 3 kΩ ） ；电流表○ A （量程 0.5 A，内阻 0.5 Ω ） ； 固定电阻 R0（阻值 1 000 Ω ） ；滑动变阻器 R（阻值 0~9.0 Ω ） ；电源 E（电动势 5 V，内阻 不计） ；开关 S；导线若干。 （1）实验要求能够实现在 0~3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原 理图。 （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知， 随着电流的增加小灯泡的电阻_________ （填“增大”“不变”或“减 小”） ，灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”） 。 （3）用另一电源 E0（电动势 4 V，内阻 1.00 Ω ）和题给器材连接成图（b）所示的电 路，调节滑动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关 S，在 R 的变化范围 内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。 （结果均保留 2 位小数） 【答案】 （1）
（2）增大；增大； （3）0.39w
1.17w
【解析】 （1）要求能够实现在 0~3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用
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分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如图
（2）由 I-U 图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律 知，电阻率增大； （3）当滑动变阻器的阻值为 9Ω 时，电路电流最小，灯泡实际功率 最小，此时 E=U+I（r+R）得 U=-10I+4，在图中作出该直线如图所以
， 交 点 坐 标 约 为 U=1.75V ， I=225mA ， P1=UI=0.39W ； 整 理 得 ：
，当直线的斜率最大时，与灯泡的 I-U 曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的 功率最大。当滑动变阻器电阻值 R=0 时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为 U=3.67V， I=0.32A，如图所示，最大的功率为 P2=UI=1.17W。
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（全国卷 2） 某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 μ A， 内阻大约为 2500 Ω )的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R2(其中一个最大阻值为 20 Ω ，另一个 最大阻值为 2000 Ω )；电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 Ω )；电源 E(电动势约为 1.5 V)；单刀 开关 S1 和 S2.C、D 分别为两个滑动变阻器的滑片．
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线． (2)完成下列填空： ①R1 的最大阻值为________(填“20”或“2000”)Ω . ②为了保护微安表，开始时将 R1 的滑片 C 滑到接近图(a)中的滑动变阻器的________(填 “左”或“右”)端对应的位置；将 R2 的滑片 D 置于中间位置附近． ③将电阻箱 Rz 的阻值置于 2500.0 Ω ，接通 S1.将 R1 的滑片置于适当位置，再反复调节 R2 的滑片 D 的位置．最终使得接通 S2 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S2 接通前 B 与 D 所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)． ④将电阻箱 Rz 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 Rz 的阻值置于 2601.0 Ω 时，在接通 S2 前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω (结果保留 到个位)． (3) 写 出 一 条 提 高 测 量 微 安 表 内 阻 精 度 的 建 议 ： ____________________________________________． [答案] (1)连线如图
(2)①20 ②左 ③相等 ④2550 (3)调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近满量程 [解析] (2)①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器， 因此 R1 要选
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择最大阻值为 20 Ω 的滑动变阻器． ②开始时将 R1 的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最 小，从而保护了微安表． ③接通 S1 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S1 接通前后在 BD 中无电流流过，可知 B 与 D 所在位置的电势相等． Rz RA RA Rz′ ④因 B 与 D 电势相等， ＝ ，对调后 ＝ ，解得 RA＝ R 2左 R 2右 R2左 R2右 RzRz′＝2550 Ω .
（全国卷 3）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池；R1、R2、 R3、R4 和 R5 是固定电阻，R6 是可变电阻；表头 G 的满偏电流为 250 μA，内阻为 480 Ω。虚 线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为： 直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω 挡。
（1）图（a）中的 A 端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）关于 R6 的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得 R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。 （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时 B 端是与“1”相连的，则多 用电表读数为________； 若此时 B 端是与“3”相连的， 则读数为________； 若此时 B 端是与“5” 相连的，则读数为________。（结果均保留 3 位有效数字）
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【答案】（1）黑（2）B （3）160880（4）1.47mA（或 1.48 mA）1100Ω2.95V 【解析】 试题分析：（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。 （2）R6 是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使 电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。 （3）B 端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以 R1 ? R2 ?
I g Rg I1 ? I g
? 160 ? ；B 端与“4”
相连时，是量程较小的电压表，所以 R4 ?
U1 ? I g Rg I1
? 880 ? 。
（4）若此时 B 端与“1”相连，多用电表是量程为 2.5 mA 的电流表，则读数为 1.47mA；若此 时 B 端与“3”相连，多用电表是欧姆×100 Ω 挡，则读数为 1100Ω；若此时 B 端与“5”相连，多 用电表是量程为 5 V 的电压表，则读数为 2.95V。 考点：多用电表的使用、电表的改装
（江苏卷）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图 11-1 图所示，继 电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的电流超过 15 mA 时， 衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为 20 Ω，热敏电阻的阻值 Rt 与 温度 t 的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源 E1（3 V，内阻不计） 、电源 E2（6 V，内阻不计） 、滑动变阻 器 R1（0~200Ω） 、滑动变阻器 R2（0~500Ω） 、热敏电阻 Rt，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω） 、 开关 S、导线若干。 为使该装置实现对 30~80℃之间任一温度的控制，电源 E 应选用 “E2”） ，滑动变阻器 R 应选用 （选填“R1”或“R2”） 。 （选填“E1”或
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（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应 将如图 11-2 图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）
（3）合上开关 S，用调节好的多用电表进行排查，在题 11-1 图中，若只有 b、c 间断路，则 应发现表笔接入 a、b 时指针 填“偏转”或“不偏转”） 。 （选填“偏转”或“不偏转”） ，接入 a、c 时指针 （选
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为 50℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号） ①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合 ③断开开关，将电阻箱从电路中移除 ④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 108.1Ω 【答案】 （1）E2
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R2 （2）C （3）不偏转 偏转
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（4）⑤④②③①
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【解析】 (1)由表格数据知， 当温度为 30°时， 热敏电阻阻值为 199.5Ω， 继电器的阻值 R0=20Ω， 当电流为 15mA 时，E=I（Rt+R0）=3.3V，所以电源选 E2，80°时，热敏电阻阻值 Rt=49.1Ω， 则 E2=I(Rt+R0+R)，此时变阻器阻值 R=330.9Ω，所以变阻器选择 R2；（2）多用电表做电压表 测量电压，旋钮旋至直流电压档 C 处；（3）若只有 b、c 间断路，表笔接入 a、b 时，整个 回路断路，电表指针不偏转，接入 a、c 时电流流经电表，故指针偏转； （4）50℃时，热敏电 阻阻值为 108.1Ω，所以应将电阻箱阻值调至 108.1Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱 换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①
（海南卷） 某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。 现有器材为： 待测电阻 R （阻值约为 5 Ω） ， 电源（电动势 3 V），滑动变阻器（阻值范围 0~10 Ω），电流表（量程 0.6 A，3 A）， 电压表（量程 3 V，15 V），开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接， 滑动变阻器起限流作用。回答下列问题： （1）按照实验要求在图（a）中画出实物连线图。
（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为 3 V， _______________。 电流表的示数始终接近 0。 写出产生这种现象的一个原因： （3）在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示。 由图可知，电压表读数为_______V，电流表读数为______A。由此可得待测电阻的 阻值为_____Ω（结果保留 3 位有效数字） 。
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【答案】 （1）实物连线图见解析（2）待测电阻 R 出现断路（3）2.2；0.48；4.58 【分值】12 分 【解析】(1)因为待测电阻 R（阻值约为 5 Ω），电源（电动势 3 V），则可估算电路中的最大 电流为： I m ?
E ? 0.6 A ，所以电流表选 0.6A 的量程；根据精确性原则，电压表选 3V 的量 R
程；实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用，则实物连线图如下图所 示：
（2） 由于电流表的示数始终接近 0， 则可知电路出现断路故障， 又电压表的示数始终约为 3 V， 根据电压表的改装原理可知，电压表与电源肯定构成了回路，则可判断出待测电阻 R 出现断 路故障； （3）根据实验原理，由图示电压表可知，其量程为 3V，分度值为 0.1V，示数为 2.2V；由图 示电流表可知，其量程为 0.6A ，分度值为 0.02A ，示数为 0.48A ；根据欧姆定律可知，
R?
U 2.2 ? ? ? 4.58? ，则待测电阻的阻值为 4.58? ； I 0.48
（天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1 的内阻 r1=1.0 kΩ，电阻 R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R0=3.0 Ω 的电阻。 ①按图示电路进行连接后，发现 aa ? 、 bb ? 和 cc ? 三条导线中，混进了一条内部断开的导线。 为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、 b ? 间电 压，读数不为零，再测量 a 、 a ? 间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读 数为零，则一定是___________导线断开。
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②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1 和 A2 的多组 I1、I2 数据，作出图象如右图。由 I1–I2 图象得到电池的电动势 E=_________V， 内阻 r=__________Ω。
【答案】（3）① aa ? bb ? ②1.41（1.36~1.44 均可） 0.5（0.4~0.6 均可）
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